Sistema de Resfriamento Evaporativo Pad Cooling

Os sistemas de resfriamento evaporativo na criação de aves, são utilizados com o objetivo de reduzir a temperatura interna do aviário minimizando os efeitos indesejáveis do estresse calórico sobre as aves. Dessa forma, os sistemas de pad cooling requerem ventilação mecânica para forçar o ar através dos painéis evaporativos e dependendo das condições climáticas da região onde será implantado é possível diminuir, 10oC ou mais, a temperatura do ar no interior do aviário. Uma maneira prática de se decidir sobre a adoção ou não, do resfriamento evaporativo é fazendo a análise do potencial de redução da temperatura ambiente por esse processo, em relação a umidade relativa e a temperatura da região. Assim, algumas avaliações foram realizadas com o objetivo de determinar a eficiência do resfriamento adiabático (evaporativo) na produção de aves por meio de placas evaporativas em sistema de ventilação negativa.

As medidas de velocidade, umidade e temperatura do ar foram realizadas em aviário climatizado na região Centro Oeste durante o período de verão. O sistema de resfriamento evaporativo era composto de pad cooling e sistema de ventilação negativa por meio de exaustores com vazão de 500 m3/min, localizados na fachada leste e oeste, respectivamente. O sistema de pad cooling consistiu de um sistema totalmente automatizado com 2 painéis evaporativos de 13 x 1,8 m, localizados na extremidade leste do aviário nas fachadas norte e sul. O consumo de água de cada placa evaporativa foi registrado por meio de hidrômetro. O aviário de 12 x 125 m possuía, cortinas laterais em ráfia, telha de alumínio, forro a 2,5 m de altura, bebedouros e comedouros automáticos. As coletas foram realizadas durante o vazio sanitário utilizando um anemômetro digital para determinação da velocidade do ar na altura das aves e ao longo do aviário, no sentido longitudinal e transversal. No sentido longitudinal do aviário a velocidade do ar foi medida em 6 seções: 1 - início do aviário (leste na placa evaporativa); 2- terço inicial; 3 e 4 - parte Central; 5- 2/3 final e 6-no final (oeste- perto dos exaustores). No sentido transversal do aviário foram coletados 3 pontos de cada seção (norte, centro e sul) Fig. 1. Para a determinação da temperatura e umidade relativa do ar em cada ponto de coleta e no ambiente externo, foram utilizados termômetros de bulbo seco e bulbo úmido.

A automação do sistema de ventilação negativa, era composta de 8 estágios de programação sendo que, os exaustores eram acionados a partir do estágio 4 com as cortinas laterais fechadas, assim definidos: estágio 4 - dois exaustores; estágio 5 – quatro exaustores; estágio 6 – seis exaustores; estágio 7 - oito exaustores e estágio 8 - dez exaustores, todos com acionamento das placas evaporativas, respectivamente. Os estágios foram acionados manualmente e as medidas foram tomadas após a estabilização do programa. As medidas em cada estágio foram realizadas 3 vezes ao dia durante uma semana. A eficiência das placas evaporativas foi analisada por meio da taxa de redução de temperatura, determinada pela redução percentual entre a temperatura externa e a resultante no final da placa: Tred = [(Tbse – Tbsi)/Tbse] x 100, em que: Tred = Taxa de redução da temperatura, %; Tbse = temperatura de bulbo seco do ar externo, oC; Tbsi = temperatura de bulbo seco do ar resfriado, oC. Para a análise do sistema de resfriamento evaporativo adotou-se a eficiência do resfriamento evaporativo ou eficiência de saturação: EPE = [(Tbse-Tbsi)/(Tbse – Tbur)] x 100em que: EPE = eficiência do resfriamento evaporativo, %; Tbse = temperatura de bulbo seco do ar externo, oC; Tbsi = temperatura de bulbo seco do ar resfriado, oC; Tbur = temperatura de bulbo úmido do ar externo, oC.

