TERMODINAMICA

APLICACIÓN DE LA TERMODINAMICA

INTRODUCCION

La termodinámica es la ciencia que estudia los cambios en los sistemas físicos en los que interviene el calor, el presente proyecto tiene por nombre como Diseño y Elaboración de un Prototipo de Incubadora de Huevos de uso Artesanal. El éxito de este proyecto dependerá del cuidado apropiado y de la fertilidad de los huevos producidos, para poder obtener pollos o aves sanos.

Hay básicamente dos tipos de incubadoras las incubadoras de aire forzado y ventilación natural. Las incubadoras con aire forzado tienen ventiladores que proporcionan la circulación de aire interna. La capacidad de estas unidades puede ser muy grande. Las incubadoras de ventilación natural son generalmente pequeñas. Sin ventiladores para la circulación del aire.

El intercambio de aire es logrado por la subida y el escape del aire caliente, viciado y la entrada de aire fresco por la parte baja de la incubadora. Las temperaturas recomendadas varían entre los dos tipos de incubadoras, en este caso el prototipo de incubadora que se diseñara es una incubadora de aire forzado.

Como entrada hay que tener en cuenta que los procesos a controlar están relacionados con:

• Mantener la temperatura estable.

• Mantener la humedad relativa del aire entre ciertos valores.

• Ventilar de forma regulada.

• Mover los huevos.

1. El problema de investigación

Cuando se acomete un proyecto de construcción de cualquier producto, uno de los primeros pasos que hay que dar es la redacción de las especificaciones iníciales, es decir, las condiciones mínimas que tiene que cumplir el dispositivo para satisfacer nuestras necesidades.

Para la redacción de las especificaciones iníciales es necesario conocer bien el problema, y en la medida de lo posible, saber cuáles son las soluciones que tradicionalmente se han dado. Para realizar esta investigación inicial, todos los medios disponibles son válidos, como estudiar otros dispositivos similares, preguntar a otras personas expertas en el asunto, o buscar documentación (por ejemplo en catálogos, internet, revistas, libros, etc.).

Este es un ejemplo de proyecto sobre el diseño y Elaboración de un Prototipo de Incubadora de Huevos de uso Artesanal, realizado con materiales fácilmente accesibles. La finalidad es identificar los parámetros que es necesario controlar, y con ellos realizar unas especificaciones iníciales.

Se clasifica según su propósito como una investigación aplicada, pues, busca dicho conocimiento con el fin de aplicaría a la realidad inmediata; ya que buscamos la solución al problema práctico.

2. Marco teórico

PARÁMETROS A CONTROLAR EN EL PROCESO TERMODINÁMICO DE INCUBACIÓN

Los parámetros que hay que controlar son:

1. La temperatura:

La temperatura, se regula automáticamente gracias a un termostato. El valor ideal es de 37'7 ºC (100 ºF), que se puede bajar a los 37,5 ºC en los tres últimos días de incubación para compensar el calor metabólico del propio huevo. La temperatura se ve fuertemente condicionada por las condiciones de ventilación.

2. La humedad:

Es el parámetro más difícil de medir con precisión. La humedad ideal es de entre el 50% y el 60% los 17 primeros días, y de un 65% los 3 últimos días del período de incubación, según los manuales. Este incremento de temperatura, facilita la rotura de la cáscara por los pollitos al nacer. De hecho, cuando empieza la eclosión se puede incrementar la humedad relativa hasta el 85%. Por el hecho de ser porosa la cáscara del huevo, este va perdiendo agua que se sustituye por aire.

Con la humedad del ambiente se puede regular el ritmo al que el huevo pierde agua, en concreto, mientras mayor sea la humedad del ambiente, menor será el ritmo de pérdida de agua en el huevo.

Se va formando una cámara de aire, que es el primero que respira el pollito y permite que este se pueda girar para ponerse en posición para poder romper la cáscara en el momento de la eclosión. A lo largo del periodo de incubación de agua, es normal una pérdida de peso en el huevo por esta pérdida de agua del 14%.

Cuando los pollitos se han liberado completamente de la cáscara, se puede disminuir la humedad rápidamente, hasta el 40% con el fin de que se seque su plumaje. La humedad, se regula gracias a unas bandejas llenas de agua, situadas en el interior de la incubadora.

