La iluminación juega un papel importante en el rendimiento de la producción porcina, y es posible reducir los costos de energía, haciendo pequeños cambios en la iluminación de su granja porcina. Un bien diseñado, sistema de iluminación con uso eficiente de la energía puede significar mayores niveles de iluminación, mejor rendimiento de las cerdas y menores costos de energía.
Este artículo ofrece sugerencias sobre cómo cambiar su sistema de iluminación para reducir los costos de energía en un 15% a 75%. Destacamos los diferentes sistemas de iluminación, como incandescente, fluorescente, fluorescente compacto, iluminación de tubo fluorescente, de descarga de alta intensidad y diodo emisor de luz (LED). También se incluye un ejemplo del costo para cambiar de un sistema de lámpara incandescente a luz fluorescente.
Niveles de luz en las granjas porcinas
Para saber cómo reducir los costos de energía, es importante entender los términos que se utilizan para medir la luz.
- Lúmenes: salida de luz de una lámpara que se mide en el término “lúmenes” (lm). Por ejemplo, una bombilla incandescente de 40 vatios (W) produce alrededor de 13 lúmenes por vatio o 13 lm / W.
- Lux: el nivel de luz en la superficie de trabajo se mide en lux. [10 lux es igual »1 fc] los niveles de luz típicas en corrales puede ser inferior a 5 lux o ½ fc. Afuera, en un día soleado en pleno verano el nivel de iluminación será de alrededor de 80.000 lux o fc 8000.
- Promedio de Calificación de Vida: el tiempo promedio que le toma a un 50% de las bombillas fallar.
- Índice de Rendimiento de Color (CRI): la medición de la capacidad de las fuentes de luz para reproducir los colores de la misma manera que la luz del sol lo hace.
Al considerar formas de reducir los costos de energía piensen cómo obtener más salida de luz por tamaño de la lámpara (lm / W). Los flujos luminosos típicos se muestran en la Tabla 1 y la Figura 1 junto con otra información del sistema de luz.
| Tipo de Lámpara | Tamaño de la lámpara (W) | CRI | Eficiencia (pérdidas de lastre no incluida) (lúmenes / W) | Vida de la lámpara típica (hr) |
|---|---|---|---|---|
| Incandescente de Larga Vida | 25 – 200 | 100 | 11 – 20 | 750 – 5,000 |
| Halógena | 50 – 150 | 100 | 18 – 25 | 2,000-3000 |
| Tubo fluorescente T8 | 32 | 75 | 88 | 20.000 (24.000 para las lámparas de prima baja de mercurio) |
| Tubo Fluorescente T5 | 28 | 85 | 104 | 20000 |
| Tubo Fluorescente HO T5 | 54 | 85 | 93 | 20000 |
| Fluorescentes Compactas | 5 – 57 | 80 – 90 | 50 – 80 | 10000 |
| Haluro metálico | 35 – 70 400 | 60 – 80 | 60 – 94 | 7500 – 10,000 20000 (potencias superiores, vida más larga) |
| Sodio de alta presión | 35 – 400 | 20 – 80 | 63 – 125 | 15,000 – 24,000 |
| Diodo Emisor De Luz (LED) | 01.02 a 01.04 | 70 – 90 | 16 – 53 | 60.000-100.000 (blanco es menor) |
Nota: CRI significa índice de rendimiento de color. T12 Fluorescente (1,2 m ó 4 pies) no se ha incluido, ya que no se recomiendan. Esto se debe a que: 1) no son tan eficientes como T8 o T5; y 2) accesorios completos y componentes de recambio no estarán disponibles en los próximos años.
Figura 1. Lúmenes / Vatio de fuentes de luz típicas que se encuentran en las granjas porcinas.
Figura 2. Limpieza de una lámpara para mejorar su iluminación.
Recuerde que los sistemas incandescentes de bajo costo tienen altos costos de mantenimiento y operación. Tenga en cuenta la suciedad acumulada en una lámpara (Ver Figura 2).
