1 ANÁLISIS DE REQUERIMIENTOS DEL GALPÓN DE ENGORDE DE LA FINCA VILLA ANDREA (COGUA, CUNDINAMARCA)
FELIPE ANDRÉS DÍAZ PACHÓN
FUNDACIÓN UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA BOGOTÁ 2014
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ANÁLISIS DE REQUERIMIENTOS DEL GALPÓN DE ENGORDE DE LA FINCA VILLA ANDREA (COGUA, CUNDINAMARCA)
FELIPE ANDRÉS DÍAZ PACHÓN
MONOGRAFÍA DE GRADO
DIRECTOR DE MONOGRAFÍA ALESSANDRO CALVANO
FUNDACIÓN UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA BOGOTÁ 2014
3 NOTA DE ACEPTACIร N
___________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________
____________________________ Firma del presidente del jurado
____________________________ Firma del jurado
____________________________ Firma del jurado
Bogotรก 2014
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AGRADECIMIENTOS
Este trabajo está dedicado principalmente y con mucho amor, a mis padres Consuelo y Germán, quienes han estado a mi lado, compartiendo cada paso de mi formación tanto personal como profesional, brindándome apoyo incondicional, en cada objetivo planteado y sin ellos no hubiese sido posible lograr esta meta, también dedico esta monografía a mi familia que con sus consejos y apoyo lograron hacer que esta meta se hubiese podido llevar a cabo.
5 TABLA DE CONTENIDO
1.
Introducción ....................................................................................................................... 7
2.
Objetivos ............................................................................................................................ 8 2.1
Objetivo Principal ...................................................................................................... 8
2.2
Objetivos Específicos ................................................................................................. 8
3.
Justificación ....................................................................................................................... 9
4.
Estado Del Arte ............................................................................................................... 10
5.
4.1
Galpón en Tennessee usando tecnología Chore-Time ............................................. 10
4.2
Sistemas “dark house” .............................................................................................. 12
Marco Teórico ................................................................................................................. 22 5.1
Temperatura ............................................................................................................. 22
5.1.1
Control de altas temperaturas.................................................................. 26
5.1.2
Regulación corporal de la temperatura del ave ....................................... 28
5.1.3
Factores que influyen en la respuesta del ave al calor ............................ 30
5.2
Ventilación ............................................................................................................... 30
5.2.1
6.
Sistemas de ventilación ........................................................................... 32
5.3
Iluminación............................................................................................................... 32
5.4
Humedad relativa ..................................................................................................... 33
Soluciones Innovadoras ................................................................................................... 35
6 6.1
Descripci贸n del galp贸n ............................................................................................. 35
6.2
Control de temperatura mediante flujo de aire ......................................................... 36
6.3
Control de humedad mediante flujo de aire ............................................................. 37
6.4
Relaci贸n entre temperatura y humedad .................................................................... 38
6.5
Control de Temperatura y Humedad. ....................................................................... 39
6.6
Sistema de iluminaci贸n ............................................................................................ 40
6.7
Sistema de control de temperatura ........................................................................... 41
7.
Conclusiones .................................................................................................................... 43
8.
Referencias ...................................................................................................................... 45
7 1.
Introducción Colombia se encuentra ubicada en una región del mundo donde la producción avícola es
líder a nivel mundial y está en crecimiento, produciendo alrededor de 41 millones de toneladas al año, desde la última década se ha incrementado la producción avícola en un 5% por año. El país con el índice más alto de obtención de carne de pollo es Estados Unidos, produciendo más de 18 millones de toneladas al año, seguido por Argentina, México, Perú, Canadá y Brasil.
El incremento de las producciones avícolas en los últimos años, se ha desarrollado conforme al crecimiento poblacional en diferentes países, aumentando la demanda de la carne de pollo a nivel global. Los avicultores colombianos produjeron alrededor de un 1’300.000 toneladas en el año 2013. La zona central (Cundinamarca, Huila y Tolima) es la que realiza mayor aporte económico al país aportando el 35% de la producción anual, seguida por el Valle con el 19% y los Santanderes con el 18%. El crecimiento del sector avícola en Colombia, también disminuye la tasa de desempleo, generando así más de 200,000 empleos directos, tomando en cuenta toda la cadena de producción de pollos, creando empleos para las comunidades cercanas. (Fenavi, 2014)
8 2.
2.1
Objetivos
Objetivo Principal Analizar los requerimientos del galpón de engorde de la finca Villa Andrea, con el fin de
plantear una automatización de los procesos que se llevan a cabo en el mismo.
2.2
Objetivos Específicos
Investigar sobre buenas prácticas avícolas y bienestar animal en Colombia.
Analizar las condiciones de establecimiento, manejo y cuidado del galpón de la finca Villa Andrea para plantear un sistema autómata de control de temperatura y humedad.
Estudiar y proponer métodos de optimización en los procesos del galpón de la finca Villa Andrea.
9 3.
Justificación Debido al clima cambiante y a que la humedad y temperatura no tienen un control óptimo
por parte de los operarios, causa un índice de mortalidad superior al permitido (rentable), que es el 10% de la población por galpón, proporciones que en ocasiones no son tenidas en cuenta, pero a largo plazo son considerables. Anexado a esto, el problema del manejo de subproductos de esta industria, como la gallinaza o las plumas, tienen un mal manejo como residuo, provocando un impacto ambiental, económico y social.
Una de las razones técnicas que ameritan el desarrollo de esta monografía es, que al no tener un ambiente controlado en el galpón, en temporadas calurosas se alcanzan altas temperaturas en el interior del mismo, esto causa estrés a las aves, ya que para ellos adaptarse a nuevas situaciones es difícil, provocando ocasionalmente la muerte por asfixia, estos golpes de calor se generan cuando la temperatura del galpón y la humedad relativa superan la “zona termo-neutral”, por este motivo muchas veces no se logra conseguir el desarrollo previsto en estas temporadas, al elevarse la temperatura corporal del ave, se reduce el crecimiento y el índice de conversión de alimento.
Debido a las razones nombradas anteriormente, se hace necesaria una evaluación del galpón y posteriormente un planteamiento de posibles soluciones y/o mejoras que puedan ser implementadas en el galpón en pro de una mejor calidad del producto final.
