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KARINA SARTOR
ISOLAMENTO TÉRMICO COM MATERIAL
RECICLADO EM ESCAMOTEADORES AQUECIDOS
CAMPINAS-SP
2015
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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA AGRÍCOLA
KARINA SARTOR
ISOLAMENTO TÉRMICO COM MATERIAL
RECICLADO EM ESCAMOTEADORES AQUECIDOS
Orientador: Prof. Dr. LUIZ ANTONIO ROSSI
ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE Á VERSÃO FINAL DA DISSERTAÇÃO DEFENDIDA PELA ALUNA KARINA SARTOR
E ORIENTADA PELO PROFESSOR Dr. LUIZ ANTONIO ROSSI.
Assinatura do Orientador
________________
CAMPINAS - SP 2015
Dissertação apresentada à Faculdade de Engenharia Agrícola da Universidade Estadual de Campinas como parte dos requisitos exigidos para obtenção do título de Mestra em Engenharia Agrícola, na área de concentração de Construções Rurais e Ambiência.
vii RESUMO
Os leitões recém-nascidos possuem baixa capacidade de reter calor corporal em razão do menor isolamento térmico pelo pouco tecido adiposo, pouca cobertura de pelos e maior superfície corporal em relação ao peso. A ausência de conforto térmico aos leitões em fase de maternidade provoca redução do peso ao desmame e susceptibilidade a doenças. A manutenção do conforto térmico para os leitões lactentes exige alta demanda energética para promover o aquecimento do escamoteador. O experimento foi conduzido na sala maternidade em granja comercial objetivando avaliar a eficiência térmica do isolamento com a placa ecológica Tetra Pak® no revestimento do escamoteador para promover o conforto térmico dos leitões e uso racional de energia elétrica. Foram mensurados os parâmetros climáticos no interior do escamoteador, temperatura superficial do piso, temperatura superficial de pele, episódios comportamentais, ganho de peso dos leitões e eficiência energética. Os resultados obtidos com o estudo demonstraram que o revestimento do escamoteador com isolante térmico manteve a temperatura de conforto térmico dos leitões lactentes. A temperatura superficial de pele e os episódios comportamentais dos leitões lactentes foram normais. O ganho de peso foi similar nos dois tratamentos. A utilização da placa Tetra Pak® como isolante térmico no revestimento do escamoteador para leitões lactentes mostra eficiência térmica e energética.
ix ABSTRACT
The newborn piglets exhibit low ability in retaining body heat which is associated to the lower thermal insulation offered by the thin fat layer, little hair coverage and greater body surface area to weight ratio. The absence of thermal comfort at the maternity phase causes weight reduction of piglets at weaning as well as susceptibility to diseases. Thermal comfort for suckling piglets demands high energy to promote heating creep area. The experiment was carried out in the maternity room of a commercial farm to evaluate the thermal insulation efficiency with the ecological Tetra Pak® plaque thermal efficiency to promote thermal comfort to the piglets as well as rational use of electricity. Climatic parameters were read inside the creep area, floor surface temperature, skin surface temperature, behavioral episodes, piglets weight gain and energy efficiency. The results of this study showed that the creep area of the coating insulator maintained the temperature improving thermal comfort to the suckling piglets. The skin surface temperature and the behavioral episodes of suckling piglets were noted to be normal. Weight gain was similar for both treatments. The use of Tetra Pak® plaque as thermal insulation in creep area flooring for suckling piglets showed thermal and energy efficiency.
xi SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ... 1 2. OBJETIVO GERAL ... 3 2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 3 3. REVISÃO DE LITERATURA ... 5 3.1 Bem-estar animal ... 5
3.2 Conforto térmico em maternidade de suínos ... 6
3.3 Características fisiológicas e exigências térmicas dos leitões lactentes ... 6
3.4 Comportamentos dos leitões lactentes no escamoteador ... 8
3.5 Mortalidade dos leitões ... 9
3.6 Desempenho dos leitões ... 10
3.7 Uso da termografia na produção animal ... 10
3.8 Variáveis climáticas ... 11
3.9 Sistemas de aquecimento no escamoteador ... 11
3.10 Eficiência do uso racional de energia elétrica na suinocultura ... 12
3.11 Isolante térmico ... 12
4. MATERIAIS E MÉTODOS ... 14
4.1 Local de realização do experimento ... 14
4.2 Descrição das instalações do experimento ... 14
4.3 Manejo ... 15
4.4 Experimento 1 ... 16
4.5 Experimento 2 ... 16
4.6 Delineamento experimental ... 17
4.7 Cálculo do coeficiente de condutividade térmica da placa ecológica Tetra Pak®...19
4.8 Cálculos da carga térmica do ambiente escamoteador ... 20
4.9 Conforto térmico ... 21
4.9.1 Temperatura e umidade relativa ... 21
4.9.2 Distribuição espacial de calor no escamoteador ... 22
4.9.3 Índice de Temperatura e Umidade (ITU) ... 23
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4.9.5 Temperatura superficial de pele do leitão e matriz... 24
4.9.6 Comportamento dos leitões lactentes ... 25
4.10 Avaliações zootécnicas ... 27
4.11 Análise do uso de energia elétrica ... 28
5. Resultados e Discussões ... 31
5.1 Experimento 1 ... 31
5.2 Experimento 2 ... 32
5.2.1 Conforto térmico dos leitões... 33
5.2.2 Temperatura e Umidade ... 33
5.2.3 Distribuição espacial de calor na superfície do piso do escamoteador. 38 5.2.4 Entalpia ... 42
5.2.5 Temperatura superficial de pele dos leitões lactentes ... 43
5.2.6 Comportamento dos leitões lactentes ... 44
5.2.7 Influência do escamoteador aquecido no conforto térmico da matriz .. 47
5.3 Avaliações zootécnicas ... 49
5.3.1 Ganho de peso ... 49
5.3.2 Mortalidade ... 50
5.4 Uso de energia elétrica ... 51
6. CONCLUSÕES ... 57
7. Recomendações para trabalhos futuros ... 57
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DEDICATÓRIA
A meus pais que me guiaram pelos caminhos corretos, me ensinaram a fazer as melhores escolhas, me mostraram que a honestidade e o respeito são essenciais à vida.
