Resumen de Desempeño climático de una granja cunícula del centro de México mediante Computational Fluid Dynamics (CFD)

Jorge Flores Velázquez, Federico Villarreal Guerrero, José L. Lara Mireles, Juan Ignacio Montero Camacho, D. Piscia

• español

  La Dinámica de fluidos computacional (CFD) es una herramienta que, combinada con modelos teóricos y experimentación, proporciona resultados robustos en la descripción de la dinámica del viento. Con ello, se puede inferir sobre el comportamiento de otros factores, como la humedad y la distribución de nitrógeno. Utilizando las metodologías anteriormente mencionadas, el objetivo de este trabajo fue describir el efecto del sistema de ventilación natural de una granja cunícula rústica típica del centro de México, sobre las condiciones climáticas de su interior usando CFD. En esta región, los sistemas de producción de este tipo pasan por un periodo crítico principalmente en la época de alta insolación, la cual ocasiona elevadas temperaturas y una reducción en la humedad relativa, promoviendo en conjunto el incremento de los niveles de nitrógeno amoniacal, incrementando la tasa de mortandad de los conejos. Un sistema de ventilación eficiente sería capaz de mantener niveles de temperatura adecuada mediante una tasa de ventilación superior a los 20 Vol h-1. La granja se localiza en las Instalaciones de la Universidad de Chapingo, México, y tiene dimensiones de 24x4.8x6.5 m (largo x ancho x alto) y una densidad de 20 conejos m-2. Un sistema de monitoreo del clima fue instalado en el verano de 2012 para validar el modelo utilizado en el presente estudio. El sistema incluyó sensores de radiación, de temperatura del aire y del suelo, así como de dirección y velocidad del viento interior. Asimismo, se contó con una estación meteorológica exterior. Entre los resultados, se observa una drástica reducción en la tasa de ventilación al variar la dirección de los vientos, siendo de 5 kg s-1 si el viento es perpendicular a las ventanas laterales y 0.004 kg s-1 si la dirección es paralela. En consecuencia mayores índices de nitrógeno se registran bajo el segundo escenario, lo que confirma la importancia de la orientación y dimensiones de la granja en el manejo de la producción.

• português

  Computational fluid dynamics (CFD) is a tool, which combined with theoretical models and experimentation, provides accurate results in the description of the dynamics of wind and thereby infer about the behavior of other factors, such as humidity and distribution of nitrogen. By using the metodologies previously mentioned, the aim of this work was to describe the effect of the natural ventilation system of a rabbit rustic farm, typical of the center of Mexico, on its inside climatic conditions using CFD. In this region, the production systems of this kind pass through a critical period, mainly in the season of high isolation, which cause high temperatures, a reduction in the relative humidity and promote the increment of ammoniac nitrogen levels, which accentuates the carnage of the rabbit. An efficient ventilation system would be capable of maintaining adequate temperature levels with a ventilation rate of 20 Vol h-1. The farm is located in the facilities of the University of Chapingo, Mexico, and has dimensions of 24x4.8x6.5 m (length x width x height) and a density of 20 rabbits m-2. A monitoring system was installed in the summer of 2012 to validate the model used in the present study. The system include sensors of radiation, air and soil temperature, as well as the inside wind speed and direction. Moreover, a weather station was monitoring the outside climate. Among the results, drastic reduction in the ventilation rate was observed due to change in the wind direction, being 5 kg s-1 if the wind was perpendicular to the side vents and 0.004 kg s-1 if the direction was parallel. Accordingly increased rates of nitrogen were registered under the second scenario, which confirms the importance of orientation and dimensions of the farm in the management of production.