10 4. 4.1
Estado Del Arte Galpón en Tennessee usando tecnología Chore-Time Es un galpón ubicado en una granja a las afueras de McMinville, en el estado de Tennessee,
este galpón cuenta con tecnología desarrollada por la empresa chore-time.
(Cruz, 2014) Empresa especializada en galpones, que ofrece medios para mejorar la programación para la cosecha de aves y entrega de alimentación, verificar el funcionamiento del ventilador del túnel y realizar copias de curvas de temperatura.
(Cruz, 2014)
(Cruz, 2014)
11 Chore-Time Es una empresa de sistemas de producción avícola (PPS - Poultry Production Systems ) enfocada en diseño, manufactura y comercialización de equipos para instalaciones de aves de corral (principalmente pollos de engorde y pavos) en U.S.A. y Canadá.
Chore-Time diseña y fabrica sus productos con mucho énfasis en la calidad y fiabilidad, ya que manufacturan sus productos en sus propias instalaciones, cuentan con su propio equipo de investigación y desarrollo, y controlan cuidadosamente la calidad del producto mediante el uso de software y controles para abastecer contenedores, sistemas de alimentación, bebederos, ventilación y otras líneas de productos. Chore-Time ha sido el diseñador y fabricante líder en sistemas de producción avícola desde 1952. (Chore-Time, 1997-2014)
12 4.2
Sistemas “dark house” Con el objetivo de mejorar el desempeño productivo del pollo de engorde, algunas
compañías norteamericanas empezaron en los años 80 a producir pollos en sistemas de ambiente controlado, con limitación de luminosidad, conocidas como “dark house” (casa oscura).
Este sistema permitió incrementar la densidad y mejorar los resultados zootécnicos. En estas casetas los pollos quedan más calmados, con un mejor confort térmico y menor movimiento, consumiendo así menos energía.
Esto ha proporcionado una mejor conversión alimenticia, una mejor ganancia de peso y menos problemas metabólicos. La mayoría de los beneficios están relacionados con un menor gasto energético para el mantenimiento de las aves criadas en sistemas “dark house”, permitiendo el uso de esta energía para el crecimiento.
En Brasil y Argentina la producción avícola mediante el método “dark house” inició alrededor de los años 2000 y hoy en día, aún hay empresas en dichos países que trabajan con este
13 sistema, tecnologĂa que permite la crianza con luminosidad controlada, perdiendo una mayor densidad de aves por đ?‘š2 , manteniendo las aves mĂĄs calmadas.
(Avicola, 2012) En un ambiente controlado de principio a fin de la parvada, se permite una mejor conversiĂłn alimenticia, teniendo asĂ un mejor resultado zootĂŠcnico y mayor utilidad financiera para la compaĂąĂa y los productores.
Las nuevas tecnologĂas son importadas de distintos paĂses y aplicadas con el mismo concepto en que ellas fueron desarrolladas. Sin embargo, muchas veces se ignoran las diferencias climĂĄticas. De esta manera, muchos proyectos nuevos no obtienen ĂŠxito por no estar adaptados a los desafĂos climĂĄticos locales.
Por este motivo, necesitamos dedicar un determinado tiempo y una serie de ajustes para que consigamos obtener los mismos resultados que nos motivaron a adoptar esta nueva tecnologĂa.
14 Después de años de estudios y adaptaciones tanto en nivel estructural como en nivel de manejo de crianza, hoy obtenemos resultados iguales o superiores a los obtenidos en Estados Unidos. (El Sitio Avicola, 2012)
Características estructurales: sistema de iluminación
Deberán ser usados focos incandescentes, fosforescentes o tipo LED que permitan que sea regulada la intensidad de la luz y que suministren un mínimo de 20 lux en la primera semana y entre 5 y 10 lux desde la segunda semana. Ya existen controladores de intensidad de luz (dimmer) para focos fosforescentes, pero la tecnología todavía tiene un costo alto, así como el LED. Deberá ser colocado un foco a cada 28m² al largo de la caseta. (Rivera, 2014)
Deberá ser instalado el equipo dimmer con potenciómetro que permita el regular
la
intensidad de luz, juntamente con el equipo rampa de retardo (instalado junto con el dimmer) que permita regular el tiempo para que se obtenga la intensidad deseada, con eso, evitamos un choque de luminosidad para las aves. Con este equipo se puede simular un amanecer.
Siempre se deberá tener un solo periodo de oscuridad para evitar que las aves se rasguñen cuando las luces son prendidas, motivo por el que en ese momento se causa una mayor disputa por espacio en los comederos. Se deberá simular el amanecer en el mismo horario diariamente.
En casetas que no tengan light trap (trampa de luz) en las salidas de aire, nunca se debe cambiar el día por la noche, o sea, suministrar oscuridad durante el día y luz durante la noche. Por
15 el contrario, como no existe impedimento a la entrada de luz en las salidas de aire, tendremos un período continuo de iluminación.
El uso de la trampa de luz en salidas de aire debe de ser muy bien estudiado, porque si no fueron medidos adecuadamente en relación al número de extractores, estos causaran restricción de la velocidad de aire por el incremento de presión estática que tenemos.
Esto causa un incremento de costo extremadamente alto cuando sumamos las trampas a los extractores extras. La mejor alternativa que tenemos, y la más económica, es que los extractores se instalen lateralmente en la caseta, restringiendo así el área en que la luminosidad consigue llegar.
El uso de por lo menos tres corrales en la caseta es muy importante, dado que evitan la migración de las aves en función de la luminosidad y de la obtención de un mejor ambiente causado por la mala distribución de las aves en la caseta y pérdida de desarrollo. (El Sitio Avicola, 2012)
16 Intensidad de luz
Es fundamental que la intensidad de luz de la caseta sea trabajada correctamente y con intensidad baja, caso contrario se pierde la principal atribución de manejo que las casetas “dark house” pueden dar.
(Avicola, 2012)
(Avicola, 2012) Cálculo de lámparas para proveer la iluminación necesaria
Los cálculos para la instalación de los bombillos deben ser precisos pues harán la diferencia entre una buena y mala implantación del sistema. La Empresa Brasilera de Pesquisa Agropecuaria (EMBRAPA) sugiere un método para la realización del cálculo de lámparas, basado en el método de los lúmenes.
