La Incubación: Bases Fisicoquímicas de la Evaporación Refrigerativa

La Incubación a Gran Altura en Aves Domésticas: Bases Fisicoquímicas de la Evaporación Refrigerativa, Equilibrio Térmico e Hídrico en el Embrión.

M.V.Z. M.C. MARCO ANTONIO JUÁREZ ESTRADA
Departamento de Medicina y Zootecnia de Aves Fac. de Med. Vet y Zoot. U.N.A.M.

Conforme el embrión se desarrolla a lo largo del proceso de incubación su tasa de síntesis de tejidos aumenta, para lo cual utiliza el vitelo como fuente de energía, consecuentemente el metabolismo energético aumenta, por lo cual entre más grande es el embrión su temperatura interna se incrementa cada vez más. De acuerdo a los requerimientos fisiológicos de temperatura externa por parte del embrión (convección) la incubación se puede dividir en tres etapas: Endotérmica de 1-10 días de desarrollo embrionario (DE) (el embrión requiere calor externo), neutra de 11-14 del DE (equilibrio térmico) y exotérmica del día 15 al 21 de DE (el embrión elimina mayor cantidad de calor al ambiente).

Actualmente la producción de calor en los embriones de alta conformación (engorda) se ha vuelto crítica, sobre todo al final del proceso de incubación, ya que si no se enfrían apropiadamente, la condición de los embriones se deteriora. Se ha determinado que el avance genético en las últimas décadas ha modificado la tasa de crecimiento embrionario, la cual a su vez ha modificado la tasa metabólica del embrión, este cambio ha sido más evidente en las aves de alta conformación, lo cual ha conducido a observar que el metabolismo de los embriones de la década de los 70´s que producían calóricamente en promedio 0.11 Watts/huevo era mucho menor al de los embriones de las estirpes actuales del siglo XXI, los cuales producen 0.16 Watt/huevo, es notable la mayor cantidad de calor producido por estos huevos, la cual se ha incrementado de 31 hasta 33%.

La doctora Tzschentke investigó la producción metabólica de calor (Watt/1000 huevos) de dos estirpes modernas de pollo de engorda (Ross) y una de gallina productora de huevo para plato (Leghorn) y las comparó con una raza de pollo de carne tradicional europea (North Holland Blue Breed), lo que observó es que las estirpes de pollo difieren significativamente en su producción de calor, la cual es muy alta sobre todo en los embriones a término. La producción de calor en estos embriones de alta conformación (engorda) es más crítica al final del proceso de incubación sobre todo si los huevos incubados son de mayor tamaño. Es recomendable que la temperatura del termostato de la máquina se ajuste a lo largo del proceso de incubación con la finalidad de que la temperatura de incubación a nivel del cascarón se mantenga a lo largo de todo el proceso incubatorio en 37.8ºC, temperatura recomendada por Lourens et al (2005, 2006) como la temperatura óptima para obtener los mejores resultados en la gallina doméstica (Gallus gallus); no debe programarse el termostato únicamente para mantener caliente el aire de la máquina, ya que éste siempre va a mostrar un gradiente diferente con relación a la temperatura del huevo medida a nivel del cascarón. La mayor parte de las incubadoras se encuentran diseñadas de tal forma que al variar la temperatura del aire que se inyecta y fluye dentro éste se pueda calentar y a su vez caliente a los huevos, o bien el aire se pueda enfriar y convertirse así en el principal factor para eliminar el exceso de calor generado por los embriones de alta conformación (engorda) dentro de la máquina, sin embargo, existen otros factores fisicoquímicos que muestran gran influencia en la transferencia del calor del cascarón del huevo al medio ambiente que lo rodea y de éste al cascarón, dentro de los cuales se encuentra la humedad relativa y la presión atmosférica de los gases relación que se encuentra sustentada principalmente en las bases de la química y la física, y que para entender apropiadamente se requiere efectuar un recordatorio que a continuación se efectúa a detalle.

