REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICADE LA FUERZA ARMADA BOLIVARIANA

NÚCLEO GUÁRICO - EXTENSIÓN EL SOCORRO

Proyecto de Termodinámica Diseño y Elaboración de un Prototipo de Incubadora de Huevos de uso Artesanal

Instructor: Participantes: Ing. Leonardo Ruiz Castillo Cariwilli

Higuera CarmenHernández Amílcar Piña YaisbethRivero ArisbeliTorrealba MaríaF.

El Socorro, junio de 2010

INTRODUCCIÓN

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.

 

2

NOMBRE DEL PROYECTO: Diseño y Elaboración de un Prototipo de Incubadora

de Huevos de uso Artesanal.

DIAGNOSTICO: Este proyecto se realiza para obtener noción de la termodinámica

en cuanto a modelos de sistemas que requieren aplicar los conocimientos adquiridos

en la teoría del estudio y análisis de cálculo de temperatura y trabajo. Para Diseñar y

Elaborar de un Prototipo de Incubadora de Huevos de uso Artesanal y así poder

determinar los procesos termodinámicos que existe en cada elemento del prototipo.

JUSTIFICACIÓN: Este proyecto es muy importante ya que los participantes se

inician en el estudio de la materia y esto se aplica para ampliar nuestro aprendizaje,

en cuanto a cálculos de trabajo, transferencia de energía y procesos termodinámicos.

OBJETIVOS:

GENERAL: Diseñar y Elaborar un Prototipo de Incubadora de Huevos de uso

Artesanal.

ESPECÍFICOS:

1. Estudiar la teoría de análisis de los procesos termodinámicos de incubación.

2. Seleccionar materiales adecuados para la elaboración de la incubadora.

3. Construir la incubadora de huevos de usos artesanal para determinar el

proceso termodinámico.

METAS: Diseñar y construir un Prototipo de Incubadora de Huevos de uso

Artesanal, para promover el desarrollo económico y social de nuestra población, para

así lograr obtener un beneficio en cuanto a la producción de aves para el consumo

humano. La intención de diseñar una incubadora artificial de huevos es imitar de una

3

manera más o menos mecanizada el proceso de incubación que realiza de una forma

natural las propias aves. Por otra parte, igualmente se tiene como meta ampliar

nuestro aprendizaje en cuanto al uso que se le puede dar al calor como transferencia

de energía y proceso termodinámico.

METODOLOGÍA: Se realizara un estudio descriptivo de aspectos reales del

entorno, a través del análisis de la estructura utilizando el método científico que busca

alcanzar la verdad efectiva mediante la adaptación de las ideas a los hechos, para lo

cual utiliza la observación y la experimentación, cabe resaltar que este método tiene

una serie de pasos y reglas. El método parte de los hechos intentando describirlos

tales como son para llegar a formular los enunciados fácticos que se observan con

ayuda de teorías se constituye en la materia prima para la elaboración teórica.

Este proyecto está enmarcado como proyecto factible e investigación de campo, ya

que se ha tomado los datos directamente de la realidad y área de trabajo pues se trata

del Diseño y Elaboración de un Prototipo de Incubadora de Huevos de uso Artesanal.

Dicho proyecto es factible ya que ofrece beneficios a los investigadores y comunidad

en general en cuanto a la confiabilidad que brindara el funcionamiento de este equipo.

Cabe destacar que este trabajo se encuentra dentro del modelo de investigación

explicativa, según el nivel de conocimiento. Debido a que estudiamos las causas-

efectos de los problemas e inconvenientes presentados, cuando se trabaja en el diseño

de la incubadora. También estudia y analiza las posibles soluciones a los efectos

negativos para que sean positivos.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: 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.

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    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.

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.

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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:

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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.

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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.

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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

subsistencia 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

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durante el nacimiento para mantener temperatura y humedad apropiadas. Las salidas

de aire deben estar casi completamente abiertas durante las últimas etapas del

nacimiento.

Los huevos se colocan inicialmente en la incubadora con el extremo grande

para arriba u horizontalmente con el extremo grande elevado levemente. Esto permite

al embrión seguir orientado en una posición apropiada para el nacimiento. Nunca

coloque los huevos con el extremo pequeño para arriba.

En una incubadora de ventilación natural, donde se da vuelta a mano a los

huevos, puede ser provechoso poner una "X" en un lado de cada huevo y un "O" en el

otro lado, utilizando un lápiz. Esto sirve como ayuda para determinar si a todos los

huevos se les dio vuelta. Al darles vuelta, este seguro de tener las manos bien limpias.

