Quando comecei a escrever para esta coluna, um dos objetivos que tinha era tratar de assuntos interessantes de ciências da construção em galpões industriais de frangos de corte. Imaginava receber centenas de perguntas através de mensagens ou de contatos pessoais sobre os mais variados assuntos[1]. Não foram centenas, mas durante a AveSui 2013 em Florianópolis tive várias interações e a coluna de hoje é fruto de uma delas.
Me perguntaram como evitar condensação na parte inferior das telhas, na lona ou nas cortinas de galpões de frangos de corte durante climas mais frios[2]. Para ser engraçado (e correto), bastaria responder que o motivo é a falta de isolamento térmico sob as telhas e nas paredes (ou cortinas) do galpão e terminar o assunto aqui. Então eu poderia passar o resto do artigo discutindo outros tópicos.[3]
Condensação ocorre sobre uma superfície quando a sua temperatura se encontra abaixo do ponto de orvalho do ar adjacente a esta superfície. O ponto de orvalho é definido a partir da temperatura do ar (também chamada de temperatura de bulbo seco) e de sua umidade relativa. Quanto maior é a umidade relativa, maior é o ponto de orvalho[4]. Para se definir as condições de temperatura e umidade de um ambiente, se utiliza a carta psicrométrica.
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Em ambientes de alta umidade é mais fácil ver os efeitos de condensação, como pode ser visto no exemplo da Figura 1. Ao se retirar uma latinha da geladeira, sua superfície externa certamente ficará coberta de água no verão do Rio de Janeiro (25°C, 60% de umidade relativa). Possivelmente não haverá condensação num dia de verão em Brasília (25°C, 20% de umidade relativa), porque a umidade relativa do ar em Brasília é, via de regra, muito baixa. Como a temperatura da superfície (aproximadamente 4°C) é menor do que a temperatura de orvalho no Rio de Janeiro, há condensação; por outro lado, em Brasília, não há porque a temperatura de orvalho é muito baixa.
Figura 1. Comparação entre duas situações de alta e baixa umidade relativa do ar.
Situação semelhante ocorre em galpões de frango de corte. A umidade relativa dentro de um galpão é elevada; vários processos evaporativos contribuem para o aumento da umidade relativa: cama úmida, água dos bebedouros e evaporação por vias respiratórias são as principais fontes. Se a temperatura externa estiver baixa, como é o caso em dias frios de inverno, as superfícies internas do galpão ficarão resfriadas, possivelmente abaixo do ponto de orvalho do ar interno.
São duas as contribuições para a presença de condensado nas superfícies internas de um galpão de frangos:
- 1. A alta umidade relativa dentro do galpão
- 2. A baixa temperatura das superfícies internas do galpão
A redução da umidade relativa do galpão não é muito viável[5] através de refrigeração, uma vez que as aves consomem água e há água em seus excrementos. Continuamente há evaporação de água da cama para o ar e isto eleva a umidade relativa do ar no galpão. É possível ventilar para reduzir a umidade relativa do ar, mas no inverno isto acarreta um aumento de custos de ventilação e de aquecimento.
Vamos tratar então das temperaturas das superfícies internas do galpão. Temperaturas do ar externo baixas durante o inverno são comuns principalmente durante a noite. Na presença de uma diferença de temperatura entre as superfícies externas e internas, há transferência de calor de dentro do galpão para fora, causando uma redução na temperatura das superfícies internas do galpão. Quanto maior for o fluxo de calor de dentro para fora do galpão, maior será a redução de temperatura das superfícies internas do galpão.
A Figura 2 mostra a situação de uma superfície externa de um galpão com e sem isolamento sob determinadas condições ambientes[6]. Esta superfície pode ser uma das paredes (cortinas) verticais ou a superfície superior (lona ou telhado). Na ausência de isolamento, o fluxo de calor de dentro do galpão para fora é elevado e pequenas diferenças de temperatura entre a superfície interna e externa da envoltória são suficientes para possibilitar o fluxo de calor através do sistema. Uma vez que o fluxo de calor é elevado, a temperatura da superfície interna tem que abaixar bastante (8°C) para possibilitar a convecção entre o ar interno a 25°C e a superfície interna. Como esta temperatura é inferior à temperatura de orvalho (17°C), haverá condensação nesta superfície. Na presença de isolamento, o fluxo de calor é bastante reduzido. Assim, a temperatura da superfície interna não diminui tanto (20°C) e há uma diferença acentuada entre a temperatura das superfícies interna e externa do sistema. Como a temperatura da superfície interna é maior do que a temperatura de orvalho dentro do galpão, não há condensação.
Figura 2. Comparação entre uma superfície sem resistência térmica e uma superfície isolada.
O problema é ainda maior se estivermos lidando com uma noite clara (sem nuvens) por causa da radiação infravermelha para o firmamento. Neste caso, as perdas de calor por radiação para o firmamento são elevadas e o aumento do fluxo de calor reduz de maneira ainda mais significativa a temperatura da superfície interna da lona (ou do telhado). As telhas são as que mais resfriam porque trocam calor por radiação, via de regra, somente com o firmamento.
Depois de isolados, é necessário remover a umidade do ar através da ventilação. Uma vazão de troca de ar apropriada deve ser fornecida ao galpão para que constantemente haja uma remoção do excesso de umidade no ar evitando assim que a umidade relativa aumente, também aumentando a temperatura de orvalho.
Conclusões
O problema de condensação de água nas superfícies internas de galpões de frango de corte pode ser evitado ao se elevar a temperatura das superfícies internas durante dias frios através da instalação de isolamento térmico no teto e nas paredes. Além disto, é necessário remover através da ventilação o excesso de umidade para manter a umidade relativa do ar no galpão em níveis adequados.
Marcus V. A. Bianchi, Ph.D., P.E., Owens Corning
[1] Sigo esperando…
[2] Lembrei do assunto porque termino este artigo em Curitiba em julho.
[3] Tenho que arrumar uma maneira de escrever nestes artigos algo sobre Cem Anos de Solidão de Gabriel García Marquez.
[4] Procurei por uma calculadora de ponto de orvalho na Internet e achei uma que me pareceu adequada. Se encontra em http://andrew.rsmas.miami.edu/bmcnoldy/Humidity.html.
[5] Claro, se dinheiro não fosse problema, poderíamos colocar um grande desumidificador dentro do galpão. Há o custo inicial e o custo de energia.
[6] As condições ambientes variam, principalmente fora do galpão. Esta situação foi escolhida somente para ilustrar o problema.