Materia y Energía

La energía se define como la capacidad para efectuar un trabajo, sea cual fuere la forma de su existencia, tanto si es en forma de calor (térmica), luz (radiante), mecánica, eléctrica, magnética o química. De la misma manera, la energía se convierte de una forma a otra, por ejemplo, en el motor de combustión interna la energía química de la gasolina se transforma en energía térmica y mecánica. Otro cambio por ejemplo, es el paso del caudal de electricidad por el filamento de una lámpara, donde la energía eléctrica se convierte en energía térmica y lumínica. En un cambio químico, parte de la energía química almacenada en los compuestos se libera durante la reacción en forma de energía térmica y lumínica. Sin embargo, en este tipo de cambios energéticos la cantidad total de energía se mantiene constante, aunque ésta tome diferentes formas.

Un cambio físico en el que la cantidad de energía se mantiene constante es cuando el agua se derrite o bien se congela, por ejemplo, cuando se derriten 18 g de agua a 0ºC se absorbe la misma cantidad de energía térmica que la que se libera cuando se congelan estos mismos 18 g de agua a 0ºC. La cantidad de energía absorbida es idéntica a la que se libera, lo mismo se puede decir de un cambio químico, por ejemplo, en la conversión de agua en hidrógeno y oxígeno y viceversa. La conversión de 18 g de agua a 16 g de oxígeno y 2 g de hidrógeno absorbe una cantidad específica de energía térmica y se libera exactamente la misma cantidad de energía térmica cuando se forman 18 g de agua a partir de 16 g de oxígeno y 2 g de hidrógeno. Lo cual condujo a la formulación de la ley de la conservación de la energía: “En cualquier cambio químico o físico, la energía no se crea ni se destruye”. En 1905, Albert Einstein, propuso una teoría sorprendente, sugirió que la materia y la energía eran en realidad dos formas diferentes de lo mismo y propuso la idea de que es factible convertir la masa en energía y la energía en masa, lo demás es historia. Estas teorías condujeron recientemente a la generación de la ley de conservación de la materia más la energía, “La cantidad total de materia y energía del universo no aumenta ni disminuye, no obstante, la materia y la energía pueden transformarse entre sí”.

La naturaleza de los líquidos, sólidos y gases.

Las diferentes clases de productos químicos presentes en el universo existen en tres formas físicas diferentes o estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso. El agua existe en forma de sólido (hielo) sólo si la temperatura es inferior a 0ºC, entre 0º y 100ºC existe como líquido y por arriba de 100ºC y bajo condiciones ordinarias de presión se encuentra en estado gaseoso. El estado en que exista la sustancia depende de tres factores, de la composición del material propiamente dicho, de la temperatura y de la presión a la cual ésta se encuentra sometida. El agua, puede encontrarse en estado líquido a temperaturas superiores a 100ºC, siempre y cuando la presión que se ejerce sobre ella sea grande, como la que por ejemplo, se observa en una olla de presión.