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AGRADECIMENTOS
A Deus, meu fôlego de vida em mim foi suporte de coragem e esperança nos momentos difíceis.
Em especial à minha família pelo carinho, compreensão e por sua capacidade de confiar em mim.
À CAPES pelo financiamento da bolsa de estudos.
À Faculdade de Engenharia Agrícola-Feagri/UNICAMP e ao Fundo de Apoio ao Ensino, à Pesquisa e Extensão – FAEPX pelo auxilio no projeto de pesquisa.
Ao meu orientador Prof. Dr. Luiz Antonio Rossi pela paciência, orientação, confiança e dedicação no trabalho a campo.
À professora Juliana Sarubbi pelo incentivo, orientação, proteção e pelos seus conselhos.
A Juliana Granja Barros pela amizade, colaboração e dedicação ao meu trabalho. A Ana Paula Assis Maia pela amizade, auxílio espiritual e por me ouvir nos meus momentos geniosos.
Ao Sr. Sergio Luiz Birocchi e fábrica Ecofuturo pela doação da placa ecológica Tetra Pak®.
Aos funcionários da Feagri José Maria e Cláudio pela dedicação no trabalho em laboratório e a campo.
Em especial ao Mateus que abriu “a porteira” da Granja Sarapu, acreditando no trabalho e pelas gentilezas prestadas. Obrigada!
Aos Funcionários de Granja Sarapu, Luciana, Rosa, Roseli, Priscila, Keila, Rosângela, Jair e Leandro pela ajuda.
À professora Irenilza que nos disponibilizou alguns de seus equipamentos. Ao professor Antônio Carlos, Francine e Leandro pelos auxílios técnicos. A todos, que de alguma forma, contribuíram para a realização do trabalho. A vocês, meus sinceros agradecimentos!
xvii LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Sala do experimento. ... ...14
Figura 2. Desenho esquemático do escamoteador. ... 15
Figura 3. Abrigo escamoteador sem revestimento interno (TCON) e aquecido por meio de resistência elétrica suspensa (250W). ... 18
Figura 4. Abrigo escamoteador com revestimento interno de placas Tetra Pak® (TPK) e aquecido por meio de resistência elétrica suspensa (250W). ... 18
Figura 5. Ilustração da distribuição dos tratamentos na sala maternidade. ... 19
Figura 6. Sentido da coleta dos pontos no interior do escamoteador. ... 23
Figura 7. Imagens termográficas dos leitões no interior do escamoteador. ... 25
Figura 8. Distribuição da temperatura do ar interna do escamoteador nos tratamentos (TPK, TCON). ... 34
Figura 9. Distribuição da umidade relativa do ar no interior do escamoteador nos tratamentos (TPK, TCON). ... 35
Figura 10. Comportamento da temperatura de bulbo seco interna dos escamoteadores (tratamentos TPK, TCON) aquecidos (controle do tipo liga/desliga 30-34ºC) e sala maternidade (TºC sala), durante o período de 24h (dia quente). ... 36
Figura 11. Comportamento da temperatura de bulbo seco interna dos escamoteadores para os tratamentos TPK e TCON) e sala maternidade, durante o período de 24 h para o dia frio. ... 37
Figura 12. Mapeamento do comportamento da temperatura na superfície do piso do escamoteador às 8h00min no tratamento TPK e TCON. ... 40
Figura 13. Mapeamento do comportamento da temperatura na superfície do piso do escamoteador às 10h00min nos tratamentos TPK e TCON. ... 40
Figura 14. Mapeamento do comportamento da temperatura na superfície do piso do escamoteador às 14h00min nos tratamentos TPK e TCON. ... 41
Figura 15. Comportamento do escamoteador aquecido e com revestimento (TPK), durante o período de 24 h para o dia frio, em função da potência consumida (W), temperatura interna do escamoteador (ºC) e temperatura externa (ºC). ... 52
xviii
Figura 16. Comportamento do escamoteador aquecido e sem isolamento térmico (TCON), durante o período de 24 h para o dia frio, em função da potência consumida (W), temperatura interna do escamoteador (ºC) e temperatura externa (ºC). ... 53 Figura 17. Comportamento do escamoteador aquecido e com isolamento térmico (TPK), durante o período de 24 h para o dia quente, em função da potência consumida (W), temperatura interna do escamoteador (ºC) e temperatura externa (ºC). ... 53 Figura 18. Comportamento do escamoteador aquecido e sem isolamento térmico (TCON), durante o período de 24 h para o dia quente, em função da potência consumida (W), temperatura interna do escamoteador (ºC) e temperatura externa (ºC). ... 54
xix LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Etograma comportamental referente ao conforto térmico dos leitões lactentes dentro e fora do escamoteador...24 Tabela 2. Valores médios (média ± erro padrão) de variáveis climáticas e ITU (índice de temperatura e umidade) dos leitões submetidos aos tratamentos (TPK, TCON). ... 33
Tabela 3. Valores de temperatura do ar interna da sala maternidade e nos tratamentos (TPK e TCON) para o dia crítico 04/10/2014. ... 39
Tabela 4. Valores médios de entalpia nos tratamentos (TPK, TCON), no período estudado. ... 42
Tabela 5. Valores médios (média ± erro padrão) da temperatura superficial da pele dos episódios comportamentais dos leitões entre os tratamentos. ... 43
Tabela 6. Valores médios da frequência comportamental dos leitões submetidos aos tratamentos TPK e TCON, no período observado. ... 45
Tabela 7. Valores da distribuição percentual das variáveis climáticas na sala maternidade. ... 47
Tabela 8. Valores médios (média ± erro padrão) da temperatura superficial de pele da matriz e temperatura média na sala maternidade, nos horários avaliados. ... 48
Tabela 9. Ganho de peso dos leitões submetidos aos tratamentos. ... 49 Tabela 10. Taxas de mortalidade observadas durante o período experimental. ... 50
Tabela 11. Médias de consumo diário de energia elétrica (kWh), médias do consumo específico (kWh kg-1 de peso vivo) e do custo específico (R$. kg-1 de peso vivo). ... 51
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LISTA DE ABREVIATURAS
TPK - Tratamento escamoteador revestido com isolante térmico. TCON - Tratamento escamoteador convencional.
