Evaluación del Confort Térmico en Ganado Vacuno mediante la Entalpía del Aire

Introducción

El confort térmico en bovinos es fundamental para su bienestar, salud y productividad. Un parámetro integral que permite evaluar la carga térmica del ambiente es la entalpía específica del aire húmedo, que considera simultáneamente la temperatura, humedad relativa y la presión atmosférica.

Este documento calcula e interpreta el Índice de Entalpía del Aire (IEA) aplicado al ganado vacuno.

---

Fórmulas para el Cálculo de la Entalpía

La entalpía específica del aire húmedo (h, en kJ/kg de aire seco) se calcula con la siguiente fórmula:

\[ h = 1.006 \cdot T + W \cdot (2501 + 1.86 \cdot T) \]

donde:

• \(T\) = Temperatura del aire en °C
  
• \(W\) = Razón de mezcla (kg vapor de agua / kg aire seco)

La razón de mezcla \(W\) se obtiene de:

\[ W = 0.622 \cdot \frac{P_v}{P_a - P_v} \]

donde:

• \(P_v\): Presión parcial de vapor de agua (kPa)
  
• \(P_a\): Presión atmosférica (kPa), típicamente 101.325 a nivel del mar
  
• \(P_v = \frac{HR}{100} \cdot P_{sat}(T)\)
  
• \(P_{sat}(T)\): Presión de saturación de vapor (puede calcularse por la ecuación de Tetens)

---

Código en R

# Paquetes necesarios
library(dplyr)

## 
## Attaching package: 'dplyr'

## The following objects are masked from 'package:stats':
## 
##     filter, lag

## The following objects are masked from 'package:base':
## 
##     intersect, setdiff, setequal, union

# Función para presión de saturación (Tetens)
p_sat <- function(T) {
  0.6108 * exp((17.27 * T) / (T + 237.3))  # kPa
}

# Función para calcular la entalpía
entalpia_aire <- function(T, HR, Pa = 101.325) {
  Pv <- HR / 100 * p_sat(T)              # Presión parcial de vapor
  W <- 0.622 * Pv / (Pa - Pv)            # Razón de mezcla
  h <- 1.006 * T + W * (2501 + 1.86 * T) # Entalpía específica (kJ/kg aire seco)
  return(h)
}

# Ejemplo con datos reales
datos <- data.frame(
  Temperatura = seq(20, 40, by = 2),
  HR = rep(70, 11)
)

datos <- datos %>%
  mutate(Entalpia = entalpia_aire(Temperatura, HR))

knitr::kable(datos, digits = 2)

Temperatura	HR	Entalpia
20	70	46.04
22	70	51.55
24	70	57.47
26	70	63.86
28	70	70.75
30	70	78.21
32	70	86.28
34	70	95.05
36	70	104.58
38	70	114.95
40	70	126.25