Existe similitud entre las partículas de un líquido y de un gas, éstas últimas se encuentran en constante movimiento y la velocidad a la que se desplazan aumenta al elevarse la temperatura. A esto se debe que la presión aumente cuando la temperatura se incrementa, de la misma forma las partículas de los líquidos están en movimiento, aunque éste es distinto al de los gases, ya que las moléculas de un líquido tienen una compactación más cerrada. En los líquidos las moléculas están aglutinadas entre sí de manera que éstas se unen y separan continuamente de los conglomerados, por lo cual estos conglomerados cambian de tamaño de un momento a otro y van de unas cuantas moléculas a varios cientos en diferentes instantes. Las moléculas siguen un patrón para acomodarse dentro del conglomerado, sin embargo, no se detecta un patrón claro para el acomodo de los conglomerados dentro de un líquido, ya que éstos se acomodan totalmente al azar. Hay dos diferencias principales observadas en los tres estados de la materia. En primer lugar, la distancia entre las moléculas es diferente en cada uno de ellos y en segundo lugar, el patrón de acomodamiento de las moléculas es diferente en cada estado. En el caso de los gases no se observa ningún patrón de acomodo en particular y las moléculas están dispersas de manera aleatoria en todo el volumen del gas. Las partículas gaseosas individuales están muy separadas entre sí y permanecen en movimiento constante cambiando rápidamente sus posiciones, en los sólidos sucede lo contrario. Las partículas de un sólido tienen un acomodo muy cerrado y frecuentemente siguen un patrón muy ordenado, existe muy poco movimiento de las partículas con relación a sus posiciones. El estado líquido presenta un comportamiento intermedio, donde las partículas muestran un acomodamiento cercano, semejante al de los sólidos; sin embargo, se asemejan al de los gases por dos aspectos, las partículas tienen poca regularidad en su patrón de acomodamiento y las moléculas se mueven en todos los sentidos cambiando constantemente su ubicación dentro de todo el líquido.

Fuerzas de atracción entre las diferentes formas de la materia

Cuando las moléculas de un gas real chocan, la fuerza de atracción entre ellas puede causar desviaciones de las leyes de los gases. La atracción entre las partículas de un gas no ideal, explica la atracción de las partículas en líquidos y sólidos donde tienen una cercanía más íntima, existen dos fuerzas que explican esta atracción, la primera es la fuerza gravitacional, que es la fuerza de atracción ejercida entre dos sustancias, generada por sus masas. Por ejemplo, la atracción gravitacional entre la masa de la tierra y la del sol mantiene a la primera dentro de su órbita, o bien cuando se lanza una piedra al aire, vuelve a caer a la superficie terrestre, esto se debe a que la masa de la tierra atrae a la de la piedra; sin embargo, la masa de las moléculas es muy pequeña, tanto que la fuerza gravitacional es demasiado débil para mantener unidas las moléculas con la finalidad de constituir líquidos y sólidos. El segundo tipo de fuerza tiene una naturaleza eléctrica y se conoce como fuerza coulómbica, dos partículas que poseen cargas opuestas (+) y (-) se atraen entre sí, sin embargo, dos cuerpos con la misma carga eléctrica se repelen. La magnitud de la fuerza coulómbica, al igual que la gravitacional, cambia con rapidez al variar la distancia entre las partículas. Cuanto más cerca se encuentren las partículas, tanto más poderosa será la fuerza coulómbica; ésta fuerza entre dos moléculas es lo suficientemente fuerte para explicar la atracción de las moléculas en líquidos y sólidos. No se debe olvidar que la fuerza disminuye al separarse las moléculas, esto explica por qué las partículas de un gas ejercen muy poca atracción entre sí. Las partículas de un gas se encuentran muy separadas, y al mismo tiempo las moléculas gaseosas son muy energéticas, debido a ello, la fuerza de atracción entre estas partículas no es lo suficientemente poderosa para lograr que permanezcan unidas cuando chocan.

Condensación

Cuando los gases se enfrían, se reduce la energía cinética promedio de las moléculas, lo que hace que éstas pierdan velocidad. Una disminución en la energía cinética significa que las moléculas de gas pierden capacidad para contrarrestar las fuerzas de atracción entre ellas y al descender la temperatura, la energía cinética también disminuye. A cierta temperatura, las moléculas comienzan a experimentar una atracción que es demasiado fuerte para que puedan separarse después de una colisión, como resultado tienden a mantenerse unidas una vez que chocan. Las colisiones adicionales generan la formación de grandes conglomerados de moléculas de gas, que se desplazan como unidades. La aglutinación ocurre con gran rapidez cuando el gas llega a una temperatura determinada, que varía de acuerdo al tipo de gas de que se trate. En el caso del agua, cuando los conglomerados son tan grandes que se hacen visibles, los percibimos en forma de neblina. Estos conglomerados se hacen cada vez mayores hasta llegar al grado de formar gotas diminutas y el líquido formado comienza a escurrir. Todos los gases se condensan si su temperatura se reduce lo suficiente y se incrementa la presión ejercida sobre ellos. La temperatura y la presión requeridas para la condensación varían de acuerdo al gas. La temperatura y la presión dependen de la potencia de las fuerzas de atracción entre las moléculas de cada gas en particular. Por ejemplo, el vapor de agua comienza a condensarse a 100ºC de temperatura y presión de una atmósfera.