Tbs - Temperatura de bulbo seco. UR - Umidade relativa
ITU - Índice de temperatura e umidade. H - Entalpia.
D.E - Leitões deitados espalhados. DLL - Leitões deitados lado a lado.
DUSO - Leitões deitados uns sobre os outros.
DAFSO - Leitões deitados uns sobre os outros afastados da fonte. DAF - Leitões deitados afastados da fonte.
FLD - Frequência de leitões dentro do escamoteador. DEF - Leitões deitados espalhados fora do escamoteador. DLLF- Leitões deitados lado a lado fora do escamoteador. MA - Mamada.
DSOF- Deitados uns sobre os outros fora do escamoteador. LLF- Leitões deitados lado a lado fora do escamoteador. EAM - Leitões deitados espalhados afastados da mãe. FLF - Frequência de leitões fora.
AF - Leitões andando fora do escamoteador. GPD - Ganho de peso.
1 1. INTRODUÇÃO
A atividade da suinocultura é importante para o desenvolvimento socioeconômico de vários municípios no setor agropecuário, industrial, comércio e serviços. A produção de suínos em 2012 foi de 3,49 milhões de toneladas de carne. Isso envolve na atividade 39,5 mil suinocultores e 605 mil empregos diretos e indiretos no setor agropecuário (ABIPECS, 2012).
Uma das dificuldades na criação de suínos é maximizar lucro em ganho de peso. Para isso, há necessidade do controle ambiental das instalações, a fim de proporcionar aos animais melhor condição de conforto térmico e expressarem seu máximo potencial genético. Dessa forma o segmento agropecuário de suínos busca desenvolver métodos e processos para melhorar a eficiência da produção e o bem-estar dos animais. O bem-estar está diretamente relacionado ao conforto térmico dos suínos. Diante disso é necessário fornecer aos animais ambientes adaptados às condições de conforto térmico para promover o bem estar e o desempenho zootécnico.
O leitão lactente possui o sistema de termorregulação pouco desenvolvido o que o torna sensível à baixa temperatura. Em face disso, na fase de maternidade a temperatura de conforto térmico dos leitões lactentes deve ser ajustada. Esta condição se não mantida aos leitões lactentes reduz a atividade motora, a ingestão de colostro acarretando maior incidência de doenças, maior número de leitões esmagados e baixo peso ao desmame. A regra básica é fornecer aos leitões um ambiente limpo, desinfetado, seco e aquecido (PERDOMO et al., 1987).
Neste contexto, o uso do isolamento térmico usando material reciclado isolante pode manter a temperatura de conforto térmico dos leitões. A placa ecológica Tetra Pak®, confeccionada com material reciclado à base de aparas de embalagens longa vida é uma alternativa de isolamento térmico. Esta placa pode ser utilizada como isolante térmico no revestimento de escamoteadores aquecidos e reduzir o consumo de energia elétrica.
A hipótese desse trabalho é que o uso das placas confeccionadas de aparas de Tetra Pak® como isolante térmico no revestimento interno de escamoteadores aquecidos mantém as condições de conforto térmico por mais tempo e reduz o consumo de energia elétrica em escamoteadores aquecidos (resistência elétrica suspensa), quando comparado ao escamoteador aquecido sem isolamento térmico.
3 2. OBJETIVO GERAL
Avaliar a eficiência térmica do uso da placa confeccionada com material Tetra Pak® como isolante térmico no revestimento de escamoteadores aquecidos com resistência elétrica suspensa controlados por termostato, visando reduzir o consumo de energia elétrica e promover as condições de conforto térmico aos leitões lactentes.
2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Analisar a eficiência térmica do uso da placa Tetra Pak®
como isolante térmico no revestimento interno de escamoteadores aquecidos com resistência suspensa.
• Investigar o microclima gerado pelo isolamento térmico nos escamoteadores aquecidos e sua influência sobre o conforto térmico de leitões (comportamento, temperatura de pele, temperatura ambiente e umidade relativa) submetidos ao isolamento térmico de escamoteador aquecido com resistência suspensa.
• Avaliar os índices zootécnicos (peso ao nascer, ganho de peso diário, peso ao desmame e ganho de peso) dos leitões lactentes submetidos ao isolamento térmico de escamoteador aquecido com resistência suspensa.
• Comparar os parâmetros de energia elétrica entre escamoteadores revestidos e não revestidos com placas ecológicas Tetra Pak® para avaliação do impacto sobre a conservação de energia elétrica para o sistema de aquecimento avaliado.
5 3. REVISÃO DE LITERATURA
3.1 Bem-estar animal
A sociedade deseja consumir alimentos de origem animal com “qualidade ética”, isto é, alimentos oriundos de animais de criações que promovam o seu bem-estar e ações sustentáveis (WARRISS, 2000). Os suínos na criação intensiva passam toda sua vida produtiva em instalações fechadas e com áreas individuais reduzidas, gerando situações que comprometem o bem-estar (MAIA et al., 2013). A questão do bem-estar animal está se tornando exigência da sociedade. Por isso a necessidade dos produtores a realizarem investimentos em treinamento de pessoal, instalações e equipamentos para melhorar a qualidade de vida dos animais (HÖTZEL & MACHADO FILHO, 2004).
