Pisos elétricos frangos

Muitos dos aquecedores, normalmente encontrados no mercado, que deveriam proporcionar ambiente adequado para as aves durante os primeiros dias de vida, nem sempre fornecem o calor necessário e, ainda, podem liberar gases tóxicos ao ambiente, consumir oxigênio do ar, criar riscos de explosão e situações que resultem em agressividade para as aves, apresentar dificuldade de controle de temperatura à altura das aves, camas úmidas e frias. O sistema de aquecimento em piso, com resistência elétrica, tem se mostrado valioso para reduzir o desconforto provocado pelo frio, nos primeiros dias de vida das aves. Nesses sistemas, a temperatura do ar a 2,54 cm da cama deve ser mantida entre 32 e 35^oC durante a primeira semana de vida das aves, reduzindo-se 3^oC por semana até 18^oC. Dessa forma, são apresentados a metodologia de dimensionamento de sistemas de aquecimento elétrico no piso e os testes nos sistemas de aquecimento em piso com o objetivo de se avaliar o tempo em que as placas de ?bra de vidro e de argamassa armada atingem a temperatura ideal na superfície superior e inferior das mesmas.

As dimensões da placa foram obtidas levando-se em consideração que, na primeira semana de idade das aves, o círculo de proteção para 500 pintos tem diâmetro de 3 m e área de 7,06 m², com diâmetro e área útil de 2 m e 3,14 m², respectivamente. Dessa forma‚ sete placas hexagonais de 35 cm com espessura de 2 cm para a placa de argamassa armada e 3 mm para a placa de ?bra de vidro, foram consideradas adequadas, permitindo acomodar os bebedouros e comedouros. Para o dimensionamento da resistência elétrica, aplicando a Lei da Conservação da Energia, tem-se: E_e +E_g =E_s +E_a em que: E_e = Taxa de calor que entra no sistema; E_g = Taxa de calor gerada pelo sistema; E_s = Taxa de calor que sai do sistema; e E_a = Taxa de calor armazenada pelo sistema;
Considerando que:
E_e =E_a então, tem-se:
E_g =E_s, sendo:
E_s = h.A (T_s −T_a) em que: h = Coe?ciente de convecção do ar, 15 W/m^2oC, considerando convecção livre, de acordo com INCROPERA e DeWITT (1985); A = Área da superfície da placa, 0,318 m²; TS = Temperatura da camada de maravalha, 35^oC e T_a = Temperatura do ar ambiente, 0^oC e, dessa forma: E_s = 15 x 0,318 x 35. Assim, E_s = 167 W. Adotando as sete resistências interligadas em série, a potência total gerada para cada conjunto de placa foi de 1169 W. A taxa de calor gerada por sistema de resistência elétrica pode ser expressa por: E_g = I².R = V²/R = P em que: I = Corrente, A; R = Resistência elétrica,Ω; P = Potência, W; e V = Tensão, V. Considerando-se tensão de 220 V para potência total de 1169 W, a resistência total será de 41,4Ω e a corrente total, 5,31 A. Escolhendo-se resistência de níquel-cromo isolada eletricamente com encapamento de PVC, n^o 25; 0,31Ω/m; 1,3 g/m; diâmetro de 0,45 mm; e área de 0,16 mm², obtém-se o comprimento total de 134 m. Assim‚ cada placa deverá ter 167 W, 5,91Ω e 19 m. O ?o de resistência elétrica com 19 m de comprimento é, então, colocado no interior de cada placa de argamassa armada ou ?bra de vidro e as sete resistências de cada círculo de proteção são interligadas em circuito em série.