Los huevos manchados con aceite tendrán posibilidades reducidas de

eclosionar. Tome precauciones adicionales al dar vuelta a los huevos durante la

primera semana de incubación. Los embriones que se desarrollan tienen vasos

sanguíneos delicados que se rompen fácilmente cuando son sacudidos bruscamente o

golpeados, matándose así al embrión.

La siguiente tabla enumera los requisitos de la incubación para varias especies

de aves.

EspeciesIncub. Period (dias)

Temp

(F.) ¹

Humedad

(F.) ²

No le de vuelta

después del

Humedad los últimos 3

días

Ventilación totalmente

abiertaGallina 21 100 85-87 Día 18 90 Día 18Pavo 28 99 84-86 Día 25 90 Día 25Pato 28 100 85-86 Día 25 90 Día 25

Muscovy Duck

35-37 100 85-86 Día 31 90 Día 30

Ganso 28-34 99 86-88 Día 25 90 Día 25Gallina de 28 100 85-87 Día 25 90 Día 24

10

GuineaPheasant 23-28 100 86-88 Día 21 92 Día 20Peafowl 28-30 99 84-86 Día 25 90 Día 25

Bobwhite Quail

23-24 100 84-87 Día 20 90 Día 20

CoturnixQuail 17 100 85-86 Día 15 90 Día 14

Chukar 23-24 100 81-83 Día 20 90 Día 20Grouse 25 100 83-87 Día 22 90 Día 21Pigeon 17 100 85-87 Día 15 90 Día 14

El 1; mide los grados F. en una incubadora de aire forzado. Para las

incubadoras de ventilación natural, agregue 2-3 grados ² la humedad. medida en

grados F. utilizando un termómetro de bulbo seco. Utilice la tabla para convertir a

humedad relativa.

DIMENSIONES FÍSICAS DE LA INCUBADORA

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CÁLCULOS TERMODINÁMICO:

Datos:

To= 25 ºC llevarlos a ºK +273 = 298 º K

Tf= 37.4 º llevarlos a º K + 273 = 310.4 º K

= 1Kg/seg

P1= 1atm

Constantes

P2= 1atm

1) Buscamos en la tabla de los valores de la entalpia del aire y tenemos:

298 ºK tiene una he = 298.615 y 310.4 ºK tenemos que interpolar porque este

valor se encuentra entre 300 º K y 320 ºK.

12

77,5 Cm

Salida Calor

46 Cm Entrada de Aire

Cobertura superior móvil

temperatura Inicial = 25º C

temperatura Final = 37.4 º C

300 – > 300.473

310.4 – > 310.927*

320 – > 320.576

300−310 . 4300−320

= 300 . 473−X

300 . 473−320 . 576

0.52 = 300.473−X−20.103

hs= 310.927

0

1Q2= [(hs – he) + g(Ze – Zs) + ½(Ve2 – Vs2) ] + 1W2

1Q2= 1Kg/seg [(310.927 – 298.615)kj/kg + 9.8 m/seg2(0.46m) ] + 3W

1Q2= 19.82 KJ

LUGAR DE EJECUCIÓN.

El presente proyecto será ejecutado por los alumnos de la sección IGM4 de la

UNEFA Extensión El Socorro.

RECURSO HUMANO INVOLUCRADO:

Bachilleres:

Castillo Cariwilli

Higuera Carmen

Hernández Amílkar

Piña Yaisbeth

Rivero Arisbeli

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Torrealba MariaF.

Instructor: Ing. Leonardo Ruiz

Facilitadores: Ing. Tomás Cardozo (Representante de la empresa CASP Brasil)

T.S.U. Antonio Lucena. (Operador de Incubadora de las Empresas

Mixta Socialista Avícola del Alba.)

RECURSOS MATERIALES Y FINANCIEROS:

Los Bachilleres participantes además de utilizar material reciclado para la

elaboración del proyecto de incubadora se utilizaron materiales bibliográficos,

internet, libros revistas, etc.

Se hizo un aporte monetario para recursos financieros para adquirir los

siguientes materiales que se utilizaron para la elaboración de la incubadora:

GASTOS OPERATIVOS:

MATERIAL CANTIDADP.UNITARI

OPRECIO TOTAL

termostato 1 340,00 Bs 340,00 BsTermómetro 1 15.00 Bs 15.00 Bs

madera Mdf "12 1 110,00 Bs 110,00 Bsanime 5 5,00 Bs 25,00 Bs

bombillo 1 11,00 Bs 11,00 Bssócate goma 1 4,00 Bs 4,00 Bs

tornillos (2 docena) 24 0,50 Bs 12,00 Bsventiladores 1 25,00 Bs 25,00 Bs

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cables eléctricos 2 10,00 Bs 20,00 Bsgoma espuma 1 70,00 Bs 70,00 Bs