Contudo, o bem-estar se refere ao estado de um indivíduo em relação ao seu ambiente (BROOM, 1991). Assim como, a avaliação do bem-estar na produção de suínos é complexa e envolve vários fatores, desde instalações até o manejo (BAPTISTA et al., 2011). Na maternidade, por exemplo, os leitões demonstram a satisfação do ambiente confortável por meio de parâmetros comportamentais. É nesta fase que se torna necessário os cuidados com o bem-estar dos leitões lactentes.
Na fase de maternidade os cuidados com o bem-estar dos leitões lactentes envolvem custo, os quais demandam alto consumo de energia elétrica para mantê-los aquecidos. Christiansen e Sandøe (2000) relatam que o bem-estar animal é uma ação julgada de acordo com suas consequências, baseando-se numa análise dos custos e benefícios. Certo será aquilo que, dentro das opções possíveis, produzir os maiores benefícios ou os menores prejuízos para todas as partes envolvidas.
Assim, o uso de materiais reciclados no isolamento térmico de escamoteadores pode melhorar o conforto térmico dos leitões lactentes e reduzir o consumo de energia elétrica, contribuindo para sustentabilidade da atividade.
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3.2 Conforto térmico em maternidade de suínos
Na suinocultura, um dos maiores problemas relacionados ao conforto térmico e bem-estar animal está na maternidade, onde existem dois ambientes distintos para alojamento, o primeiro é a cela parideira onde está a matriz e segundo é o escamoteador onde permanece o leitão, os quais possuem exigência térmica desigual. Dessa forma há a necessidade de proporcionar dois microambientes diferentes aos animais (SILVA et al., 2005). A temperatura ideal para a matriz está entre 16 e 21°C (PERDOMO et al., 1987). No parto a temperatura de conforto da matriz está cerca de 20ºC (VASDAL et al., 2010).
O aumento da temperatura interna no escamoteador, a fim de atender à demanda térmica dos leitões, muitas vezes desconsidera a faixa de conforto térmico da matriz, o que pode levá-la ao estresse por calor, afetando sua capacidade produtiva (LIMA et al., 2011).
A temperatura ambiental alta na sala de maternidade pode levar a um estresse térmico nas matrizes, resultando em menor ingestão de alimentos, o que pode comprometer o seu desempenho e dos leitões (RENAUDEAU et al., 2001). O estresse por calor pode causar alterações comportamentais e no bem-estar da matriz em lactação. A falta de bem-estar resulta na redução da frequência e na duração da amamentação dos leitões, no maior tempo de urinar e defecar e aumento na mortalidade dos mesmos, devido ao esmagamento, causado pelo desconforto térmico da matriz (MARTINS et al., 2008; SILVA et al., 2006).
As más condições de bem-estar podem resultar em consequências graves para a produtividade da matriz, comprometendo seu ciclo reprodutivo e o desempenho dos leitões (SILVA et al., 2006; SILVA et al., 2009). Dessa forma, o isolamento térmico do escamoteador pode contribuir para que não aconteça a transferência de calor do ambiente interno aquecido à sala de maternidade.
3.3 Características fisiológicas e exigências térmicas dos leitões lactentes
O leitão neonato possui seu sistema de termorregulação limitado em manter eficazmente sua homeotermia. (FERREIRA et al., 2007; PERDOMO et al., 1987). Para o leitão recém-nascido o momento do parto é um dos momentos de grandes modificações fisiológicas, tendo em vista que
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este deixa a vida fetal e o ambiente uterino para ingressar em um ambiente extremamente hostil, talvez este seja o momento em que o organismo animal sofre as maiores transformações e agressões ambientais (LIMA et al., 2010).
Ao nascerem, os suínos possuem baixa capacidade de reter calor corporal em razão do menor isolamento térmico de tecido adiposo, esparsa cobertura de pelos e maior área de superfície corporal em relação ao peso. Essas características favorecem a dissipação de calor corporal para o ambiente, tornando o suíno recém-nascido menos tolerante às condições de ambiente frio. Desse modo, os leitões neonatos requerem um ambiente mais aquecido (FERREIRA, 2005).
O leitão ao nascer possui reserva energética limitada, armazenada na forma de glicogênio, o que é suficiente apenas para suprir suas necessidades de mantença por 15 a 20 horas em jejum. Dessa forma, torna-se importante a primeira mamada logo após o nascimento para evitar a hipoglicemia (FERREIRA et al., 2007). De acordo com Vasdal et al. (2010), os leitões após o nascimento podem perder até 2°C até chegarem ao úbere da mãe e realizarem a primeira mamada.
Para o leitão o estresse causado pelo frio aumenta a taxa metabólica e desvios de nutrientes, pois parte da energia utilizada para produção será utilizada na manutenção da temperatura corporal, deixando o animal susceptível às infecções e morte (MIYADA, 1999). No entanto, manter uma alta taxa metabólica dos leitões neonatos é importante para a disponibilidade do substrato de energia (LIMA et al., 2010). Por isso, o controle da temperatura ambiental com o uso de escamoteadores e fontes de aquecimento são imprescindíveis para auxiliar na manutenção da homeotermia dos leitões neonatos (BARROS et al., 2010).
O leitão recém-nascido precisa manter a temperatura corporal adaptando-se às flutuações térmicas ambientais, a faixa de temperatura para seu conforto varia com a idade. Para o leitão no nascimento a faixa de conforto está entre 32 e 34°C, aos 35 dias entre 29 ºC e 31ºC (SOBESTIANSKY et al., 1987). Já segundo o Guia de manejo AGROCERES®-PIC, os leitões desta linhagem genética, recomenda-se a temperatura ambiental ideal em fase de maternidade de 30 a 34ºC.