As placas de argamassa armada foram produzidas no Setor de Manutenção da Embrapa Suínos e Aves e as placas de ?bra de vidro‚ confeccionadas artesanalmente‚ ambas testadas em galpão para frango de corte na Unidade Experimental de Avicultura em Suruvi, Concórdia,SC. Para o sistema de aquecimento correspondente às placas de argamassa armada foram construídos 4 conjuntos de sete placas. Cada placa hexagonal, de 35 cm de lado com 2 cm de espessura de argamassa traço 1:2 de cimento e areia lavada, com fator água-cimento igual a 0,5, uma tela hexagonal de arame galvanizado e ?o 24 (# 1/2"), foi montada sobre armação de barras de aço CA-60 com diâmetro 3,4 mm a cada 15 cm. A resistência elétrica, devidamente isolada, foi ?xada no interior de cada placa, à meia altura, com suas extremidades conectadas a um condutor elétrico com bitola de 4 mm². As placas foram moldadas sobre lona plástica esticada no piso de concreto, com o uso de uma forma hexagonal de 35 cm, untada com óleo queimado. Após a construção, as placas foram molhadas abundantemente por duas semanas, auxiliando no processo de cura. A placa de argamassa armada apresentou peso médio de 18 kg. A construção das placas do sistema de aquecimento ?bra de vidro exigiu técnicos especializados. Em cada placa hexagonal de 35 cm de lado, com 3 mm de espessura, foi ?xada em seu interior uma resistência elétrica devidamente isolada, à meia altura da placa, com suas extremidades conectadas a um condutor elétrico com bitola de 4 mm². A placa de ?bra de vidro apresentou peso médio de 2 kg.

Para a aferição das resistências elétricas foram utilizados os aparelhos voltímetro, homímetro e amperímetro para a determinação da tensão, da resistência elétrica e da amperagem utilizadas no cálculo da potência dos sistemas de aquecimento. Para a avaliação das resistências elétricas foi montado um círculo de proteção para cada sistema de aquecimento elétrico (?bra de vidro e argamassa armada). Nesses círculos foram instalados termopares para o monitoramento da temperatura. Cada círculo constituiu de sete placas de ?bra de vidro (3 mm de espessura) ou argamassa armada (2 cm de espessura) interligadas em série. Para o monitoramento da temperatura, os termopares foram ?xados com borracha de silicone sobre e sob as superfícies superior e inferior dos sistemas de aquecimento. Os valores de temperatura em cada ponto foram coletados de 5 em 5 minutos. Foi adotado como valor ideal de temperatura da superfície superior dos sistemas de aquecimento elétrico o valor de 35^oC.

Após aferição do sistema elétrico, a tensão foi igual a 220 V, cada resistência foi de 5,4Ω, a potência de cada resistência igual a 185 W, a resistência total igual a 37,8Ω, a corrente total que passa pelo circuito foi igual a 5 A e a potência total do sistema igual a 1.300 W. Esses valores estão bem próximos dos obtidos pelo cálculo teórico. As diferenças obtidas foram devidas à variação na tensão e amperagem da rede elétrica. A Figura 1 mostra a representação grá?ca dos valores de temperatura, em função das horas nos pontos de?nidos para ?xação dos termopares para as placas de argamassa armada e ?bra de vidro. Tanto a superfície superior como a inferior da placa tiveram comportamentos semelhantes. Ambas superfícies, superior e inferior, dos sistemas de aquecimento tiveram suas curvas de comportamento ascendente com a curva de temperatura da superfície superior do sistema pouco acima da curva de temperatura da superfície inferior. Para que a maior parte do calor gerado pela resistência elétrica seja transferido para a superfície superior das placas é necessário providenciar um bom isolamento térmico da superfície inferior dos sistemas de aquecimento para que haja melhor e?ciência do sistema. As superfícies superior e inferior das placas de ?bra de vidro atingiram a temperatura ideal próxima de 15 minutos, valor menor que o das placas de argamassa armada, 35 minutos. O menor tempo para atingir a temperatura ideal é atribuído às características físicas dos materiais e às espessuras utilizadas na construção das placas.

Figura 1 – Dados de temperatura, em função das horas para as superfícies dos sistemas de aquecimento elétrico.

 

A metodologia adotada mostrou-se adequada para o cálculo dos sistemas de aquecimento elétrico.

INCROPERA, F.P., DeWITT, D.P.Fundamentals of heat and mass transfer. Canada, John Wiley, Sons, 1985. 802 p.