17 Este método sugiere la utilización de 1 Watt para 0.50 ó 0.33 m2 de área de galpón,(o su equivalente que es 2 a 3 Watts respectivamente) para proveer un nivel de iluminación aproximado a 10 lux. (Rivera, 2014) Con fines prácticos consideraremos 1 Watt para cada 0.33 m2.
Resolviéndose la ecuación 1, el número de lámparas puede ser obtenido por:
Sistema de ventilación de túnel (presión negativa)
El sistema de extracción debe estar preparado en el lado de la nave, lo que limita el área afectada por la entrada de luz. Deben tener el tamaño suficiente para proporcionar, si fuera necesario, hasta 3,5 metros / segundo de velocidad de aire en los momentos de máximo calor, cuando las aves están en la edad adulta.
Las entradas de aire deben colocarse a los lados de la caseta, siempre del mismo tamaño, equipadas con paneles evaporativos, para así bajar la temperatura del aire de entrada. Estos deben
18 tener un tamaño acorde con la cantidad de aire necesaria, para no causar una ventilación baja y el consiguiente aumento de presión.
El sellado de la nave es una parte fundamental de las obras del sistema túnel inclusive para el calentamiento. Con este fin, todas las entradas deben ser completamente cerradas y el aire solamente entrará por el panel de evaporación. Las cortinas deben ser laminadas. (El sitio avicola, 2012) Panel de control
El panel de control se encarga de gestionar la activación de todos los equipos de ventilación para el control de la temperatura y la humedad. Debe contener al menos un canal de control para cada uno de los extractores, lo que permite un control de temperatura más preciso y un rango de temperatura baja.
Debe tener dos o más canales para el control de la neblina interna, y uno externo, para controlar el panel de evaporación. Debe tener control de ventilación mínima y corte por temperatura y humedad.
Se debe trabajar con la curva de temperatura en función de la edad. Debe tener control de la apertura y el cierre de las cortinas del lado de entrada de aire. Además, debe haber un alarma audible para las temperaturas máximas / mínimas, por un corte de energía y por falta de movimiento del aire. (El sitio avicola, 2012)
19 Manejo de la cosecha de aves
Otra gran ventaja del sistema de cría en casetas “dark house” es que la cosecha, sacar a las aves para transportarlas a la planta de procesamiento, se hace con mucha más eficacia y menor daño para las aves. Para tener el control de la luminosidad de la nave, es posible que las aves se carguen casi en la oscuridad, sin rasguños y sin mortalidad. Sin embargo, el sistema permite mantener el control de confort térmico y el ambiente de las aves, lo que genera menos pérdidas debido al estrés térmico.
Para obtener los mejores resultados, debemos empezar la cosecha por el acceso de la entrada de aire, para que no se interrumpa el sistema de ventilación negativa. Solo la última carga, se hace por el acceso a la salida de ventilación. Nunca se deben abrir las cortinas durante la carga de las aves.
"Durante la carga, la iluminación debe ser reducida para controlar la emoción y el movimiento de las aves". (Código de Bienestar Aviar, 2003).
Manejo del pesaje de las aves El pesaje se lleva a cabo con las aves en forma mucho más tranquila, sin causar rasguños y celulitis. El número de aves que se pueden pesar es mucho mayor porque es más fácil de manejar, generando así un peso medio más confiable.
20 El uso de un foco durante el pesaje se convierte en una herramienta importante para facilitar el manejo de las aves y del equipo.
Las cifras de producción comparando diferentes sistemas dan evidencias de que la gran ganancia de la caseta oscura es la excelente conversión alimenticia que proporciona el sistema. Como los costos de alimentación representan alrededor del 70% del costo del pollo, la inversión en esta tecnología es económicamente viable por el retorno que proporciona.
Otro logro importante del sistema es una tasa significativamente más baja de los decomisos debido a la celulitis causada por los rasguños.
Ventajas de las casetas oscuras
Las cifras calculadas en Brasil y otros países muestran que el sistema de crianza con el sistema “dark house” es técnicamente comprobado y económicamente viable. El tiempo nos ha demostrado que es posible la adopción de esta tecnología, haciendo algunos ajustes a la realidad de nuestro clima y sistemas de gestión diferentes. Así se pueden obtener resultados muchas veces mayores que con casetas convencionales.
La competitividad del mercado de aves y los incrementos de costo de producción nos hacen tener que buscar alternativas para poderse mantener competitivos. Nuevos niveles de rendimiento y de costo dependerán de las innovaciones que se generan continuamente.
21 Las ventajas no solamente son para la compañía sino también para el avicultor integrado, debido a un mayor número de aves por caseta y mejores niveles de rendimiento. La remuneración aumenta y compensa las mayores inversiones en esta tecnología, marcando el camino que seguir para producir una mejor calidad y más rentabilidad para todos. (El sitio avicola, 2012)
Los 10 mandamientos del “dark house”
I. Utilizarás baja intensidad luminosa II. Simularás el amanecer para los pollos III. Controlarás entradas de luz indeseadas IV. Pondrás los extractores en las laterales V. Utilizarás cercas migratorias VI. Distribuirás la densidad correctamente VII. Utilizarás paneles evaporativos con foggers VIII. No aumentarás los luxes cuando entras en la caseta IX. Utilizarás siempre programa de luz continua X. Tendrás grupo generador
22 5.
Marco Teórico Para lograr un buen desempeño es fundamental que el microclima del galpón cumpla con
determinadas características, como buena alimentación, una temperatura controlada durante cada etapa de crecimiento del pollo, un espacio adecuado y una correcta aplicación de iluminación y ventilación en el galpón, si se logra satisfacer dichas necesidades será rentable.
5.1
Temperatura La temperatura, es un factor determinante en la producción avícola, y puede afectar de
manera considerable, si no se controla adecuadamente es posible perder un gran porcentaje de la población del galpón.