Na literatura, não existem estudos experimentais que definem a faixa ideal de umidade relativa do ar para os suínos. Um nível muito baixo de umidade pode predispor a irritação do trato respiratório, enquanto uma umidade relativa do ar excessivamente alto pode prejudicar termorregulação. Com base na experiência prática, recomenda-se que a umidade relativa seja mantida no intervalo entre 50 e 80% (BOLLEN & RITSKES-HOITINGA, 2007). Conforme outros
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autores, a umidade relativa varia de acordo com a temperatura do ar do ambiente interno, permanecendo na faixa de 50% a 70% para leitões (MIRANDA-SILVA et al., 2012).
Em ambientes aquecidos, a condição ambiental proporcionada pela fonte de aquecimento influencia na umidade relativa. Os escamoteadores aquecidos com resistência resistiva apresentaram valores médios de 50,6% de umidade relativa, temperatura do ar de 32,9ºC, entalpia de 76 kJ/kg de ar seco (PANDORFI et al., 2005). É importante salientar que a umidade relativa varia com a temperatura, quando a temperatura está elevada a umidade relativa tende a menores valores (FERREIRA, 2011).
A temperatura superficial de pele considerada normal para leitões neonatos deve estar entre 36,5 e 39ºC, e abaixo os animais estão em hipotermia (FERREIRA et al., 2007). A resistência ao frio está relacionada com o peso ao nascer, isto é, os animais mais pesados ao nascer, têm maior
tolerância ao frio. A temperatura corporal crítica inferior dos neonatos é de 34ºC (FERREIRA, 2005).
3.4 Comportamentos dos leitões lactentes no escamoteador
O comportamento animal é um indicador de bem-estar de conforto térmico nos sistemas de produção. A avaliação e os controles interativos do conforto térmico dos suínos pela análise de imagem superam os problemas inerentes ao método convencional (observação visual), pois se utiliza o próprio animal como um biossensor em resposta aos reflexos do ambiente por meio da análise de imagem comportamental (XIN e SHAO, 2002).
O comportamento dos leitões está relacionado ao conforto térmico. A eficiência térmica do ambiente justifica o comportamento e o conforto térmico dos leitões (PANDORFI, 2002). O perfil de distribuição comportamental dos leitões no interior dos escamoteadores denota relação entre temperatura de conforto térmico e comportamento (PANDORFI et al., 2004; SOBESTIANSKY et al., 1998a). Os leitões deitados lado a lado expressam conforto térmico, evitam perdas de calor, mantendo a temperatura corporal (SILVA et al., 2004; ANDERSEN et al., 2008).
Em temperatura muito baixa (frio), os leitões deitam uns sobre os outros próximos à fonte de calor (SARTOR & SARUBBI, 2012; SOBESTIANSKY et al., 1998a). A observação comportamental dos suínos em ambiente que está termicamente confortável apresenta posturas
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deitados espalhados (ZHANG & XIN, 2005; ANDERSEN et al., 2008; SOBESTIANSKY et al., 1998a; SARTOR & SARUBBI, 2012).
O comportamento de frequência de acesso ao escamoteador varia com a temperatura do escamoteador (PANDORFI, 2002). Em condições não higiênicas do ambiente (sujeira e umidade na área destinada aos leitões) e com a existência de correntes de ar, faz com que os leitões protejam-se em área limpa, seca e quente ou deitam-se junto à mãe (SOBESTIANSKY et al., 1998a). Enfatizam Zhang e Xin (2005) que nas 24 horas após o nascimento os leitões permanecem mais tempo na área aquecida (piso). A partir dos 2 a 5 dias de vida a frequência de acesso dos leitões ao escamoteador com piso aquecido diminui para 50% a 60% e aos 11 dias de idade a frequência dos mesmos ao escamoteador se mantém em 30%.
3.5 Mortalidade dos leitões
A maior taxa de mortalidade ocorre na primeira semana de vida dos leitões, aproximadamente 70% (FERREIRA et al., 2007). Nos sistemas de produção de suínos modernos com alta tecnologia, considera-se a taxa de mortalidade no pré-desmame de no máximo 6% (SOBESTIANSKY et al., 1998a). Sendo que, as maiores causas de mortalidade de leitões lactentes são esmagamento, debilitação, anomalia genética e diarreia (ABRAHÃO et al., 2004).
O período mais crítico para a sobrevivência dos leitões é até 72 horas após o nascimento e influenciam neste período as variáveis: peso ao nascer, ordem de nascimento, temperatura e comportamento, podendo ocorrer mortes por esmagamento e inanição. A inanição é causada pelo inadequado suprimento de leite pela matriz, exposição ao frio ou sangramento do umbigo (BAXTER et al., 2008). O manejo inadequado da sala maternidade e o controle da temperatura no escamoteador no clima frio levam os leitões a deitarem bem próximos às matrizes, o que predispõe ao esmagamento (JUNIOR et al., 2010). A regra básica é fornecer aos leitões um ambiente limpo, desinfetado, seco, bem aquecido e seguro (PERDOMO et al., 1987; FERREIRA, 2005).
10 3.6 Desempenho dos leitões
O peso do leitão ao nascimento é um fator determinante para sua sobrevivência e para o bom desempenho até o momento do abate (PANZARDI et al., 2009). O peso dos leitões é influenciado pelos efeitos de tamanho da leitegada e sexo dos leitões. A percentagem de filhotes machos aumenta o peso médio do leitão e da leitegada ao nascer. Quanto maior o tamanho da leitegada, menor será o peso médio do leitão ao nascer (FRAGA et al., 2007).
O desempenho dos leitões lactentes é considerado bom quando atinge peso médio superior de 6,63 kg no desmame (FERNANDES et al., 2011). Para isso, utilizam-se fontes de aquecimento nos escamoteadores que resultam em melhores resultados de ganho de peso diário dos leitões lactentes. Esse resultado pode ser explicado pela relação entre comportamento, temperatura de conforto térmico ambiental e desempenho dos leitões lactentes (PANDORFI et al., 2005).