Evaporación

Como se recordará, las moléculas de un líquido poseen una energía cinética determinada. Sin embargo, la energía cinética de una molécula en un líquido es menor que la de una molécula en estado gaseoso. La energía cinética molecular dentro de un líquido no es jamás lo suficientemente grande para que las moléculas alcancen grandes separaciones entre sí. Las moléculas que forman parte del cuerpo de un líquido están sujetas a fuerzas de atracción en todas direcciones, en cambio las que se encuentran en la superficie no están sujetas a fuerzas de atracción en todas direcciones, si no únicamente hacia el interior del líquido. Por tanto, las moléculas de la superficie tienen mayor facilidad para adquirir la suficiente energía cinética para desprenderse de la superficie del líquido, cuando logran hacerlo, las moléculas entran a la fase gaseosa y este proceso se conoce como evaporación. Puesto que la energía cinética aumenta al elevarse la temperatura, habrá más moléculas que tienen la suficiente energía para escapar y la velocidad de evaporación es mayor conforme la temperatura es más alta. Los factores primarios que influyen sobre la velocidad con que una cantidad determinada de agua se evapora en el aire son tres:

1º.- El área expuesta del líquido, cuanto mayor sea ésta, tanto más rápida es la evaporación.

2º.- La temperatura del líquido y del aire que está sobre él: a mayor temperatura más rápida es la evaporación.

3º.- El movimiento del aire por encima de la superficie del líquido (flujo): Las corrientes de aire al arrastrar el vapor de encima de la superficie del líquido, aceleran la evaporación. Adicionalmente el grado de saturación del ambiente con humedad es una de las condicionales más fuertes que determinan la tasa de velocidad de la evaporación.

La evaporación es un proceso de enfriamiento

< >Cuando hace mucho calor ambiental, las personas comienzan a sudar; éste es un mecanismo que tiene el cuerpo humano para poder enfriarse. Durante este procedimiento la energía calórica de la piel se convierte en energía cinética dentro de las moléculas de agua y esta energía es la que permite a dichas moléculas separarse del líquido y entrar en estado de vapor, por lo tanto se pierde energía calórica y la piel se refresca. La absorción calórica necesaria para la evaporación constituye la clave del proceso de refrigeración. En los mecanismos generales de refrigeración una de sus etapas consiste en la evaporación muy rápida de un líquido a medida que se reduce rápidamente la presión que se le aplica, el calor que proviene del interior del refrigerador se utiliza para evaporar el líquido, de esta forma el refrigerador se enfría. En refrigeradores con aislantes efectivos, se pueden alcanzar y conservar indefinidamente temperaturas muy bajas, lo cual se logra a través de un proceso cíclico que consiste en que el gas refrigerante se condensa y se evapora una y otra vez dentro del sistema refrigerante.