Tipos de luz para granjas porcinas
Incandescente
Con los requisitos de nivel de luz relativamente altos de hoy y con las luces encendidas durante períodos más largos, las viejas lámparas incandescentes estilo Edison tienen sólo alrededor del 5% de eficiencia en la conversión de energía a la luz. El resto se pierde en forma de calor. Las luces incandescentes también atraen a las moscas y otros insectos, y se recubren rápidamente con la suciedad que reduce aún más la cantidad de luz disponible.
Las luces incandescentes también tienen una vida relativamente corta nominal en comparación con otros tipos de iluminación (ver Tabla 1). Por ejemplo, 100 W, 1000 hr (lámpara nominal estándar) se puede esperar que dure 63 días, a razón de 16 horas por día. La instalación de lámparas ‘larga vida’ con una vida útil estimada de 5.000 horas, la bombilla duraría 312 días, pero la salida de luz real se reduce en un 25% sobre la lámpara normal de 1.000 horas.
Fluorescente
La luz fluorescente debe ser la fuente de luz principal en la producción porcina moderna. La luz fluorescente es muy eficiente de la energía en comparación con lámparas incandescentes, tiene largos ciclos de vida (cuando los accesorios correctos están instalados y tienen un mantenimiento adecuado) y pueden proporcionar una buena calidad de la luz para los cerdos. A continuación enumeramos unas razones para cambiar de incandescente a fluorescente:
- La iluminación fluorescente necesita menos energía para proporcionar el nivel deseado de la luz.
- Lámparas de tubo fluorescentes duran 20.000 hr y cuestan alrededor de $2.00 cada una; lámparas incandescentes cuestan $0.50 cada una.
- La conversión de incandescentes a fluorescentes reducirá el consumo de energía hasta en un 75%.
- Fluorescente normalmente tiene un tiempo de recuperación de menos de 2 años. En algunos casos de recuperación puede ser tan pronto como 4 meses.
Tipos de sistemas fluorescentes
Hay 2 tipos de sistemas fluorescentes utilizados en las granjas porcinas: fluorescentes compactas y tubos.
Fluorescentes Compactas
Los sistemas de iluminación fluorescente compacta (CF) proporcionan una buena eficiencia energética y pueden reemplazar fácilmente los accesorios incandescentes. Hay 2 tipos principales: balasto electrónico y electromagnético. (Véase la Figura 3 y Figura 4 ).
- Sistemas de lastre electrónicos tienen una vida nominal de 10.000 h.
- Las unidades electromagnéticas tienen una lámpara desmontable del lastre. Las lámparas se han valorado en una vida de 10.000 horas a 40.000 horas.
- Bombillas fluorescentes compactas deben ser aprobadas para lugares húmedos.
- Comprar bombillas fluorescentes compactas valorados con “Energy Star” de la mejor calidad y producción de luz.
- Para una mejor calidad de la energía, busque productos con baja (inferior al 30%) en la distorsión armónica total (TDH) y factores de consumo superiores a 0,9.
Para ver que tamaño de fluorescente compacta instalar, determinar el flujo luminoso de las luces incandescentes actuales y luego coincida este valor con el flujo luminoso. Ayúdese viendo la Tabla 2 .
| Bombillas incandescentes | Bombillas fluorescentes compactas | |||
|---|---|---|---|---|
| Watts | Lúmenes | Watts | Lúmenes | |
| 25 | 270 | 5 | 250 | |
| 40 | 510 | 7 | 400 | |
| 52 | 780 | 9 | 600 | |
| 60 | 860 | 15 | 900 | |
| 90 | 1540 | 18 | 1250 | |
| 100 | 1680 | 26 | 1800 | |
Las luces fluorescentes compactas son una muy buena opción en galpones de cerdos donde se requieren bajos niveles de luz. Sin embargo, si se requiere regular, una mezcla de incandescente con SFC puede ser una buena solución. (Ver Figura 3).
Al considerar la adaptación de un sistema de iluminación, tenga en cuenta que las lámparas fluorescentes compactas tienen menor vida útil y mayores costos de reemplazo en comparación con los sistemas de tubo fluorescente T8. Vea la sección sobre iluminación con tubo fluorescente para más detalles.