3.7 Uso da termografia na produção animal
O uso da termografia na produção animal permite quantificar a temperatura superficial dos animais e a relação com o ambiente térmico (NÄÄS et al., 2010). A termografia e as imagens térmicas têm um amplo potencial de aplicações em estudos relativos ao bem-estar animal e a produção animal. Além de representar uma metodologia útil para complementar outras abordagens na avaliação do estado de bem-estar em relação à função de termorregulação, às condições ambientais (estresse pelo calor e frio) e mudanças associadas com comportamentos de termorregulação em animais (LODETTI, 2013).
A termorregulação em leitões recém-nascidos é questão de bem-estar. A preocupação é que os leitões ao não realizarem a primeira mamada logo após o parto, podem sucumbir rapidamente à hipotermia (MITCHELL, 2013). Em virtude disso, Redaelli et al. (2011) empregaram a termografia para caracterizar as relações térmicas de leitões imediatamente após o parto e para examinar a eficácia de fontes de aquecimento na prevenção de hipotermia. Este autor verificou que a temperatura de pele do leitão caiu de 39,6 °C após o nascimento a 31-32°C no espaço de 10 minutos e só voltou a 35°C uma hora mais tarde quando o leitão rapidamente efetuou a mamada.
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A termografia também pode ser usada para avaliar a eficiência do isolamento térmico em construções rurais (CONCEIÇÃO et al., 2011; ABREU et al., 2011; FIORELLI et al., 2012).
3.8 Variáveis climáticas
O ambiente da criação intensiva de suínos influencia diretamente as condições de conforto e bem-estar animal, interferindo na manutenção térmica, na qualidade química do ar e no comportamento dos animais, afetando, ainda, o desempenho produtivo (PANDORFI et al., 2007).
Para um ambiente térmico adequado ao animal, é preciso ajustar os índices de conforto térmico como temperatura, umidade relativa e velocidade do vento. Estas quando inadequadas causam efeitos no bem estar, prejudicando o ganho de peso dos animais (SARTOR et al., 2003).
Desta forma, o ambiente térmico é avaliado em função de índices de conforto térmico, sendo que cada parâmetro ambiental de temperatura, umidade e velocidade do vento possui importância relativa ao animal (SAMPAIO et al., 2004). Segundo Mendes et al. (2013), as variáveis ambientais da sala maternidade (ambiente externo) podem influenciar o ambiente interno do escamoteador. Por isso, é necessário o controle preciso das variáveis de temperatura, umidade e ventilação na sala maternidade. Isto é realizado para que não aconteça influência ambiental do ambiente externo (sala maternidade) para o ambiente interno (escamoteador).
3.9 Sistemas de aquecimento no escamoteador
Na maternidade, o aquecimento do escamoteador com uma fonte de calor é indispensável ao leitão recém-nascido (SOBESTIANSKY et al., 1987). O controle da temperatura ambiental com o uso de escamoteadores e fontes de aquecimento são imprescindíveis para auxiliar na manutenção da homeotermia dos leitões (BARROS et al., 2010). Os sistemas de aquecimento mais utilizados são: lâmpada infravermelha ou incandescente suspensas, resistência elétrica suspensa, piso aquecido com resistência elétrica ou aquecimento a gás (SARUBBI, 2009).
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Portanto, adequar o ambiente às condições de conforto térmico dos animais deve ser uma das maiores preocupações dos produtores (CASTRO et al., 2010). Isto porque o controle do ambiente escamoteador e da sala maternidade é fator que determina o desempenho dos leitões.
3.10 Eficiência do uso racional de energia elétrica na suinocultura
O uso racional de energia na suinocultura é importante para a sustentabilidade da atividade, pois a correta utilização da energia elétrica pode contribuir para a viabilidade econômica da criação, além de contribuir para a viabilidade ambiental e para o bem-estar dos animais (SARUBBI et al., 2010).
O uso de termostato adaptado à fonte de calor para controle de temperatura em escamoteadores pode reduzir consideravelmente os gastos com energia elétrica. Quando a temperatura no escamoteador for atingida, a fonte de calor é desligada automaticamente e é ligada quando a temperatura baixar novamente (PANDORFI, 2002). A utilização de climatização com controle automático nos sistemas de aquecimento melhora as condições de conforto para os animais, bem como a utilização de energia elétrica (SARUBBI et al., 2008).
3.11 Isolante térmico
O isolante térmico resultante do reaproveitamento das embalagens Tetra Pak® são confeccionados a partir de aparas e são fabricados pelas empresas especializadas em construções ecológicas. Segundo informação do fabricante as placas são compostas de papelão, alumínio e polietileno, as quais são submetidas a prensagem a cerca de 180ºC.
A fabricação de materiais alternativos, como as placas contendo resíduos de embalagens Tetra Pak®, mostram que o produto possui alta resistência ao calor e baixa absorção de água (XIE et al., 2011). Este material à base de embalagens Tetra Pak® proporciona melhor conforto térmico em instalações zootécnicas, quando usado em coberturas de instalações, além de ser um material sustentável (FIORELLI et al., 2009).
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Dessa forma o uso da embalagem Tetra Pak® exerce função de isolante térmico, protegendo o ambiente interno e mantendo agradável a condição de conforto térmico dos animais. O escamoteador revestido com material Tetra Pak® é capaz de promover a condição de conforto térmico aos leitões (SARTOR & SARUBBI, 2012).
O isolamento térmico permite proteger as superfícies aquecidas, através da aplicação de materiais de baixa condutividade térmica. Também chamados de maus condutores, os isolantes não impedem totalmente a passagem de calor, tornando o fluxo de calor mais lento. Consideram-se a madeira, o plástico, o papel e o próprio ar como maus condutores de calor. O alumínio é bom condutor de calor, pois aquece rapidamente (MAI, 2006).