bandeja para huevos 1 50,00 Bs 50,00 Bsbandeja huevos fértiles 1 14,00 Bs 14,00 Bs

serrucho 1 0,00 Bs 0,00 Bsdestornillador 1 0,00 Bs 0,00 Bs

taladro 1 0,00 Bs 0,00 Bsmetro 1 0,00 Bs 0,00 Bs

piqueta 1 0,00 Bs 0,00 Bsclavos 12 0,10 Bs 1,20 Bs

bisagras 2 6,00 Bs 12,00 Bsagua 1 0,00 Bs 0,00 Bs

tela 20 cm 1 0,00 Bs 0,00 Bs   

TOTAL GASTOS 709,20 Bs

RECOMENDACIONES

1. Evite los huevos excesivamente grandes o muy pequeños. Los huevos grandes se

incuban mal y los huevos pequeños producen pollos pequeños.

2. Evite los huevos con las cáscaras agrietadas o delgadas. Estos huevos tendrán

problemas con la de retención de humedad y dificultan el desarrollo apropiado del

pollo. La penetración de bacterias patógenas aumenta en los huevos agrietados.

3. No incube huevos excesivamente deformes. Guarde solamente los huevos limpios

para incubar.

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4. No lave los huevos sucios ni limpie los huevos limpios con un paño húmedo. Esto

quita la capa protectora del huevo y lo expone a la entrada de las bacterias.

5. El lavado y la acción del frotamiento también provocan la entrada de micro

organismos y de enfermedades a través de los poros de la cáscara.

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES DURANTE EL SEMESTRE

ACTIVIDADES TIEMPO POR MES/SEMANA

MARZO ABRIL MAYO JUNIO

REALIZAR EL DIAGNOSTICO DE LA SITUACIÓN ACTUAL

(entrevista, observación)

4 1 2 3 4 - - - - - -

REALIZAR LA JUSTIFICACIÓN DE LA SITUACIÓN

PLANTEADA PARA EL PROYECTO

4 1 2 3 4 - - - - - -

PLASMAR LOS OBJETIVOS DEL PROYECTO 4 1 2 3 4 - - - - - -

ESTABLECER LAS METAS A LOGRAR POR OBJETIVOS

PLANTEADOS

4 1 2 3 4 - - - - - -

DESCRIBIR LA METODOLOGÍA A EMPLEAR PARA

REALIZAR EL PROYECTO (como se desarrollara el proyecto,

- - - - - 1 - - - - -

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incluir las actividades a cumplir para lograr las metas)

DETERMINAR EL LUGAR DONDE SE EJECUTARA EL

PROYECTO

- - - - - 1 - - - - -

DETERMINAR QUIENES SON LOS INVOLUCRADOS,

BENEFICIADOS Y RESPONSABLES DEL PROYECTO

- - - - - 1 - - - - -

GESTIONAR LOS RECURSOS FINANCIEROS NECESARIOS

PARA EJECUTAR EL PROYECTO

- - - - 1 - - - - -

EJECUCIÓN DEL PROYECTO - - - - - - 3 - - -

PRESENTACIÓN DEL PROYECTO 1 2 3

CONCLUSIÓN

Es un reto el hecho de crear y tener una incubadora para poder criar

personalmente los pollos, ya que económicamente es poco asequible. Por ello, una de

las alternativas es la de ponerse manos a la obra y crear una incubadora casera para

ver cómo los pollitos rompen el cascarón. Con la ayuda de tablas de madera, cables,

un termostato, lámpara incandescente, una bandeja con rendijas especiales para

depositar los huevos y otra para el agua, se consigue realizar una incubadora a un

precio razonable.

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Un punto que hay que aclarar es el tipo de aire que se debe instalar, ya que las

modificaciones bruscas de temperatura afectan al embrión. Existen dos tipos de aire:

el forzado, producido por ventiladores, tiene la peculiaridad de que mantiene el aire

constante sin provocar alteración ninguna; otra posibilidad es el hermético, que se

diferencia del anterior en que en esta ocasión el aire se emite de forma natural,

creando corrientes apenas perceptibles, y no permanece en el mismo estado.

Una de las piezas fundamentales para dotar a este aparato de sistema

eléctrico, es el termostato digital, que es el mismo que se utiliza para la calefacción,

pero es imprescindible que se opte por uno de gran precisión. Éste será el encargado

de evitar que el agua fluya dentro del motor, además de renovar el aire regulando la

temperatura, que tiene que oscilar entre los 37-39º C. Es imprescindible que este

utensilio disponga de una perilla y un sensor adecuado para que las variaciones entre

encendido y apagado del sistema se modifique lo menos posible. Dicho sensor se

colocará en un lateral insertándolo en un agujero que se realiza manualmente.

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