Las aves tienen una zona de neutralidad térmica entre los 10 y 20 grados, cuando la temperatura se sale de esta zona se presentan ciertos problemas dependiendo del caso, si la temperatura es superior a los 20 grados disminuye la necesidad de utilizar la energía del organismo, y con una temperatura superior a 30° C, las aves son cada vez más incapaces de afrontar la situación de baja humedad y ocurre evaporación, lo cual produce un efecto refrescante en las aves, y si la temperatura es inferior a 10 grados las aves requieren mayores niveles energéticos para conservar la temperatura corporal por lo tanto las aves consumen más alimento.
Cuando la temperatura ambiental es alta, las aves salen de la zona de termoneutralidad, por lo que necesitan realizar cambios metabólicos para mantener su temperatura corporal. Los mecanismos que tienen las aves para eliminar calor al ambiente son: radiación, conducción, convección y evaporación.
23 Para utilizar dichos mecanismos, las aves modifican su comportamiento y producen un esponjamiento de las plumas con el fin de permitir el paso del aire y extienden las alas, pues en la parte ventral existe una zona de apterios y se localizan superficialmente grandes vasos sanguíneos, lo cual facilitará la eliminación de calor; asimismo, provocarán tener en contacto con el piso la mayor superficie corporal posible y se incrementará el jadeo y la evaporación a través de la piel, la cual es muy delgada y compensa en parte la carencia de glándulas sudoríparas.
Las aves tienden a consumir menos alimento en días cálidos que en fríos, siempre y cuando se les administre la misma fórmula alimenticia. Por ello, se deben proporcionar diferentes raciones alimenticias para verano e invierno, ya que el ave consume alimento para satisfacer necesidades energéticas; con alimento alto en energía durante el verano, las aves consumirán menos alimento y, lógicamente, menos cantidad de otros nutrientes. Durante el invierno, las aves consumirán más cantidad de alimento si este es pobre en energía y automáticamente más cantidad del resto de nutrientes, lo cual, en el más sencillo de los casos, aumenta el costo de producción por concepto de alimentación. Si se emplean adecuadamente los recursos de una nutrición exacta de las aves, el nivel productivo se mantendrá estable y rendirá un mayor índice de utilidades. (Egüaz, 2007)
Son numerosas las experiencias efectuadas para estudiar las temperaturas ideales para la crianza de pollos, tanto si se trata de broilers como de pollitas de reemplazo, por lo que debemos indicar que las temperaturas ideales para la primera semana se hallan entre los límites de 30 a 36 ºC, pudiendo reducirse de 3 a 5 ºC en cada semana subsiguiente, discrepancias que podrían explicarse por los diferentes niveles de humedad empleados por la presencia de corrientes de aire, etc.
24
A la vista de experiencias efectuadas y de observaciones practicas realizadas en el Departamento de Ciencias de la Vida, las temperaturas del foco calorífico que se recomienda son las encontradas en la tabla. (CÁCERES, 2008)
Tabla 1 Temperatura Óptima PERIODO
°C
Dos primeros días
33
Resto de la primera semana
30
2ª Semana
29
3ª semana
26 – 28
4ª semana
23 – 25
5ª semana
20 – 22
En general cuanto más se separen las temperaturas de crianza de las aquí recomendadas, más lento será el crecimiento, peor emplume menor eficiencia del pienso, etc.
Por cada grado de aumento de temperatura de la nave superior a los 25° C, el consumo de alimento disminuye en 1 hasta 1.5 %, por lo cual se debe administrar la ración alimenticia de acuerdo con la disminución del consumo de alimento que existe. Las temperaturas superiores a
25 los 32° C provocan estados de tensión en las aves, reducen la productividad e incluso provocan la muerte, lo cual depende de lo siguiente:
- Edad de las aves. - Densidad de población. - Condiciones de ventilación de la nave. - Disponibilidad del agua de bebida.
Cuando aumenta la temperatura ambiente de 22 a 34° C en los galpones ocurre:
- Pérdida de 18 a 20 % de peso corporal. - Se reduce el consumo de alimento de 10 a 20 %. - Empeora la conversión alimenticia en 0,1. - Empeora la pigmentación de 0,5 a 1.
Para reducir la temperatura de los galpones y evitar sus efectos en las aves se recomienda lo siguiente:
- Construir la nave bien orientada para que los rayos solares no penetren por las ventanas. - Pintar de color blanco los techos de las naves, lo que ayuda a dar mayor luminosidad. - Utilizar rociadores sobre el techo de la nave para rociar agua durante las horas más calurosas. - Adaptar placas de polietileno en la porción inferior del techo de la nave.
26 - Adaptar ventiladores o abanicos en el centro de la nave. - Procurar movimiento adecuado del aire. - Reducir la densidad de población.
5.1.1 Control de altas temperaturas
Las pollos son animales de sangre caliente -homeotermos-, es decir, con capacidad para mantener su temperatura interna con bastante uniformidad (41,4ºC). Sin embargo, esta capacidad solo es eficiente, siempre y cuando la temperatura ambiente se mantenga dentro de unos límites, ya que son incapaces de adaptarse a temperaturas muy extremas. (CÁCERES, 2008)
Uno de los problemas más frecuentes en épocas calurosas en las explotaciones avícolas son las altas temperaturas que se alcanzan en el interior de la nave, provocando un verdadero estrés a los animales, por su incapacidad de adaptación a esta nueva situación, causando en muchas ocasiones la muerte de los animales por asfixia o golpe de calor. El estrés se desencadena en las aves cuando la combinación de humedad relativa y temperatura ambiente superan la "zona termoneutral". Conforme aumentan estas dos variables, la capacidad del ave para disipar el calor disminuye considerablemente.