O isolamento térmico minimiza os fluxos de calor quer por problemas técnicos (segurança, evitar condensação), problemas econômicos (economizar energia), ou ainda por critério de conforto térmico (NETO, 2009). Dessa maneira, a composição (alumínio, papelão e plástico) da embalagem Tetra Pak® exerce a função de isolante térmico no interior das instalações (DARÉ et al., 2005).
14 4. MATERIAIS E MÉTODOS
4.1 Local de realização do experimento
O experimento foi realizado em Granja Comercial de Suínos, no período do nascimento ao desmame (21 dias), localizada no município de Capela do Alto no estado de São Paulo, Brasil, com latitude de – 23º 28’ 14’’, longitude de – 47º 44’ 05’’e altitude de 625 metros. O clima da região, de acordo com a classificação de Köpen, é Cfa-Subtropical úmido (CEPAGRI-UNICAMP, 2012). A Granja suinícola possui criação intensiva com ciclo completo. Esta unidade de criação possui 1.300 matrizes suínas provenientes da linhagem genética AGROCERES®–PIC.
4.2 Descrição das instalações do experimento
O desenvolvimento da pesquisa foi em sala de maternidade em material de alvenaria com as seguintes características: largura de 8,65m, comprimento de 28,65m, pé-direito de 2,65m telhado
em duas águas cobertos telhas de fibrocimento, cortinas de polietileno amarelo nas laterais da
instalação (sem manejo de cortinas) e orientação da sala no sentido Norte-Sul. A figura 1 mostra a
sala usada para realizar o experimento.
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No experimento foram utilizados escamoteadores de alvenaria com dimensões (Figura 2) de área de 0,62m2 e volume de 0,46m3. No aquecimento dos escamoteadores foi utilizado resistência com potência nominal de 250 W. Os escamoteadores foram revestidos internamente com placa isolante de material Tetra Pak® (espessura 1 cm). Segundo informações do fabricante Ecofuturo a placa Tetra Pak® é confeccionada de embalagens longa vida que são submetidas ao processo de moagem e prensagem à temperatura de 180ºC. Esta placa compõe 70% de papelão, 20% de plástico, 5% de alumínio e 5% de outros resíduos recicláveis.
A área do piso dos escamoteadores foi coberta por cama de maravalha até os 7 dias de vida dos leitões e o sistema de aquecimento foi acionado durante os 21 dias. A figura 2 mostra o desenho esquemático do escamoteador:
Figura 2. Desenho esquemático do escamoteador.
4.3 Manejo
Na maternidade durante o experimento houve interferência no manejo de fechar os leitões lactentes no escamoteador aquecido, logo após o nascimento e primeira mamada do colostro, até às 24 horas de vida, com intervalos de mamada de aproximadamente 1 hora. O treinamento dos leitões a usarem o escamoteador evita as áreas de perigo ao esmagamento próximo a mãe, pois o instinto do leitão recém-nascido é ficar no úbere da mãe (Adaptado de MORES et al.,1998). As demais condições de manejo dos animais da granja foram preservadas.
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O arraçoamento para as matrizes foi realizado manualmente às 8h00, 10h00 e 16h00 horas, com a ração sendo colocada no comedouro de forma controlada e água a vontade. As leitegadas receberam a ração (100g) a partir do 7º dia de vida. A quantidade de ração fornecida para os leitões aumentava gradativamente a cada dia, aproximadamente 860g de ração/dia foi consumida até o desmame.
O manejo de transferência dos leitões foi feita pelos funcionários até o 3º dia de vida dos leitões. A quantidade de leitões nas leitegadas foi definida pelo número de tetas da matriz, desconsiderando a média de leitões desmamados no histórico da mãe.
A limpeza e desinfecção na sala de maternidade foi realizada no intervalo entre lotes, conforme o manejo da granja. Nesse manejo de limpeza das instalações foi removido os resíduos de ração e fezes impregnados nas baias com jato de pressão d’água e detergente. Após a limpeza, na sequência do processo, é usada soda cáustica para desinfecção e vazio sanitário de 3 dias. Após a limpeza de desinfecção a literatura recomenda um vazio de no mínimo 5 dias na sala de maternidade (SOBESTIANSKY et al., 1998b).
4.4 Experimento 1
O experimento 1 iniciou aos dez dias de vida dos leitões e finalizado ao desmame (20 dias). Nesse período foram feitos os ajustes dos equipamentos nas instalações elétricas. A eficiência térmica dos escamoteadores foi avaliado por meio das variáveis climáticas (temperatura do ar e umidade relativa do ar) e ganho de peso diário dos leitões lactentes. Em cada escamoteador foi avaliado a quantidade média de 12,5 leitões no tratamento TPK e 11,3 leitões no tratamento TCON.
4.5 Experimento 2
O experimento 2 foi realizado no período do nascimento ao desmame dos leitões lactentes (20 dias). Neste período foram avaliadas as variáveis climáticas interna e externa dos escamoteadores, consumo de energia (kWh), temperatura superficial de pele, ganho de peso diário dos leitões submetidos aos tratamentos (TCON e TPK) e a influência dos tratamentos no conforto térmico das
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matrizes. A quantidade média dos leitões de cada leitegada foi 11,8 para o tratamento TPK e
TCON foi de 11,5.
4.6 Delineamento experimental
O delineamento foi inteiramente casualisado, adotando-se dois tratamentos (TPK e TCON) com 6 repetições (escamoteador) para cada tratamento. O período de estudo foi no nascer ao desmame (21 dias) dos leitões. A análise estatística dos dados paramétricos de variáveis climáticas, temperatura de pele, avaliações zootécnicas (ganho de peso diário) e consumo de energia foram feitas pelo Teste “t” de Student (P<0,05). As análises estatísticas para os dados não-paramétricos, tais como os parâmetros comportamentais, foram feitas pelo Teste Kruskal-Wallis, por meio do Software Estatístico STATGRAPHICS plus versão 4.1.