Ebullición

El punto de ebullición normal de una sustancia es la temperatura a la que su presión de vapor es igual a una atmósfera (760 Torr) de presión. El agua hierve sólo cuando su presión de vapor es igual a la presión que lo rodea. Por lo tanto, en ciertas condiciones el agua hierve a menos de una atmósfera. En la cima de una alta montaña, la presión circundante es considerablemente menor a una atmósfera, de donde se infiere que el punto de ebullición del agua en dicho lugar sería menor que a elevaciones más bajas. A una altura de 1,100 m.s.n.m., el agua hierve a 96ºC. Si la presión circundante es mayor a 760 Torr (una olla a presión), el punto de ebullición del agua es mayor a 100ºC. Contrariamente a lo que sucede con la evaporación simple, la ebullición se caracteriza por la presencia de burbujas de vapor dentro del líquido. La presión de vapor dentro de las burbujas excede a la que las rodea y conforme éstas se elevan por el líquido su tamaño aumenta hasta llegar a la superficie en donde se rompen. Es decir la ebullición se produce en todo el líquido, hecho que no sucede en la evaporación que constituye un fenómeno superficial.

Capacidad calórica del agua en la refrigeración evaporativa

Se observan distintos comportamientos entre diferentes sustancias cuando absorben calor. La capacidad calórica es la cantidad de energía que absorbe una substancia por cada grado de aumento de temperatura, la capacidad calórica depende de la cantidad de sustancia que absorbe dicha energía. La capacidad calórica molar es la cantidad de energía calórica requerida para aumentar la temperatura de un mol de sustancia en 1.0ºC.

Un mol de H2O representa una masa de 18.0 g, por lo cual la capacidad calórica molar del agua líquida (18.0 g/mol) debe ser 18.0 calorías por mol por cada 1.0ºC de aumento en su temperatura. Lo cual nos conduce al siguiente planteamiento:

¿Qué energía se absorbe cuando un mol de hielo (18.0 g) se calienta de -10.0ºC a +110ºC? De acuerdo a su capacidad calórica un mol de hielo absorbe 8.86 calorías por cada grado de aumento en la temperatura, un mol de agua de 0ºC a 100ºC absorbe 17.996 calorías y un mol de vapor de agua por arriba de los 100ºC absorbe 8.64 calorías; de donde para calentar un mol de hielo de -10.0ºC a 0ºC se requieren:

(1.0 mol) (8.86 cal ) (10.0 grado) = 88.6 cal

mol-grado

Cuando se suministra continuamente calor al hielo en su punto de fusión, la temperatura se mantendrá constante hasta que todo el hielo se haya derretido. Sin embargo, la medición indica que durante el proceso de fusión se absorben adicionalmente 1,440 cal / mol. Existe un cambio de energía vinculada al paso de sólido a líquido, incluso aunque no se registre una variación de temperatura. La energía consumida para derretir un mol de sólido a su punto de fusión se llama calor molar de fusión, consecuentemente el calor molar de fusión del hielo es 1.44 kcal/mol. El calor de fusión es la energía requerida para pasar de un orden de largo alcance, característico del sólido, al orden de corto alcance típico de los líquidos. Se ha observado que la energía requerida para cambiar un mol de hielo que se encuentra a -10.0ºC a un mol de H2O a 0ºC, equivale a 1,529 calorías (88.6 cal + 1,440 cal). Siguiendo el procedimiento, el mol de agua se calienta ahora hasta 100ºC y como se sabe que un mol de agua líquida absorbe 17.996 que se redondea a 18.0 cal/mol por cada grado de aumento de su temperatura, entonces, el calor adicional necesario para elevar la temperatura de 0ºC a 100ºC de un mol (18 g) de agua se calcula de la siguiente forma:

(1.0 mol) (18.0 cal ) (100 grados) = 1,800 cal

mol–grado

A 100ºC, cuando el agua se convierte de líquido a vapor, se observa que la energía se suministra a una temperatura constante hasta que el cambio de fase llega a su término. La energía potencial requerida para el proceso de vaporización es mucho mayor que la que se precisa para el de fusión. El calor de vaporización representa la cantidad de energía cinética necesaria para que las moléculas en estado líquido contrarresten la fuerza de atracción mutua; se trata de la energía que se requiere para separarlas en moléculas individuales que se alejan unas de otras en la misma forma característica en que lo hacen las moléculas gaseosas. El calor molar de vaporización del agua, tal y como se mide en su punto normal de ebullición, equivale a 9,720 cal/mol. El hecho de llevar el hielo fundido de -10.0ºC al estado de vapor a 100ºC requiere de 13,049 calorías (88.6 cal + 1,440 cal + 1,800 cal + 9,720 cal). Entonces, la energía para calentar un mol de vapor de agua de 100ºC a 110ºC se determina con base a la capacidad calórica molar del vapor de agua, la cual como ya se indicó es de 8.64 cal/mol-grado:

(1.0 mol) ( 8.64 cal ) (10.0 grados) = 86.4 cal

mol–grado

Para ser más explicito, el cambio general se representa por medio de pasos sucesivos, en donde Q representa la energía absorbida a lo largo del proceso:

Consecuentemente, la cantidad total de energía requerida para transformar un mol de hielo a -10.0ºC en un mol de vapor de agua a 110ºC es de 13.1 kilocalorías. Si se respeta la ley de la conservación de la materia y la energía, la reacción inversa, es decir, la transformación de un mol de vapor de agua a 110ºC en un mol de hielo a -10.0ºC, debe liberar exactamente la misma cantidad de energía, es decir, 13.1 kilocalorías. Experimentalmente esto ya ha sido corroborado, así mismo, el proceso inverso libera en cada etapa individual exactamente la misma cantidad de calorías que se absorbió en el proceso directo. La fusión de un mol de hielo requiere 1,440 calorías y cuando el mol de agua se congela, se liberan las mismas 1,440 calorías. El evaporar un mol de agua requiere 9,720 calorías y cuando un mol de vapor de agua se condensa se liberan 9,720 calorías. Todo este planteamiento físico-químico de la materia y la energía sustenta las bases fisiológicas de la refrigeración evaporativa observada por ejemplo, en la eliminación de exceso de calor por parte de los pollos cuando se hallan bajo condiciones de estrés calórico, lo cual lo hacen evaporando agua a partir de los tejidos húmedos de los pulmones, también contribuye a sustentar las bases de la evaporación refrigerativa requerida durante el proceso de incubación de huevos de reproductoras de alta conformación (engorda).

El efecto de incubar a una gran altitud sobre el nivel del mar sobre la incubabilidad y la calidad del pollito depende en gran parte sobre la altitud a la cual los huevos son ovopositados (Hassanzadeh et al, 2004, 2009; Bahadoran et al, 2010); además del tipo de equipo de incubación con el que se cuenta (Ambiental versusPlenum, Unietápico versus multietapico, Presurización versus Ambiente) y de los programas, ajustes y modificaciones a los protocolos de incubación utilizados. La presión barométrica disminuye con la altitud, de la misma manera lo hacen de forma correlativa la presión parcial de oxígeno y la humedad relativa ambiental, el aire fresco del exterior a grandes altitudes tiende a ser más frío y seco que el que se tiene a nivel del mar.

De los conceptos fisicoquímicos planteados anteriormente se desprenden cuatro factores los cuales muestran una gran influencia en la transferencia de calor al huevo durante el proceso de incubación:

1.- Diferencial existente entre la temperatura del huevo y la del aire que lo rodea (aire frío); los huevos calientes perderán más calor con aire frío que con aire caliente.

2.- La velocidad del aire (viento frío): el aire a alta velocidad hará que los huevos pierdan calor más rápidamente que el aire a una baja velocidad.

3.- Evaporación (agua fría); la evaporación del agua asperjada sobre los huevos requiere de energía calórica y por lo tanto los huevos se enfriarán.

4.- Capacidad calórica del aire (combinación de la temperatura y la humedad relativa ambiental, vapor de agua en el aire); el aire caliente y húmedo es capaz de contener mucho mayor calor que el aire frío y seco.