A eficiência da placa evaporativa na redução da temperatura incidente no aviário é apresentada na Tabela 1. A menor temperatura externa e maior umidade relativa do ar foram registradas nos estágios 5 e 6, resultando em taxas de redução de temperatura no interior do aviário muito baixas 8,9% e 10,6%, respectivamente. Os melhores valores da taxa de redução da temperatura pela placa evaporativa foram conseguidos quando o maior número de ventiladores foi acionado, estágio 7 e 8 (18% e 15%). Nesses estágios a umidade relativa do ar apresentou valores menores que nos estágios 5 e 6, porém maiores que o estágio 4. Apesar da umidade relativa do ar ter sido baixa no estágio 4 a Tred foi prejudicada pela temperatura externa (33,8). Observa-se também que, a Tred é maior para ambientes com Tbs externa altas e baixa UR (estágio 4, 7 e 8), mas a medida que a UR aumenta, a Tred diminui significativamente (estágios 5 e 6,). O potencial de redução da Tbs externa em função da UR do ar incidente para cada estágio deveria ser: estágio 4 (31%), estágio 5 (16%), estágio 6 (16%), estágio 7 (19%) e estágio 8 (22%). A eficiência das placas evaporativas em relação aos valores recomendados foram: estágio 4 (45%), estágio 5 (55%), estágio 6 (66%), estágio 7 (95%) e estágio 8 (68%). Para as condições do ar apresentadas, em todos os estágios, a eficiência da placa evaporativa ficou comprometida, exceto no estágio 7 onde a eficiência foi de 95% em relação a condição recomendada. Os valores da velocidade do ar que atravessa a placa evaporativa, em todos os estágios foram abaixo de 1,0m/s que seria o esperado. O consumo de água nas duas placas foi em média o mesmo 4,7m3/h, porém elevado.

 

 

 

 

 

 

Os resultados da eficiência da placa evaporativa (EPE) estão apresentados na Fig. 2. Estes dados, de certa forma, confirmam os resultados obtidos com a Tred. Em todos os estágios as placas evaporativas tiveram valores de EPE abaixo de 60% não atendendo a expectativa exigida para uma boa eficiência de 80%. O sistema de distribuição de água não foi considerado satisfatório, havendo perdas, pouca uniformidade de molhamento da placa e um grande espaço de tempo para o umedecimento total (mais de 1 hora para a parte externa e mais de 2 horas para a parte interna). A presença de seções secas na placa foi uma constante no período. A ausência de limpeza regular das placas (presença de algas e resíduos) contribuem para a redução da velocidade do ar passante pela placa e a eficiência do sistema.

O comportamento da umidade relativa do ar é apresentado na Tabela 2. Observou-se que a taxa encontrada na zona de influência da placa evaporativa (seção 1) tende a ser maior que a que a região de influência do exaustores (seção 6) mas, o seu comportamento interno é irregular. Uma análise individual do comportamento das placas (norte e sul), revelou que a placa situada ao norte do edifício foi um pouco mais eficiente que a do lado sul na redução da temperatura do ar externo. Esse fato foi atribuído ao efeito do forte vento nordeste incidente na região durante a coleta de dados, não se repetindo em períodos diferentes. Verificou-se também, que em condições normais, sem a influência de ventos, a eficiência de ambas as placas é rigorosamente a mesma. Observa-se pela Fig. 3, que não existe diferenças entre o lado sul e norte para a umidade relativa do ar.

Os dados referentes a temperatura estão apresentados pela Tabela 3. Observa-se que a temperatura do ar no final do aviário (seção 6) foi 3,1 °C (11,4%), 1,1 °C (9,5%), 3,5 (14,7%), 2,6 °C (10,4%) e 2,8 °C (11,1%) maior que a temperatura do inicio do aviário (seção 1) em todos os estágios. Observa-se na Fig. 4, exceto no estágio 4, que possuía baixa velocidade do ar, que não há diferença de temperatura entre os lados do aviários.

O sistema de resfriamento evaporativo utilizado, proporcionou baixa eficiência na redução da temperatura interna no aviário. O sistema de resfriamento evaporativo por meio de pad cooling em conjunto com o sistema de ventilação negativa não foram suficientes em proporcionar temperatura e umidade do ar homogênea ao longo do aviário.