Debido a este estrés térmico la industria avícola no consigue alcanzar su máximo desarrollo en aquellas regiones más calurosas. Ya que al aumentar la temperatura corporal del ave, se reduce el consume de pienso, el crecimiento, el tamaño del huevo, la calidad de la cáscara y empeora el
27 índice de conversión. Junto con un aumento del porcentaje de mortalidad de los animales la temperatura ambiente a la que son sometidas, tal y como se muestra en la tabla. (Egüaz, 2007)
Tabla 2 Temperaturas Sugeridas RANGO °C
EFECTO Zona termoneutra. Es el rango de temperatura en las cuales las aves
12.5 – 24 ºC no necesitan alterar su metabolismo basal o cambiar sus pautas etológicas para mantener su temperatura corporal. 12.5 – 24 ºC
Zona de confort Ligera reducción en el consumo de alimento, pero la ingesta de nutrientes sigue siendo la adecuada por lo que las producciones no se ven
24 – 30 ºC afectadas. Con temperaturas próximas a los 30ºC puede haber reducción en el tamaño del huevo y pérdida de la calidad de la cáscara. El consumo de pienso* continúa disminuyendo. Postración de las aves, especialmente de las pesadas y más productivas. A estas 32 – 35 ºC temperaturas los mecanismos de refrigeración y/o enfriamiento de la nave deben ponerse en marcha. La postración de las aves es más frecuente. Se hace necesario tomar 35 – 38 ºC
medidas radicales de lucha contra el calor. El consumo de pienso puede verse reducido hasta la cuarta parte. El consumo de agua es muy elevado El porcentaje de mortalidad puede ser muy elevado si no se toman
Más de 38 ºC medidas drásticas para enfriar a los animales.
28 Por lo tanto, dadas las repercusiones que pueden tener las altas temperatura en las explotaciones avícolas, se hace necesario desarrollar una serie de medidas preventivas y adoptar una serie de soluciones cuando la presencia del estrés térmico sea íntimo, ambos aspectos serán tratados seguidamente, no sin antes, abordar, aunque sea superficialmente, algunos aspectos que se consideran importantes para una mejor comprensión del tema, como son: de qué forma las aves son capaces de hacer frente al calor y cuales son aquellos factores que influyen en la capacidad de respuesta de las aves al calor. (CÁCERES, 2008)
5.1.2 Regulación corporal de la temperatura del ave La gallina es capaz de perder calor a través de dos mecanismos, bien mediante intercambio directo con el medio que la rodea (suelo, aire)- radiación, convección y conducción- es la denominada perdida de "calor sensible" o bien mediante evaporación del agua a través del tracto respiratorio, perdida de "calor latente".
Los mecanismos de pérdida de calor sensible solo son eficaces dentro del rango de temperaturas de la zona termo-neutra (12.5 a 24° C). Dentro de este rango, el 75% del calor generado se pierde por radiación, convención y conducción. Ahora bien, cuando la temperatura ambiente supera los 25° C, las pérdidas de calor sensible disminuyen a favor de las pérdidas de calor latente. (Egüaz, 2007)
La disipación de calor latente por medio de los procesos evaporativos requiere del animal un sobreesfuerzo respiratorio (hiperventilación), que comenzara cuando la temperatura ambiente supere los 27-29° C. Este jadeo o aumento de la frecuencia respiratoria va acompañado de una
29 mayor pérdida de humedad del cuerpo. Para compensar esta pérdida el ave bebe más agua a fin de evitar la deshidratación. (Rojas, 2013)
Las aves poseen varios mecanismos para llevar a cabo la regulación de la temperatura corporal: cambios en sus pautas de comportamiento, homeostasis evaporativa y ajustes metabólicos.
• Pautas etológicas: el ave se tumba en el suelo, pegando el pecho al mismo y extendiendo las alas para que el área de disipación de calor sea mayor. • Homeostasis evaporativa: Una de las principales vías que el ave tiene para combatir los excesos de color es aumentar sus pérdidas caloríficas (por cada gramo de agua que evapora pierde 0,55 kcal.). El ave aumenta el ritmo respiratorio (de 25 a 250 inspiraciones por minuto), con la consiguiente pérdida de agua, lo que provoca una importante disipación energética. Este mecanismo de regulación de la temperatura cobra una especial importancia en aves ya que éstas disponen de una mínima capacidad de transpiración.
La humedad relativa juega un papel decisivo en la mayor o menor capacidad para disipar calor. En este sentido, conforme aumenta la humedad relativa del aire, disminuye la facilidad con que el ave puede evaporar el agua, aumentando así su temperatura corporal. (CÁCERES, 2008)
• Ajustes nutricionales: Un tercer mecanismo con el que cuenta el ave para hacer frente al estrés térmico consiste en una disminución de la ingesta de pienso, con lo que disminuye la producción de calor.
30 5.1.3 Factores que influyen en la respuesta del ave al calor 5.1.3.1 La edad y el peso vivo Conforme va aumentando la edad del animal, va disminuyendo el límite superior de la zona termo-neutra. De tal manera que si para un pollito de un día la temperatura critica superior es de 35° C, al mes de vida esta temperatura ha disminuido en 10° C. Esto ocurre porque la superficie corporal del ave, requerida para la disipación de calor, crece solamente a un 75% de la velocidad con que aumenta el peso del ave y porque la producción de calor depende de sus necesidades de mantenimiento y crecimiento. (Egüaz, 2007) 5.1.3.2 El componente genético Existen diferencias entre razas y líneas en cuanto a la predisposición a las altas temperaturas, también se han encontrado diferencias en cuanto al sexo, siendo los machos más susceptibles al estrés térmico, debido a su mayor índice metabólico. (Farms)
5.2
Ventilación La ventilación puede llegar a ser el factor más retador del manejo del galpón ya que requiere
de atención constante.
La ventilación afecta la Temperatura, Humedad relativa, y calidad del aire. Sin ventilación adecuada la conversión alimenticia, la ganancia de peso y la salud se deterioran, aumentando los rechazos. Además una ventilación deficiente requiere un cambio en la densidad de alojamiento. (Rojas, 2013)
31
Un sistema de ventilación tiene que:
• Suministrar aire fresco adecuado a todas horas a través del intercambio para llenar las necesidades de oxigeno de las aves.
• Distribuir aire fresco uniformemente sin causar corrientes de aire a los pollitos. • Regular la temperatura en forma efectiva. • Expeler la humedad. • Remover olores y gases.
La calidad de aire se evalúa sobre la base del volumen de aire, amoniaco, monóxido, dióxido de carbono y humedad relativa. Polvo, partículas de virus, bacterias y esporas de hongos también contribuyen a deteriorar la calidad de aire.
