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Uso de la energía en el proceso de postura de huevo

25 enero 2016

El uso de la energía debe estar asociado al bienestar animal para obtener el mayor potencial productivo; la eficiencia se logra acoplando tecnologías limpias, reingeniería en el proceso desde la perspectiva de la fisiología animal y su producto final; no es posible pretender un efecto positivo si el enfoque es desde el punto de vista humano de ahorro energético.


 

Abreviación de artículo del Ing. Félix Raigoza Londoño, Universidad del Valle, Colombia e Ing. Jairo Arcesio Palacios Peñaranda,  Universidad Politécnica de Madrid, España. 

Jaulas automáticas

Las jaulas son habitáculos modulares, multinivel que unidas forman una batería; tienen un diseño especial para gallinas de postura, el objetivo es aprovechar los espacios para concentrar el mayor número de aves y a través de sistemas y subsistemas brindarles un ambiente sano, nutrición, iluminación y el mejor confort posible. Las jaulas convencionales son las más usadas en Latinoamérica.


Figura 1. Uso de la energía en una agroindustria típica de postura
Fuente: Autores

Sistema de distribución y dosificación de alimento

La provisión de alimento para una instalación o galpón con jaulas automáticas se hace de acuerdo al consumo nominal y población de gallinas alojadas; este trabajo lo realizan equipos electromecánicos especializados que generan el movimiento a los depósitos o tolvas móviles para distribuir y dosificar el alimento a los comederos de todas las jaulas, con el propósito de mantener un equilibrado perfil de nutrientes a una tasa de consumo alrededor de 110 – 120 gramos /ave; este análisis permite a los veterinarios y zootecnistas determinar los tiempos de operación temporizados automáticos del sistema durante las 24 horas del día.

Los equipos y componentes de uso final de energía asociados a la distribución y dosificación de alimento deben tener un alto grado de confiabilidad, en cuanto a su frecuencia y tiempos de operación de esto depende el índice de postura y el tamaño del producto, de forma análoga los periodos de uso de los equipos caracterizan el consumo de energético del sistema y tiene una participación del 14% en el balance del gasto energético.

Sistema de recogida de huevo

Es la razón de ser de este proceso, por tal motivo el sistema debe contar con equipos eléctricos y mecánicos que garanticen la recolección total y oportuna de la postura diaria en jaula sin afectar las características físicas del huevo, el objetivo es evitar al máximo el contacto de la gallina con el huevo posterior a su postura, además reducir la intervención, manipulación y controlar vías de contagio directo de enfermedades sobre productos de consumo humano.

La postura de huevo ocurre entre las 07:00 y las 11:00 horas, lo adecuado es recolectar el huevo posterior al ciclo de postura, con el fin de tener un producto del día y comercializarlo fresco. Es un tema controvertido por su estrecha relación con los equipos de clasificación y el recurso humano que esta actividad requiere; se trata de asociar la jornada laboral con el ciclo natural de postura de las gallinas. En el balance del gasto energético este sistema aporta 10%.


Figura 2. Uso de la energía en un proceso típico de postura
Fuente:  Autores

Sistema de recolección de gallinaza

La deposición fisiológica natural de las gallinas se deposita en una banda transportadora que cubre el área total de las jaulas automáticas; la función primordial del sistema es mantener las mejores condiciones sanitarias asépticas y un ambiente con bajas emisiones de gases orgánicos producidos en la descomposición de las deyecciones; es esencial en el proceso de postura, para mantener las aves saludables que son la fuente de la actividad productiva, los equipos, componentes mecánicos y todos los elementos que hacen parte funcional deben tener un factor de servicio que le permita responder de forma oportuna y eficaz a la extracción de gallinaza. Los periodos de uso de los equipos caracterizan el consumo de energético del sistema; se estima que participan con un 12% en el balance del gasto energético.

Sistema de ventliación

Las gallinas son susceptibles a cambios de temperatura debido a que no transpiran por falta de glándulas sudoríparas; no soportan temperaturas mayores o iguales a 40 ºC por largos espacios, su plumaje les dificulta disipar el calor endotérmico y exotérmico, la ventilación mejora las condiciones de neutralidad térmica en el galpón con un rango admisible entre 21 – 28 °C en esta temperatura se logra el mejor nivel de producción, a una humedad relativa entre 60 y 70%.