Hay, con mucha frecuencia, confusión en cuanto a cómo se expresa la medida de la humedad. La mayoría de las personas en la industria de la incubación refieren al nivel de la humedad en términos de los grados F., (bulbo seco) más bien que a la humedad relativa por ciento. Los dos términos son convertibles y la humedad real dependerá de la temperatura (F.) según lo medido con un termómetro de bulbo seco. La conversión de las dos medidas de la humedad se puede efectuar utilizando la tabla siguiente:

Valores del wet-Bulb para cuatro temperaturas (de bulbo seco) en la incubación

Humedad Relativa ¹ de 99 o 100 o 101 o 102 o

45 80,5 81,3 82,2 83,0

50 82,5 83,3 84,2 85,0

55 84,5 85,3 86,2 87,0

60 86,5 87,3 88,2 89,0

65 88,0 89,0 90,0 91,0

70 89,7 90,7 91,7 92,7

Las temperaturas de bulbo seco del 1; se demuestran horizontalmente para los valores comunes de la incubación.

La humedad raramente está demasiado alta en las incubadoras correctamente ventiladas de ventilación natural. El área de la bandeja de agua debe tener el equivalente a la mitad del área superficial o más del piso de la incubadora. La ventilación creciente durante los últimos días de incubación y la eclosión puede hacer necesario la adición de otra bandeja de agua o una esponja mojada. La humedad se mantiene aumentando el área superficial expuesta del agua.

3. La ventilación

Los huevos tienen en su cáscara micro poros por los que respiran y transpiran eliminando agua. La renovación del aire, permite que se introduzca aire fresco con más oxígeno, y la salida del aire viciado.

Gracias a los ventiladores se consigue la renovación del aire, y su circulación, lo que ayuda a mantener una temperatura más homogénea.

La ventilación es muy importante durante el proceso de la incubación. Mientras que el embrión se está desarrollando, el oxígeno entra en el huevo a través de la cáscara y el bióxido de carbono se escapa de manera igual. Mientras que los pollitos nacen, requieren de una fuente creciente de oxígeno fresco. Mientras que los embriones crecen, las aberturas de la salida de aire se abren gradualmente para satisfacer la demanda embrionaria creciente de oxígeno. Se debe de tener cuidado para mantener la humedad durante el período del nacimiento. Los agujeros de ventilación no deben de tener obstrucciones, para poder llevar aire puro sobre y debajo de los huevos, esencial para el intercambio apropiado de Oxigeno por bióxido de Carbono.

Existen dos tipos de ventilación

 Por convección

 Forzada gracias a ventiladores

Si no se utilizan ventiladores, el calentamiento suele ser desde arriba. En este caso son normales diferencias de temperatura de hasta 4ºC desde la parte superior a la inferior del interior de la incubadora. Estas diferencias hacen dificultosa la medida de la temperatura del huevo.

Entre otras cosas, esta diferencia de temperatura entre la parte superior e inferior depende de la temperatura exterior de la incubadora y del aislamiento térmico.

Estas diferencias de temperatura, por otra parte, pueden considerarse similares a las que se dan en la naturaleza, cuando una gallina se echa sobre sus huevos. Cuando el calentamiento se realiza por convección para mantener una homogeneidad aceptable de la temperatura, es conveniente que todos los huevos estén en un mismo plano.

4. La posición del huevo

Las gallinas periódicamente giran los huevos. De hecho, si esto no se hace, el embrión se queda pegado a la cáscara. El volteo, se tiene que hacer durante los 18 primeros días con una cadencia de 2 horas.

¿Qué debe hacer si la energía eléctrica se apaga durante la incubación?

Una respuesta apropiada depende de varios factores, algunos de los cuales incluyen la temperatura del cuarto en el cual se encuentra la incubadora, el número de huevos en la máquina, y de si los huevos están en la etapa temprana o última de la incubación. Las dos consideraciones más importantes de esta situación son (1) la suistencia de los huevos al recalentamiento y (2) estar seguro de tener una fuente adecuada de oxígeno. Cuanta más cantidad de huevos se incuban, mayor es la posibilidad de recalentamiento y sofocación de los embriones.

Si el cuarto en el cual la incubadora está situada es caliente y sin mucha ventilación, tendrá que reaccionar más rápidamente para accionar por interrupciones de la energía eléctrica que si la temperatura del cuarto es de 75 grados F y está bien ventilado. La protección más eficaz en contra del recalentamiento y la sofocación es abrir la puerta de la incubadora o de la criadora. Si la puerta deberá estar abierta poco o completamente y el lapso de tiempo que se deje abierta dependerá de los factores mencionados anteriormente.

Se debe dar vuelta a los huevos por lo menos 4-6 veces al día durante el período de la incubación. No dé vuelta a los huevos durante los tres días anteriores al nacimiento. Pues los embriones se estarán moviendo para buscar la posición del nacimiento y no necesitan que se les de vuelta. Mantenga la incubadora cerrada durante el nacimiento para mantener temperatura

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