Cuando están en exceso los contaminantes deterioran el tracto respiratorio y disminuyen la eficiencia de la respiración, lo que resulta en un desempeño disminuido. La exposición continua a la mala calidad de aire puede inducir ascitis y enfermedades respiratorias crónicas.
Como los pollitos son más susceptibles a lo relacionado con la calidad del aire de lo que lo son los de mayor edad, los niveles de amoniaco que producen un valor limitado en un lote de siete semanas de edad reducirán en un 20% la ganancia de peso en los pollitos de siete días de edad. (CÁCERES, 2008)
32 Las prácticas de ventilación mínima se deben emplear para limitar el enfriamiento repentino de los pollitos. (Manual practico del pollo de engorde, 2007)
5.2.1 Sistemas de ventilación Durante las épocas de calor la ventilación ha de servir fundamentalmente para reducir la temperatura en el interior de la nave y para eliminar el vapor de agua existente. Junto a ello, lógicamente, ha de ser capaz de eliminar los gases tóxicos (NH3, CH4, CO, SH2…) y aportar el oxígeno suficiente a los animales.
En tanto que en los periodos de calor se aumentará la circulación del aire alrededor de las aves, conforme aumenta la velocidad del aire en la nave, la sensación de calor en las aves disminuye.
Cualquiera que sea el sistema de ventilación elegido, la velocidad del aire debería regularse, para lo cual debe tenerse en cuenta la temperatura, la humedad, la edad de los animales y la calidad del emplume. (Renteria, 2007)
La observación del comportamiento de las aves es de gran ayuda a la hora de regular el caudal de aire. Se toma en cuenta que velocidades de aire demasiado elevadas pueden ser causa de procesos patológicos de tipo respiratorio. (Egüaz, 2007) 5.3
Iluminación Los pollos son muy activos en el día, debido a esto ellos se alimentan e interaccionan con los
demás pollos solo durante lapsos de luz, al tiempo de luz se le denomina fotoperiodo, por esta
33 razón un fotoperiodo de mayor duración, estimula al animal en varios sentidos, como la alimentación mencionada anteriormente, la reproducción y la puesta de huevos, en pocas palabras la luz y el fotoperiodo es determinante e influyente en el comportamiento del ave subiendo los niveles de estrés y por ende la agresividad con las demás aves del módulo. (Classen, 2010)
5.4
Humedad relativa La humedad relativa (HR) es la medida de cuanta humedad expuesta como vapor de agua
está presente en el aire, comparada con cuanto de humedad puede almacenar el aire, en otras palabras se refiere al porcentaje de saturación del agua en el aire a una temperatura dada. Cuando una cantidad de aire dada se calienta, esta aumenta su capacidad de almacenar humedad, así cuando la temperatura del aire aumenta la humedad relativa aumenta. (Fuerte, 2013)
A medida que la HR aumenta la habilidad de las aves para evaporar calor disminuye. La humedad relativa alta, junto con temperaturas ambientales altas es esencialmente problemática. Mientras que las aves crecen, este efecto es peor sin una adecuada perdida de calor, la habilidad de las aves para controlar su temperatura interna y sus funciones corporales normales se verán afectadas. (Aviagen, 2009)
La humedad de la gallinaza aumenta cuando el aparato intestinal de las aves presenta problemas bacterianos, parasitarios, fonópticos, tóxicos y también por deyecciones acuosas y vicios o malos hábitos. En condiciones normales un ave elimina más de 200 gr. de humedad por Kilogramo de peso, por concepto de transpiración, excremento y por el derrame de agua de los bebederos. La humedad del espirado por los pulmones del ave representa aproximadamente la mitad de la producción total de humedad del ave.
34
La forma de eliminar la humedad de la nave es mediante la extracción del aire húmedo con un buen sistema de ventilación.
Es importante evitar los derrames o fugas de agua de los bebederos, pues el agua que proviene de estos aumenta la humedad. Cuando la temperatura ambiente dentro de una nave es elevada, resulta más fácil eliminar el exceso de humedad por medio de ventilación. (Fuerte, 2013)
En invierno o cuando la temperatura es fría, se puede reducir la humedad por medio de la calefacción. Por cada 5° C de aumento de temperatura ambiental, se aumenta la capacidad de absorción de humedad al doble. (avipunta, s.f.)
Cuando hay derramamientos de agua y se ha humedecido la cama en partes localizadas, se debe eliminar inmediatamente la cama húmeda y añadir más
cama seca. La adición de
superfosfato de o cal en la cama cuando la humedad es generalizada ayuda a reducir durante varios días el desprendimiento de amoniaco. (Aviagen, 2009)
35 6. 6.1
Soluciones Innovadoras Descripción del galpón El galpón se encuentra ubicado a 40 Kms de Bogotá en el municipio de Cogua, que limita al
norte con Tausa, al oriente con Nemocón, al occidente con Zipaquirá y Pacho, y al sur con Zipaquirá, en la vereda Barro Blanco sector Cascajal, altitud 2700 m.s.n.m. con una temperatura promedio de 13C°. Se tiene una vía pavimentada de fácil acceso. Alrededor de la finca villa Andrea se encuentran varias fincas que desarrollan actividades agrícolas, pecuarias y turísticas debido a la cercanía de la reserva forestal y el embalse del Neusa.
(Díaz, 2014) Actualmente el galpón no cuenta con algún tipo de tecnología, la iluminación es natural mediante techo de tejas transparentes PVC (excepto el día en el que llegan los pollitos, esa noche se deja un bombillo encendido),
(Díaz, 2014)
36 El galpĂłn cuenta con calentadoras a gas sin control de temperatura, cortinas de plĂĄstico poroso que permiten una ventilaciĂłn natural, no cuenta con control de humedad y temperatura.
(DĂaz, 2014)
(DĂaz, 2014)
El galpĂłn se divide en 4 mĂłdulos, cada mĂłdulo cuenta con un ĂĄrea de 80 đ?‘š2 , estĂĄ equipado con 4 comederos, y 4 bebederos, el tanque de agua del bebedero es de 20 L.
6.2
Control de temperatura mediante flujo de aire El flujo de aire es muy Ăştil para incrementar y disminuir la temperatura de manera rĂĄpida, es
decir, hacer mĂĄs dinĂĄmico el proceso y con esto poder realizar un control mĂĄs efectivo independiente de la temperatura ambiental.