Figura 3. Lámpara fluorescente compacta en un accesorio resistente a la humedad.
Figura 4. Lámparas fluorescentes en un galpón de gestación porcina.
Iluminación con tubo fluorescente
Los tubos fluorescentes vienen en una variedad de longitudes y diámetros. Normalmente las granjas porcinas usan longitudes de 1,2 m. El diámetro del tubo se mide en octavos de pulgada. En la figura 5, puede ver los tamaños estándar.
Figura 5. Dimensiones del tubo fluorescente para iluminación en granjas porcinas.
Para galpones donde la altura del techo es inferior a 3,7 m. la nueva recomendación es el accesorio fluorescente T8 con balasto electromagnético, montado en fibra de vidrio resistente a la intemperie o carcasa de plástico con una junta continua entre la lente y el accesorio. También es importante para asegurar el accesorio utilizar 8 clips para mantener la lente en lo que hay menos probabilidad de que en la granja el aire entre en el aparato. Estas unidades son típicamente:
- 4 veces más eficientes que las bombillas incandescentes regulares.
- Hasta un 30% más eficientes que los tubos fluorescentes T12.
- Una duración de al menos 20 veces más que las lámparas incandescentes con vida regular.
Los tubos fluorescentes T8 son una alternativa ideal de energía eficiente para incandescentes, fluorescentes compactas y los sistemas fluorescentes T12.
Los sistemas de tubos fluorescentes T5 son más cortos que los tubos T12 o T8. Producen más luz, tienen mejor rendimiento de color (luz más cierta), una mayor eficiencia y más opciones de regulación disponible. Mantienen su nivel de luz mejor que el tubo T12 y la mayoría de los sistemas T8.
Pero los tubos fluorescente T5 no se recomiendan para su uso en instalaciones con vapor debido a la acumulación de calor; por lo tanto, su uso en las granjas porcinas se limitará a entornos limpios y secos.
Luces de tubo fluorescentes regulables actualmente se están probando. La ventaja de un sistema de regulación es la capacidad de simular períodos de amanecer y anochecer, elevando lentamente y/o reducción los niveles de luz.
Los controladores de fotocélulas pueden ser utilizados con luces fluorescentes en galpones con ventanas y cortinas. El controlador de la fotocélula puede atenuar o apagar las luces cerca de las paredes laterales durante el día, cuando los niveles de luz natural son suficientes. Este proceso se llama Iluminación Día y puede ahorrar aún más energía y dinero.
Descarga de alta intensidad
Donde el techos de los galpones es superior a 3,7 m. de altura, consideran más eficiente la descarga de alta intensidad, incluyendo halogenuros metálicos y de sodio de alta presión. Son fáciles de instalar y de mantener y requieren un menor número de accesorios para proporcionar el mismo nivel de luz. (Ver Figura 6 y Figura 7).
Figura 6. Sodio de alta presión.
Accesorios de halogenuros metálicos pueden funcionar bien en un lastre regular o con impulso de arranque. Un lastre ahorrará cerca de 12,5% o 50 W. en una lámpara de halogenuros metálicos de 400 W.
Un estudio llevado a cabo en una instalación de engorde de cerdos en Ontario, Canadá, compara un sistema de lámparas de sodio de alta presión regulable contra luces incandescentes, y mostró que el sistema de lámparas de sodio de alta presión resultó en mejor rendimiento, usa menos electricidad y produce menos costos, con una mejor ganancia por kilogramo. Otra parte clave de este estudio mostró que el controlador es un componente crítico y debe ser una unidad de buena calidad o la regulación no va a funcionar bien.
Figura 7. LED de iluminación en tira.
Diodo emisor de luz (LED)
Diodo emisor de luz o sistemas LED todavía no se utiliza en granjas porcinas. Falta todavía investigación para asegurar que esta tecnología se ajuste con las necesidades del cerdo. La eficiencia energética de las lámparas LED puede ser muy alto (50 lúmenes / W) y la vida es mucho más larga (hasta 100.000 horas) que otros sistemas de luz. Si la tecnología se puede adaptar para entornos de granjas porcinas, se espera que los sistemas de iluminación LED proporcionen un gran ahorro de energía en las granjas porcinas del futuro.