La ausencia de neutralidad térmica trae como consecuencia estrés calórico, que altera el equilibrio homeostático natural de las gallinas que afecta su fisiología, su energía metabólica, repercusión hormonal y celular; reduce el consumo de alimento, un menor índice de masa corporal, un descenso en la cantidad y tamaño de huevo.

El Dr. Amir Nilipour relacionó la temperatura de un galpón con respecto a la humedad relativa y el resultado es la sensación térmica que percibe realmente la gallina en la jaula; la tabla 1 ilustra la correlación entre temperatura y humedad; a manera de ejemplo cuando la temperatura ambiente de una instalación de postura está en 29,44 ºC a una humedad relativa de 70% el ave siente realmente 33,88 ºC. La ventilación tiene el mayor gasto en postura con un 54% dentro del balance energético.


Tabla 1. Efecto temperatura-humedad relativa 
Fuente: Amir Nilipour, 1996

Los equipos de ventilación de mayor uso en la agroindustria de huevo utilizan motores bifásicos, que tienen un circuito magnético (estator) y dos eléctricos (fases) con un bobinado inductor recorrido por una fuente de corriente alterna que crea un flujo de dirección constante que por sí solo no genera el par de arranque; requiere un bobinado auxiliar conectado en serie a un condensador sin interruptor centrifugo, en estas condiciones el motor con un desfase de 90 grados eléctricos en sus bobinas inicia su marcha en régimen nominal; su eficiencia fluctúa cerca del 60% las pérdidas energéticas por desbalance son una oportunidad tangible de ahorro; el gasto de ventilación oscila entre 50 - 54% del total de energía de un proceso de postura típico en un piso bioclimático de 1000 msnm.

Se puede ganar eficiencia al incorporar un control inteligente que interactúe con las variables de temperatura interna, humedad relativa y flujo de aire circulante como resultado un mejor confort térmico y menor estrés calórico en las aves; se recomienda usar motores trifásicos, que tienen menor perdida por desbalance, potencia mecánica constante además admiten variar su frecuencia para racionalizar la operación ajustando el caudal de aire según la necesidad especifica de las gallinas; el efecto positivo es reducir el uso final de energía entre 8 – 15% y un notable ahorro económico

Sistema de iluminación

La iluminación es esencial por el efecto que tiene sobre el sistema reproductivo de la gallina que evita una madurez sexual prematura y un periodo ovulatorio activo a partir de la semana 16; el atributo de una iluminación ajustada al campo visual de la gallina, es mejorar el consumo regular de alimento y acceso al agua; esto genera aumento en su masa corporal y un mayor porcentual de postura entre un 5 y 6%, además incide en el tamaño y peso del huevo.

Los ojos de las gallinas son foto sensible y transmiten impulsos eléctricos al hipotálamo, inducidos por la intensidad lumínica y duración de forma natural o artificial; cuando se logra el estímulo del hipotálamo este libera hormonas de la glándula pituitaria que causa el crecimiento y desarrollo de los ovarios en las gallinas.

La intensidad lumínica para gallinas en jaulas está definida entre 10 y 15 Luxes; la luz natural en el proceso de postura no es suficiente para obtener el estímulo del sistema reproductor, en gran medida por los espacios oscuros al interior de la instalación producto de la localización de las baterías; sobre este principio se apoyan los programas de iluminación artificial. La iluminación aporta al gasto un 10% dentro del balance energético. 

Varias investigaciones convergen en el mismo concepto, la luz óptima para el desarrollo de las gallinas ponedoras es la luz solar que cubre de manera plena el espectro total del campo visual.

Actualmente la luz especializada tipo 958 ofrece el espectro total que requieren las gallinas en su campo visual, porque no solo genera el espectro perceptible sino también la radiación ultravioleta en una proporción semejante a la luz solar sin ningún efecto perjudicial hacia el ser humano, con un buen reflejo cromático y un destacado contraste.