En el caso de estudio, se analizarĂĄ el principio que hace que funcione el control de temperatura actuando en el flujo del aire. En un recinto cerrado, como un galpĂłn, el aire se encuentra estĂĄtico a una temperatura estable.
Si la temperatura del interior del galpĂłn es muy baja el sistema de control por flujo de aire tiene que hacer circular aire caliente para que suba la temperatura, esto se logra calentando el aire
37 que está alrededor del acceso, el cual se mezcla con el aire frío dentro del galpón logrando un aumento rápido pero no extremadamente para no causar un cambio brusco en el ave, luego se utilizan los extractores para mover ese aire por todo el galpón.
Si la temperatura del interior del galpón es alta respecto a la deseada para el control, se procede a encender únicamente los extractores para renovar el aire que está en el interior logrando de esta manera bajar la temperatura del recinto. Este precepto funciona siempre y cuando la temperatura ambiental sea menor a 32ºC. Porque si se tiene una temperatura ambiental mayor se logra el efecto inverso, es decir, se ingresa aire caliente al galpón y se aumenta la temperatura.
Si la temperatura excede los 32ºC es necesario incrementar al sistema una técnica de enfriamiento. Para galpones la técnica más utilizada es el enfriamiento por riego debido al bajo costo. El enfriamiento por riego es la pulverización de agua a cierta altura del galpón, esto incrementa la humedad y reduce la temperatura.
6.3
Control de humedad mediante flujo de aire Uno de los principales problemas en la cría de aves es el exceso de humedad. Con una
humedad demasiado grande se moja la cama y se incrementa la producción de amoníaco.
Para controlar la humedad se utilizan los extractores los mismos que sacan el aire cargado de humedad de dentro del galpón y ejercen presión para ingresar aire seco desde el exterior. En caso
38 de aire extremadamente seco se utiliza el sistema de enfriamiento por riego para aumentar la humedad, es decir, se pulveriza agua en el ambiente.
Es así que funciona el sistema. Si la temperatura sube los extractores funcionan para sacar el aire caliente del galpón, si la temperatura baja los calentadores entran en acción subiendo la temperatura del aire que ingresa por las ventilas, si la humedad sube los extractores sacan el aire condensado del interior del recinto y si la humedad baja se utilizan los micro aspersores para subirla.
En este caso, debido a la baja dinámica de la humedad relativa en el sector del IASA (promedio de 64% de H.R.) y a que los requerimientos de humedad son del 50% al 70% no realizamos un control de inyección de humedad al ambiente más si de extracción.
6.4
Relación entre temperatura y humedad
La temperatura y la humedad relativa son magnitudes muy relacionadas. El concepto de humedad relativa es la cantidad en porcentaje que el aire tiene de agua evaporada, es decir, la cantidad de vapor en el aire a cierta temperatura. Si el aire está completamente saturado de vapor se tiene una humedad relativa del 100% y se está a la mitad de la cantidad de vapor máxima se tiene una humedad relativa de 50%.
El efecto de relación se produce con el incremento o decremento de temperatura ya que si se calienta el aire éste puede transportar mayor cantidad de vapor y si se enfría la cantidad de vapor necesaria para saturarlo sería menor.
39 Por ejemplo, en un recinto cerrado a 15ºC se podría tener un máximo de 140 galones de agua si las dimensiones son de 40 x 400 pies pero si se lleva la temperatura a 27ºC se saturaría el aire con 280 galones de agua. A mayor temperatura mayor absorción de humedad, si se calienta el aire se absorbe humedad.
6.5
Control de Temperatura y Humedad. El sistema para control de temperatura se basa en parámetros, especificados anteriormente,
como los rangos de temperatura necesarios para un óptimo desarrollo de las aves y con esto una opción de producción. Temperatura Set point variable desde 22ºC a 33ºC según curva de temperaturas de las aves. Uso de calentadores a gas. Uso de ventiladores. Sensores
Rango de temperatura Rango de humedad Precisión de temperatura Precisión de humedad tiempo de respuesta
DHT11 0-50° 20-90% 2° 5% 6s
DHT22 -40° - 80° 0-100% 0.5° 2% 2s
HR202 0° - 60° 20 - 95% 2° 5% 10s
Ventiladores Breezer 1075 Breezer 1075 Diametro (pulg) Motor (HP) RPM
30 1/2 1075
Ruido (dBA) CFM Peso (Kg)
78dBA 11000 20
EYC THS33 -40° - 80° 0-100% 0.15° 2% 20s
40 Humedad Set point de 60% con rango de operación de 50% a 70%. Control de exceso de humedad por medio de extractores de ventilación mínima. Extractores AirMAX CONO AirMAX CONO Diametro (pulg) Motor (HP) RPM
6.6
50 1.5 450
Ruido (dBA) CFM Peso (Kg)
73dBA 26470 105
Sistema de iluminación
Se propone mantener las aves bajo niveles controlados de iluminación artificial durante todo el día, de este modo queda abolido el manejo de cortinas como sistema de ventilación, por este motivo es necesario usar un sistema de ventilación forzada. Las cortinas serán de polietileno de color oscuro ya sea azul o negro en el interior del galpón, en la parte exterior se usara el color blanco ya que ayuda en la reflexión de la luminosidad y, consecuentemente calor, al mismo tiempo que mantiene un ambiente interno propicio para realizar el control de luminosidad y un ambiente que proporciona un nivel de tranquilidad a las aves, la intensidad lumínica en la primer semana será de 20 lux, y de la segunda semana en adelante será de 5 a 10 lux. Es necesaria una ambientación en el inicio de la crianza, ya que las aves bebes pasan en las incubadoras por niveles de intensidad luminosa superiores al nuevo ambiente. Por eso en los primeros tres a cuatro días, las aves deben recibir iluminación continua con apenas una hora de oscuro total, para
41 que se acostumbren a la oscuridad. Se usaran bombillos Phillips de bajo consumo de 18 W (80 W), Casquillo E27, Blanca cĂĄlida đ?‘ƒ = 3 ∗ 80đ?‘š2 = 240 đ?‘ đ??ż =
240 =3 80
Como se ve, se necesitaran 3 lĂĄmparas de 80 W para iluminar con una intensidad de 10 lux cada mĂłdulo del galpĂłn de 8 m de ancho por 10 m de largo.