LED vienen en diversas formas: punto, lineal o tira y en colores monocromáticos. Todos se pueden regular.
Las ventajas de LED incluyen:
- Respeto al medio ambiente: con energía eficiente de 1/5º del consumo de energía de las lámparas incandescentes. LED no contienen mercurio y duran más, generando menos residuos.
- Larga vida: LED dura hasta 100.000 horas en comparación con las bombillas incandescentes típicas en 1.000 horas o lámparas fluorescentes de 20.000 hr.
- Económicas: bajo costo de mantenimiento.
- Miniaturización: su pequeño tamaño les permite ser utilizadas en áreas de difícil acceso.
- Alta fiabilidad: Los LED son dispositivos de estado sólido, sin piezas móviles, de vidrio o filamento que se pueda romper. Son robustas y a prueba de vibraciones.
- Rentable: la luz esta dirigida para aumentar la eficiencia del sistema.
- Conveniente: son totalmente regulable.
- Multicolor: disponible en todos los colores.
- Alta velocidad de respuesta: respuesta inmediata, sin necesidad de precalentamiento.
Tiempo y sensores de movimiento
Otras consideraciones para los sistemas de iluminación de bajo consumo incluyen el uso de temporizadores programados para encender y apagar las luces satisfaciendo las necesidades diarias de los cerdos y los sensores de movimiento en las áreas de personal, tales como pasillos y zaguanes hacen ahorrar energía al utilizarse solo en presencia de movimiento.
Las innovaciones recientes incluyen:
- Un controlador que convertirá gradualmente la intensidad de luz para simular el sol. Estos controladores permiten al operador hacer esto muchas veces en un día.
- Un controlador que utiliza una fotocélula para cambiar la intensidad de la luz según se requiera de cada fila de luces. Esto es útil cuando un galpón tiene aberturas de paredes laterales translúcidas y por lo tanto se puede utilizar la luz natural como sea necesaria y ahorrar energía.
Iluminando la producción porcina ¿La luz es clave para los cerdos?
La iluminación juega un papel importante en el rendimiento de la producción porcina y su reproducción. El coste de la electricidad para la iluminación es un pequeño porcentaje de los costos de producción para los cerdos; sin embargo, es posible reducir los costos de energía, aumentando los niveles de iluminación y mejorando el rendimiento con Un bien diseñado, sistema de iluminación con uso eficiente de la energía. Un buen sistema de iluminación debe proporcionar niveles adecuados de luz con bajos costes de mantenimiento.
La iluminación incandescente es lo más común para las granjas porcinas. Una bombilla incandescente nominal de 100 W – 1000 hr debe durar 63 días en la sala de maternidad. Las bombillas incandescentes de larga duración con vida nominal de 5.000 hr solo duran 312 días y la salida de luz real se reduce en un 25% sobre el bulbo normal de 1000 hr.
Los sistemas de lámparas fluorescentes compactas proporcionan una buena eficiencia energética y están adaptados fácilmente en las luminarias incandescentes. Sin embargo, tienen más corta la vida del equipo y mayores costos de reemplazo que las lámparas. Y en comparación con los sistemas de tubos fluorescentes T8 tienen mayores costos de operación. Reduciendo el flujo de caja.
Los galpones con una altura de menos de 3,6 m. deben instalar lámparas fluorescentes T8 a juego con balasto electrónico, montado en una fibra de vidrio resistente a la intemperie o carcasa de plástico con difusor con empaques. Estas unidades son 4 veces más eficiente y las lámparas duran al menos 20 veces más que una lámpara incandescente de la vida regular. Vea la Tabla 1 para saber la eficiencia de los sistemas y sus comparaciones de la vida de la lámpara.
Cuando la altura del techo del galpón supera los 3,6 m., considerar los accesorios de descarga de alta intensidad que son más eficientes, fáciles de instalar, mantener y requieren un menor número de accesorios para proporcionar el mismo nivel de luz.Considerados para instalar:
- Halogenuros metálicos (luz blanca, buena reproducción del color, buena a excelente vida).