Como anteriormente se mencionó, para tener un óptimo desarrollo del embrión a lo largo de todo el proceso incubatorio se requiere que la temperatura en el interior del huevo (37.8ºC a nivel de cascarón) sea siempre la correcta. La temperatura del embrión es el resultado del calor generado por el embrión además del calor transferido desde o hacia el aire circundante.

Al inicio de la incubación en la fase endotérmica, los huevos deben calentarse, ya que el embrión no produce suficiente calor, en la fase neutra debe seguirse calentando al embrión y en la fase exotérmica, los huevos deben enfriarse ya que la producción de calor aumenta rápidamente. Como ya se mencionó, las estirpes actuales de aves de alta conformación (engorda) producen mucho más calor que las líneas tradicionales, por lo cual el enfriamiento de los huevos en la última etapa de la incubación es cada día más importante. Podría pensarse que ajustar el termostato para disminuir la temperatura dentro de la máquina para tratar de disminuir la temperatura de los huevos es una buena opción, ya que la transferencia del calor de los huevos hacia el aire que es más frío se incrementa, sin embargo, la transferencia de calor no sólo depende de la diferencia en temperatura entre el huevo y el flujo de aire de la máquina.

La velocidad del aire (flujo de aire frío) y la capacidad de calor muestran gran influencia en la transferencia de calor, debido a que la velocidad del flujo de aire a través de toda la máquina incubadora regularmente no es uniforme, ya que incluso la diferencia de tamaños del huevo modifican la velocidad del flujo (Elibol y Brake, 2008), existe una amplia gama de diferencias en la transferencia de calor dentro de la máquina y en las temperaturas del embrión a través de ella, aunque Elibol y Brake (2008) determinaron un diferencial de sólo 0.8ºC entre un huevo pequeño cerca del ventilador y un huevo grande colocado lejos del mismo, de acuerdo al modelo de la incubadora se ha determinado que esta diferencia puede llegar a ser hasta de 1.5ºC, aún, cuando la temperatura del aire en los diferentes puntos de la máquina aparentemente son uniformes. Disminuir la temperatura simplemente hará que en las áreas dentro de la máquina donde la velocidad del aire es más alta los huevos se enfríen demasiado y por lo tanto se requiere que la temperatura del embrión en la incubadora sea ajustada lo más pronto posible; esto puede lograrse incrementando la capacidad de calor del aire alrededor de la sala de incubación y dentro de las máquinas incubadoras. Lo cual puede lograrse humidificando más el aire, cuando se incrementa la capacidad calórica del aire (más humedad) los huevos más calientes perderán relativamente más calor que los huevos más fríos, lo cual reducirá las diferencias de temperatura entre los embriones. Por esta razón un ambiente climatizado estilo “selva tropical” en las áreas de la sala de incubación (Ambientales) o en la cámara de pre-atemperamiento del aire (Plenum) funciona muy bien siempre y cuando las máquinas tengan la suficiente capacidad de enfriamiento para poder remover el calor adicional del aire que ingresa.

Sin embargo, lograr optimizar la pérdida de peso del huevo incubado constituye un reto, sobre todo cuando la incubación se efectúa a una gran altura sobre el nivel del mar (Ar, 1993).

Por lo cual, resolver problemas de incubación debidas a oscilación térmica manipulando la humedad de la máquina muestra ciertas desventajas, ya que operar las incubadoras con una alta humedad relativa reducirá la pérdida de líquidos y debido a ello la pérdida deseada de peso desde el inicio de la incubación (12-14%) se puede ver comprometida. Un problema que ocurren en la incubación a gran altura sobre el nivel del mar y que es difícil de solventar es la baja presión parcial del oxígeno, lo cual es cierto hasta cierto grado, sin embargo, no es la única razón de los malos resultados observados en comparación a la incubación efectuada a menores altitudes, y posiblemente
para las líneas de alta conformación no sea la de mayor importancia.