6.7
Sistema de control de temperatura
El sistema de control de temperatura es sin duda uno de los temas mĂĄs importantes, es necesario saber la temperatura actual de cada mĂłdulo e interactuar con ella si es necesario usando la calefacciĂłn o los ventiladores, para subir o bajar respectivamente la temperatura, Es necesario un sensor de temperatura que posea una salida estĂĄndar, ya sea en voltaje o corriente. El rango de mediciĂłn del sensor debe ser de 10 a 50°C y con una exactitud de 1°C como mĂnimo. En este caso se propone usar el sensor DHT22 ya que cumple con los requerimientos y de fĂĄcil acceso, se plantea usar 3 sensores por cada mĂłdulo, ubicados de tal forma que se pueda obtener un dato mĂĄs preciso, estos sensores envĂan una seĂąal digital, en milivoltios dependiendo del estĂmulo que reciban, despuĂŠs esta seĂąal serĂĄ enviada al micro controlador que serĂĄ un Arduino, esta convierte la seĂąal digital en seĂąal anĂĄloga que son cuantificados en 256 valores, dado como 0 voltios serĂĄ el valor cero y 5 voltios el valor 255, estos valores son promediados para obtener un valor estĂĄndar de la temperatura en el interior del galpĂłn.
42 La temperatura que se manejan en la crianza de las aves es ligeramente elevada, y no es posible obtenerla de manera natural, y mĂĄs en horas de la noche, el sistema debe permitir el incremento de la temperatura, en este caso se propone usar calefactores a gas Infraconic BP 5000, que cuenta con una potencia de 5kw, modulantes desde 10% al 100% de la potencia nominal, bajo consumo de gas propano o natural, y una cobertura de 40đ?‘š2 por lo que se usaran dos por modulo.
Cuando se cense una temperatura menor a la mĂnima permitida, el micro controlador accionara los calefactores, estos se mantendrĂĄn encendidos hasta que la temperatura llegue al valor mĂĄximo del rango optimo, en el caso contrario, en el que el sistema detecte una temperatura mayor a al lĂmite del rango mĂĄximo, en micro controlador activara los ventiladores para reducir la temperatura y regresarla al intervalo permitido. Se propone usar el ventilador Breezer 1075 que tiene un diĂĄmetro de 36 pulgadas y es capaz de mover hasta 11000 CFM, cuenta con un motor de ½ hp y un nivel de ruido de 78dBA. Cuenta con un variador de frecuencia que provee un arranque suave y una operaciĂłn de velocidad y crea un flujo de aire uniforme.
43
7.
Conclusiones
*Las actividades agropecuarias avícolas están en constante crecimiento en la región, la automatización es un buen camino para el mejoramiento de los procesos y operaciones industriales, y como resultado el poder mejorar su competitividad comercial, es el motivo de esta monografía, dar una guía a las agroindustrias para mejorar su productividad.
* La implementación del sistema propuesto en la monografía, determina el siguiente paso en la automatización y estandarización de los métodos de cuidado de galpones. Por medio de la determinación la idea, se controlaran las variables que anteriormente se controlaban por métodos rudimentarios, los cuales no arrojaban valores precisos, y solamente se controlaban a “ojo” del operario de turno.
*Al implementar el sistema de control de temperatura propuesto, podemos tener una confiabilidad total, ya que esta variable será óptima para cada etapa en la vida del ave. Con esto eliminamos el sistema rustico, y reducimos los índice de mortalidad.
*La finca Villa Andrea, actualmente no posee un control heterogéneo e independiente de iluminación para cada una de las edades de los sujetos de estudio. Esto altera el periodo de alimentación; respecto a la edad de ave, con la implantación del sistema propuesto, se está sectorizando por edades la cantidad lumínica y tiempo requerido; conllevando a que el desarrollo del galpón se potencialice, no se desperdicie energía, y las aves no se vean afectadas al no aplicar un correcto proceso [alimentación vs iluminación].
*Ya que los métodos de control mencionados en la monografía están diseñados para ser usados solo en el momento en el que el microcontrolador lo crea pertinente, el desperdicio de energía (combustible, luz, etc.) será sustancial cuando factores naturales [luz ambiente, humedad, temperatura ambiente] suplan la aplicación artificial del sistema. Proyectando, a largo plazo, los costos de sostenimiento del galpón serán reducidos notoriamente.
44
*El cumplimiento de las buenas practicas avícolas en la región de Cogua, conlleva beneficios que mejoran la calidad de vida, de trabajo; y de desarrollo rural para la población de este lugar, permitiendo que los productores posean la oportunidad de acceder a mercados que exigen tecnologías limpias – principalmente- ; de esta forma poder tratar con consumidores dispuestos a pagar mejores precios por productos que fueron controlados con calidad y arrojando un producto final con una garantía de producción supervisada por el sistema de automatización
*Este estudio puede servir de apoyo al avicultor de la región para informarse sobre la importancia del uso de tecnología en los galpones aledaños a la finca Villa Andrea, para la optimización en la producción en el campo avícola.
*La temperatura, la higiene y la alimentación son los principales ejes de adaptación para las aves, por lo tanto, al tener estos parámetros bajo control se reducirá el índice de mortalidad en la primera semana de vida de las aves; y potencializando el desarrollo del resto de la vida del animal, por razones explicadas anteriormente.
*Este tipo de tecnologías son las que permitirán a los propietarios de galpones como el supervisado en este trabajo, trabajar libremente, y poder llevar su éxito comercial a nuevos niveles; fuera del de respetar y cuidar de una forma responsable y sostenible el desarrollo de sus animales. * Al controlar las variables ambientales y de luminosidad, excluyendo el factor “error humano” el sistema consigue reducir el estrés térmico en las aves por causas de éstos factores, logrando así resultados más eficientes, además de permitir un aumento de la densidad de kilos de ave por m2 de hasta un 30 %.
45
8.
Referencias
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