Diseño y resultados de una climatización optimizada en nodrizas de corderos mediante un sistema de impulsión de aire atemperado

El correcto diseño de una nodriza debe atender a optimizar el crecimiento de los corderos tanto si son animales para sacrificio como para recría. Esa optimización va a conseguirse mediante un índice de conversión de leche maternizada lo más alto posible y el mejor control de problemas patológicos, sobre todo respiratorios.

Para alcanzar ambos objetivos, el bienestar ambiental de la nodriza es esencial tanto en verano como en invierno.

Desde el punto de vista de la ventilación y la climatización, debemos adecuar las nodrizas con unas condiciones de habitabilidad que solventen las necesidades de los animales a albergar buscando siempre un aporte de aire limpio continuo, calculado a las necesidades de cada época y homogéneo en toda la nave, y la termoneutralidad de los lechazos (Imagen 1; Tablas 1 y 2).

Mantener la termoneutralidad en el interior de la nodriza (Tabla 2) implica en invierno alcanzar el equilibrio entre las pérdidas de calor (por la edificación y la ventilación necesaria) y el calor producido por los animales, siendo casi siempre necesario el aporte de una fuente de calor (calefacción), que compense los parámetros antes citados.

Así, para los cálculos de necesidades de calefacción para atemperar las nodrizas (Figura 1) se deben tener en cuenta:

• Las dimensiones de la nodriza: superficie útil y volumen estático por cordero (Imagen 2).
• Sus características estructurales con el índice de transmisión térmico de los diferentes materiales constructivos empleados (Imagen 3). Cabe destacar en este punto el papel que juega la cubierta, siendo la parte constructiva más sensible (Figura 1). Es recomendable en muchos casos realizar reformas (Imagen 4) que mejoren la eficiencia energética de la construcción pues la cubierta tiene una mayor exposición a la intemperie y por tanto unas pérdidas térmicas superiores a los muros.
• El número de animales esperados que vamos a tener en cada paridera.
• Las necesidades de ventilación en cada época del año: 5 renovaciones/hora del volumen estático suele ser lo óptimo en invierno.
• El rango de temperaturas esperadas: exterior (el diseño de la fuente de calor debe calcularse con las condiciones más extremas de frío posibles, para ello cogeremos como temperatura exterior esperada la media de las temperaturas mínimas del mes más frío en la zona), e interior (establecer el umbral óptimo, que en nuestro caso lo fijamos en 15°C). (Tabla 1 y 2)
• El tipo de fuente de calor y combustible a utilizar, que va a determinar el grado de inversión inicial y su coste de funcionamiento (Figura 1, Imagen 2).

Imagen 2. Imagen exterior de una nave para lactancia artificial con presala de atemperado -imagen exterior e interior, donde se coloca la fuente de calor-. Esta presala permite que el aire limpio del exterior entre en la nodriza de forma indirecta generando un efecto amortiguador de su temperatura para reducir la influencia de las condiciones ambientales extremas (ver Esquemas 1-4).

Imagen 3. Imagen exterior e interior de nodriza con presala de atemperado (Ovicoma, SC) construidas con hormigón prefabricado tipo sándwich con aislamiento térmico de PUR –poliuretano- (dificulta las ganancias de calor en verano y las pérdidas en invierno, lo que conlleva un ahorro energético y un mejor control de la temperatura interior).

Figura 1. Informe tipo con el cálculo de calefacción necesaria para una nodriza de lactancia artificial de corderos de raza Assaf (Miranda Arias SC, MAM en la Asociación ASSAF.E).

Imagen 4. Diferentes reformas de la cubierta en nodrizas para optimar sus pérdidas térmicas (falso techo con panel sándwich panelando por debajo de las correas dejando una cámara de aire Ovicanados, SC o proyectado PUR -espuma de poliuretano- in situ- Inteas, SL).

Como ya se describió en la primera parte de este artículo, el novedoso sistema de ventilación por impulsión de aire, acoplado a elementos de climatización, permite mantener a los corderos en las nodrizas en unas condiciones de bienestar ambiental ideales en cualquier época del año independientemente de condiciones climáticas adversas (invierno o verano) (Esquemas 1-4).

Si nos centramos en invierno, este sistema se muestra muy eficiente energéticamente pues con solo una fuente de calor y un único ventilador, debidamente calculados (Figura 1, Imagen 2), es capaz de atemperar toda la nave de una forma homogénea sin generar corrientes ni zonas muertas de ventilación manteniendo a los corderos en su zona de confort térmico (Imágenes y esquemas 1- 4).

Su versatilidad permite incorporarlo en cualquier nave con una baja inversión inicial pues no necesita estanqueidad ni hermeticidad. Se puede aprovechar instalaciones actuales (Imagen 5) o una nueva construcción que suelen hacerse con panel sándwich (Imagen 6).

Imagen 5. Naves de obra adaptadas para lactancia artificial con el sistema de climatización por impulsión de aire atemperado y apertura vertical con caballetes articulados.

Imagen 6. Naves construidas con panel sándwich para lactancia artificial con un sistema de climatización por impulsión de aire atemperado y apertura vertical con chimeneas (Silva, SC) o caballete articulado (Miranda Arias, SC).

En invierno, la temperatura ambiental conseguida con la impulsión de aire atemperado se complementa con el uso lámparas de infrarrojos de la zona dedicada al encalostrado generando el microclima adecuado a las condiciones térmicas necesarias en los primeros días de vida de los corderos (Tabla 1; Imagen 7).