En las áreas de incubación ubicadas a grandes altitudes la presión barométrica disminuye únicamente porque el peso de la capa de aire es menor, lo cual significa que las partículas que componen el aire no se encuentran cercanas entre sí o presionadas entre ellas. Se ha mencionado que aproximadamente cada 5,000 m de altura sobre el nivel del mar, la presión atmosférica se reduce a la mitad de la existente a nivel del mar, es decir, si la presión atmosférica a nivel del mar es de 760 mm de mercurio (Hg), a los 5,000 m.s.n.m. ésta será aproximadamente de 380 mm de Hg, lo cual conducirá a tener menor presión interactiva entre las partículas del aire.

Por ejemplo, en la punta del monte Everest el aire aunque contiene el mismo 21% de O2 al igual observado a nivel del mar, la cantidad de moléculas de O2 por metro cúbico de aire disminuye tanto que pareciera que hay falta de éste, por lo cual cada vez que se inspira se reduce la cantidad de moléculas; esta situación no ocurre solamente para el oxígeno si no que también ocurre para las moléculas de agua, lo que significa que la densidad de moléculas de agua se encuentra reducida y como resultado la capacidad de calor del aire y la capacidad del aire para adquirir calor se hallan disminuidas, por lo cual el aire se encuentra limitado en la remoción de calor de los huevos y estabilizar o uniformar las diferencias de temperatura entre los embriones. La capacidad de calor del aire varía de acuerdo a la altitud sobre el nivel del mar donde se efectúa la incubación; en el cuadro 1 se observan las diferencias en la capacidad del aire a nivel del mar entre las capacidades del aire como una fracción a la misma temperatura y humedad relativa ambiental, mostrando también en este cuadro la humedad relativa a nivel del mar que daría la misma capacidad de calor a diferentes altitudes sobre el nivel del mar.

Cuadro 1.- Capacidad de calor del aire de acuerdo a la altitud sobre el nivel del mar

Lo que se observa en el cuadro 1, es que a una gran altitud sobre el nivel del mar, la capacidad de calor del aire se encuentra significativamente reducida, lo cual indica que el aire no puede absorber gran cantidad de calor como lo hace a nivel del mar, por lo cual los huevos con una gran producción de calor tendrán problemas para deshacerse del exceso de calor y poder mantener una temperatura correcta del embrión. Las diferencias que existen actualmente entre la temperatura de los embriones dentro de las incubadoras se observarán incrementadas conforme se incrementa la altitud del sitio de incubación. Una observación que he realizado personalmente al efectuar el embriodiagnóstico al término del proceso de incubación en algunas de las charolas ubicadas a diferentes niveles de la máquina incubadora (principalmente en la parte superior donde hay mayor temperatura y menor humedad) muestran mayor cantidad de embriones muertos con un típico plumaje blanquecino signo de un sobrecalentamiento durante esta última etapa de la incubación, aún cuando la temperatura de la máquina se ha controlado apropiadamente e incluso la humedad se ha incrementado a 60-65%. El incremento de la humedad relativa no puede resolver este problema, ya que puede provocar un desbalance hídrico del embrión ocasionando que los huevos no pierdan la cantidad suficiente de agua y muestren mayores problemas a la eclosión. Lo cual explica la razón de por qué las líneas de alta conformación muestran problemas de incubación a gran altura y se agrava con el pasar de los años, especialmente cuando se utilizan incubadoras multietápicas donde no es posible bajar la temperatura para remover el calor sobretodo de los embriones con mayor desarrollo. Añadir simplemente oxígeno a las incubadoras en los sitios altos de incubación no resuelve por completo el problema (Sahan et al, 2006), el rango de temperaturas entre los embriones también debe reducirse lo más posible, la temperatura en las máquinas unietápicas tiene que regularse para permitir remover el calor excedente de los huevos, lo cual es muy importante para las personas que efectúan la incubación a nivel del mar y aún más para los que la efectúan a una gran altitud.

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Artículo publicado en
Los Avicultores y su entorno Vol. No. 97