- De sodio de alta presión (puede ser corregido el color para una buena reproducción del color, excelente vida, bajo coste).
Los costes del sistema para reequipamiento y nuevas instalaciones
El costo para instalar y ejecutar un sistema de luz incandescente en un galpón de terminación de 200 cerdos, con dimensiones 12 mts. x 3 mts. con 8 corrales y un pasillo, se comparó con el coste de un sistema de tubo fluorescente en una situación similar. La comparación de costos se basa en los costos de energía de $0.0953 / kWh y con las luces encendidas 7 horas por día en promedio.
El sistema de iluminación incandescente consistía en 1 lámpara incandescente de vida regular de 150 W por corral, ubicada en el centro. Esto proporcionaría un poco más de 3 pc (32 lux). Este sistema costaría alrededor de $120 para instalar y $296 al año para operar.
Instalación de cuatro tubos dobles, lámparas fluorescentes T8 impermeables, con una luminaria par en corrales, proporcionaría un mayor nivel de luz de 5 fc (un aumento del 66%). Este sistema con tubos T8 costaría $500 para instalar y sólo $73 por año para operar.
Para una modificación, con todos los costos de capital pagados con el ahorro, la recuperación simple es de 2,2 años. Para una nueva instalación, donde el costo original para incandescente se deduce del costo de capital fluorescente total, el retorno de la inversión es aún más rápido en 1,6 años.
Intensidades y fotoperíodos de luz recomendados para Cerdos
Cada tipo de producción requiere diferentes niveles de luz y fotoperíodo (ver Tabla 3: Recomendación de niveles de luz y fotoperíodo para los galpones de los cerdos). El Código Internacional Recomendado de Prácticas para el Cuidado y Manejo de Animales de Granja – Cerdos (Publicación 1898 / E, Agriculture and Agri-Food Canada) recomienda un mínimo de 8 horas de luz por día, a un nivel adecuado para observar cerdos. Cinco pc (50 lux) son adecuados y serán por lo menos el doble de luz que normalmente se encuentra en muchas granjas porcinas. El diseño es fundamental para maximizar la eficiencia y minimizar la luz encendida sobre o bajo las zonas iluminadas.
Los galpones de gestación y maternidad porcina requieren fotoperiodos de iluminación de 14 a 16 horas por día, para llevar en forma más rápida y extender el estro de las cerdas. Los lechones, en particular los de destete precoz segregado, necesitan 24 horas de luz en niveles bajos y niveles más altos durante la alimentación. Las salas de maternidad también necesitan 24 horas de luz al día, sobre todo cuando no se utilizan lámparas de calor . Una vez más, puede ser baja durante la noche.
| Tipo de Galpón | Niveles de luz (fc) lux | fotoperiodo (h/d) | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Cachorras | > 10 | 14-16 | Necesario para el ciclismo del estro en las cerdas. |
| Gestación | > 5 | 14-16 | Para ayudar a tener menos ciclos perdidos, y acelerar la vuelta al estro. |
| Parto y Maternidad | 5-10 | 8 | Si no hay lámparas de calor para lechones, brindar luz en la habitación 24 h/d. |
| Destete – Desarrollo | 5 | 8 | Brindar un poco de luz en la sala 24 h/d. |
| Crecimiento y Terminación | 5 | 8 | Mínimo 6 h/d de luz ininterrumpida es lo más recomendado. |
Resumen
En el largo plazo, la iluminación en las granjas porcinas tiene el potencial de ahorrar energía y dinero para el porcicultor. Una manera simple de reducir los costos de energía en un 75% es cambiar de iluminación incandescente a la iluminación fluorescente con tubo T8. El uso de atenuadores también pueden reducir los costos de energía. Al hacer estos cambios, junto con otras mejoras, el sistema de iluminación de granjas porcinas será más eficiente en la energía. Esto puede conducir a una mejora de la productividad y aumento de los ingresos, al tiempo que reduce los costos de energía.
Fuente: Omafra & Razas Porcinas.