Imagen 7. Combinación de una zona de encalostrado con las lámparas de infrarrojos dentro del ambiente generado por la climatización mediante impulsión de aire atemperado (Hnos. Masero, SC).

Para este estudio se analizaron 69.959 datos de temperatura y humedad relativa registrados en invierno en 5 nodrizas con corderos de Castilla y León. Atendiendo a dichos datos se calculó el índice de estrés y confort térmico THI (temperature-humidity index) según la metodología citada en la primera parte de este artículo.

Las características de las nodrizas según su climatización fueron las siguientes:

• Naves 1 y 2: con sistema de impulsión de aire y fuente de calor (eléctrica y caldera de pellet, respectivamente).
• Nave 3: con sistema de impulsión de aire y aislamiento prefabricado de hormigón.
• Nave 4: con sistema de ventilación por impulsión de aire sin fuente de calor.
• Nave 5: nave de obra convencional sin elementos de ventilación ni climatización.

En el Gráfico 1 se describen las condiciones climáticas externas medias de las naves estudiadas, mostrando la crudeza de las inclemencias del clima continental de la comunidad castellano leonesa, con un 26% del periodo estudiado en condiciones de gravedad por frío (THI < 40), y un 33% y 21%, con frío severo (THI= 40-48) y leve (THI = 49-53), respectivamente.

Así, los corderos de las nodrizas 1 y 2, con impulsión de aire atemperado, estuvieron más del 90% del tiempo en situación óptima de termoneutralidad (Tabla 2), mientras en la nodriza convencional (Nave 5), sin ninguna climatización, lo estuvieron menos de la mitad del tiempo de crianza, es decir, a merced de las condiciones climáticas del exterior. La Nave 3 mantuvo unos muy buenos resultados apoyando el sistema de impulsión de aire en sus excelentes condiciones de aislamiento, lo que le permite poder prescindir de la fuente de calor. Por su parte, la Nave 4, a pesar de haber conseguido mantener a los corderos más del 65% en termoneutralidad, la posibilidad de incorporar una fuente de calor va a partir optimizar su sistema de ventilación por impulsión de aire (Gráfico 1).

Por tanto, la Nave 1 fue la que mejores condiciones térmicas mantuvo (Grafico 1) y para entender mejor este resultado, describiremos sus datos de temperatura, humedad y THI a lo largo del día en el periodo estudiado (Gráfico 2). Como estamos analizando los datos para estudiar el estrés térmico por frío, señalaremos sus datos mínimos, que son los que van a incidir en las condiciones de habitabilidad de las nodrizas para los corderos lechazos.

Gráfico 2. Resultados de la Nave 1 (Miranda Arias SC) de temperatura mínima, humedad relativa y THI mínimo respecto a sus condiciones externas.

Las condiciones climáticas de la Nave 1 indican que se evitaron los temidos saltos térmicos entre la noche y el día, manteniéndose las temperaturas mínimas entre los 15 y 17°C de promedio, mientras que en el exterior la oscilación fue muy amplia y extrema: de 7,3°C a -5,7°C (Gráfico 2).

Además, esta estabilidad en las temperaturas conllevó un excelente control de la humedad relativa (Gráfico 2), relación ya vista en la primera parte del artículo. Este hecho es muy importante en invierno, y más sobre todo en días de niebla, pues conseguir elevar la humedad relativa del aire entrante, en muchas fases del día por encima del 95%, permite mejorar la sensación térmica de los animales y limitar la proliferación de gérmenes patógenos, mejorando así su sanidad. Los valores de este parámetro oscilaron dentro de la nodriza entre 50 y 60% (Grafico 2), lo que mantuvo los valores de THI mínimos alrededor de 60, en termoneutralidad (THI= 54-62, Tabla 2) para los corderos lechazos.

Ante los resultados descritos, podemos concluir que el sistema de ventilación por impulsión de aire acoplado a una fuente de calor adecuada, es una opción muy viable para climatizar correctamente las nodrizas de corderos de forma energéticamente muy eficiente con unas inversiones iniciales asumibles adecuándose perfectamente a las instalaciones presentes o por construir.

Esquemas 1-4. Funcionamiento del sistema de ventilación por impulsión de aire en una nodriza con una presala que permite acoplar elementos de climatización para el invierno (fuente de calor) y para el verano (panel de celulosa evaporativo, cooling).

1a.- En invierno, la fleha azul indica la entrada del aire limpio y frío del exterior a la presala de atemperado a través de la ventana instalada al efecto en su parte inferior, manteniendo cerrada la entrada de aire a través del cooling.

1b.- En verano, la flecha roja indica la entrada a la presala de atemperado del aire limpio y cálido del exterior a través del cooling, manteniendo cerrada la ventana que usamos en invierno.

4a. El aire limpio atemperado (flechas rosas) se mezcla con el aire viciado del entorno de los animales (vapor de agua, gases nocivos, partículas de polvo y gérmenes, flechas grisáceas). La sobrepresión constante del aire entrante permite que ese aire viciado salga por las aperturas verticales, consiguiendo la perfecta ventilación y climatización de la sala nodriza. Este hecho es muy importante en invierno para evitar el típico 'goteo' que se produce en las naves mal ventilados: el aire viciado, más caliente, se acumula en la parte interior de la cubierta y por la diferencia de temperatura con el exterior se produce la condensación del vapor de agua y el consecuente 'goteo'.