Existe también la luz cálida 830 que ofrece ciertas ventajas a un costo inferior pero no cumple con la percepción visual total que las gallinas requieren, específicamente carece de radiación ultravioleta; en las granjas colombianas recientemente está incursionando esta tecnología, sin embargo una investigación realizada en el año 2010 - 2011 por el Dr. Wilfred Dathe especialista en el tema de iluminación hace el análisis comparativo de las ventajas de usar luz 830 y 958, se nota la diferencia si hacemos el ejercicio para granjas de producción intensiva a gran escala.


Figura 3. Diagrama unifilar típico de un proceso de postura 
Fuente: Autores

Evaluación de resultados 

El uso de la energía debe estar asociado al bienestar animal para obtener el mayor potencial productivo; la eficiencia se logra acoplando tecnologías limpias, reingeniería en el proceso desde la perspectiva de la fisiología animal y su producto final; no es posible pretender un efecto positivo si el enfoque es desde el punto de vista humano de ahorro energético; en Colombia es frecuente encontrar este tipo de anomalías que su alcance solo se limita a reducir el gasto energético dejando a un lado el bienestar animal.

En una investigación realizada se logró establecer que el huevo es la proteína de origen animal con menor huella de carbono; el proceso evaluado genera una huella de carbono de 822,79 Kg CO2/kWh/mes.

En análisis realizado sobre la sustitución de motores eléctricos de bajo desempeño por eficientes, la reducción en el consumo estuvo alrededor del 14,5% y el resultado sobre el costo por unidad producida es muy bajo comparado con la inversión entre 25 a 35% más de un motor estándar.

El sector avícola guarda cierta distancia en este tema porque el análisis está orientado hacia el efecto económico inmediato que se puede lograr al incorporar este tipo de tecnologías, lo cierto es que por el bajo consumo de potencia y su intermitencia; el retorno de la inversión estaría por más de 5 años. 

El proceso evaluado conserva el mismo nivel productivo y un 14,5% menos de energía el indicador energético por unidad producida disminuye; es decir la producción se mantiene estable en 95,768 Huevos/mes y el consumo de energía pasa de 3446 a 2946 kWh-mes un indicador de 0,03076 kWh/huevo; es una cifra teórica porque esta asociada a los periodos de uso de los equipos.


 

Conclusiones

El sistema de ventilación y su efecto en el proceso de postura, se evidencian pérdidas energéticas en su control temporizado; esto es una fuente potencial de ahorro energético asociado al bienestar animal; mediante el uso de equipos inteligentes que procesen las variables de humedad relativa, temperatura interna de la instalación y flujo interno de aire; los expertos en el tema señalan que el resultado es una mejora en la calidad del huevo; por el confort térmico que reduce el estrés calórico a las gallinas además normaliza la producción y tamaño del producto final que se traduce en un mayor ingreso económico.

Las gallinas son animales por naturaleza diurnos; en condición de cautiverio los programas de iluminación son esenciales para regular su sistema reproductivo que requiere de 26 horas.

Un estudio que realizo el Dr. Wilfried Dathe en granjas de Alemania logró precisar que al usar iluminación artificial con espectro total del campo visual de las gallinas es decir imitando la luz solar es una fuente de energía y al mismo tiempo un factor fundamental para generar bienestar; son condiciones básicas para lograr el mayor potencial productivo; los resultados indican que se puede obtener un incremento del 6% más de productividad con respecto a métodos tradicionales; se destaca que se mantiene el consumo regular de alimento y agua.

De forma general en el subsector agroindustrial de huevo comercial se pueden desarrollar nuevos modelos de gestión económica enfocados hacia la competitividad, en ese mismo sentido promover la tendencia global de reducir los gases de efecto invernadero (GEI) para preservar el medio ambiente; mediante un cambio conceptual sobre la administración eficiente y racional de los recursos energéticos disponibles para disminuir costos utilizando tecnologías limpias e innovadoras integrándolas a las infraestructuras productivas, sin descuidar el bienestar animal.

La norma ISO 50001, es una herramienta que sirve para implementar y certificar un sistema de gestión y administración de la energía en esta actividad económica que la Norma ISO 14001 trataba de una manera más genérica. 

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