Os tratamentos avaliados foram:
Tratamento controle (TCON): Escamoteador aquecido por meio de resistência elétrica suspensa (250 W), controlado por termostato e sem revestimento interno de placa Tetra Pak® (Figura 3). Tratamento com isolamento (TPK): Escamoteador aquecido por meio de resistência elétrica suspensa (250 W), controlado por termostato e com revestimento interno de placa Tetra Pak® (Figura 4).
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Figura 3. Abrigo escamoteador sem revestimento interno (TCON) e aquecido por meio de resistência elétrica suspensa (250 W).
Figura 4. Abrigo escamoteador com revestimento interno de placa Tetra Pak® (TPK) e aquecido por meio de resistência elétrica suspensa (250 W).
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As repetições foram distribuídas de forma aleatória na sala de maternidade. As matrizes foram distribuídas ao acaso nos tratamentos (TCON-TPK). A figura 5 mostra a distribuição dos tratamentos na sala maternidade.
Figura 5. Ilustração da distribuição dos tratamentos na sala maternidade.
4.7 Cálculo do coeficiente de condutividade térmica da placa ecológica Tetra Pak®
O coeficiente de condutividade térmica da placa Tetra Pak® foi calculado baseado pela citação de Incropera & Dewitt (1985) dada pela equação 1:
Em que: (2) Tem–se que: T3) (3) Onde: h = coeficiente de convecção;
20 = espessura da Placa (1cm);
T1 = temperatura do ar dentro do ambiente térmico (ºC); T2 = temperatura da superfície interna da placa (ºC); T3 = temperatura da superfície externa da placa (ºC); k = condutividade térmica do material (W. m-2 ºC-).
O coeficiente de condução térmica (k) da placa Tetra Pak® calculado foi de 0,010 W. m2 ºC-1 considerado por Baeta & Souza, (2012) um material de baixa condutividade térmica, quando comparado ao (k) da madeira 0,05 e 0,16 W. m-2 ºC-1.
4.8 Cálculos da carga térmica do ambiente escamoteador
O cálculo de carga térmica é soma de todas as formas de calor no interior do escamoteador, tal qual define a potência de aquecimento do escamoteador. Para calcular a carga térmica do ambiente foi utilizada a metodologia de Abreu et al. (2000), com adaptações, baseada na Lei de Conservação de Energia dada pela relação 4.
Ee + Eg = Es + Ea (4)
Em que:
Ee = Taxa de calor que entra no sistema; Eg = Taxa de calor gerado pelo sistema; Es = Taxa de calor que sai do sistema; e Ea = Taxa de calor armazenada pelo sistema. Considerando que:
Ee = Ea Tem-se que: Eg = Es ,
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Es = U.A (T1 – T2) (5)
Onde:
Es = perdas térmicas, W;
U = coeficiente global de transferência de calor, W. m-2 ºC-1; A = área total do elemento, m2;
T1 = temperatura do espaço climatizado (32ºC); T2 = temperatura do ar exterior (10ºC).
A faixa de conforto térmico ideal para os leitões lactentes foi de 30°C a 34°C, segundo o Guia de Manejo AGROCERES®-PIC. No ambiente externo foi adotado a temperatura mínima de 10ºC com maior probabilidade de ocorrência no município de Capela do Alto, de acordo com dados divulgados pelo CEPAGRI (2012). A potência da resistência suspensa para o escamoteador aquecido foi determinada pela equação 5 como sendo de 150 W. Em virtude do manejo, fuga de calor pela porta do escamoteador, queda de tensão na rede elétrica da granja e por medida de segurança com relação ao aquecimento dos leitões foi usada a resistência de 250 W nos tratamentos.
4.9 Conforto térmico
4.9.1 Temperatura e umidade relativa
A temperatura de conforto térmico dos leitões submetidos ao escamoteador aquecido foi de 30°C a 34°C, com base no Guia de Manejo AGROCERES®-PIC. Na literatura não há estudos que definem a faixa ideal de umidade relativa para leitões submetidos ao escamoteador aquecido. Por isso foi considerada nas análises a faixa e umidade relativa de 50-70% (MIRANDA-SILVA et al., 2012) para suínos.
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As variáveis de temperatura (Tbs) e UR foram aferidas para verificar a eficiência no uso do isolante térmico interno nos escamoteadores aquecidos. A temperatura de bulbo seco (Tbs) e umidade relativa do ar (UR) foram avaliadas no interior do escamoteador por meio de transmissores de temperatura (Tbs) e umidade (UR) (modelo RHT-WM e precisão ± 0,5ºC), conectados a registradores de dados (modelo Fieldlogger). A influência do ambiente externo sobre o interior dos escamoteadores foi avaliado usando o acumulador de dados modelo HOBO®. Os dados de temperatura e a umidade do ar da sala maternidade foram mensurados a 1,3m de altura do piso. Essas variáveis de Tbs e UR foram registradas a cada 15 minutos (SARUBBI, 2009). A velocidade do ar na sala maternidade e no escamoteador não foi considerada, pelo fato da instalação ser totalmente fechada por cortina.
4.9.2 Distribuição espacial de calor no escamoteador
A análise da distribuição espacial de calor na superfície do piso foi feita por meio da câmera termográfica (Fluke Ti 32, exatidão na medição de ±2°C), registrando a temperatura no interior dos escamoteadores em 50 pontos, conforme representação da figura 6. As imagens foram adquiridas de forma aleatória às 8h00min, 10h00min e às 14h00min, no momento em que os leitões estavam fora do escamoteador, em ambos os tratamentos TPK e TCON. Os dados do dia frio 04/10/15 foram analisados pelo programa computacional SURFER®, versão 4.1. Com uso
deste programa foi determinado os pontos críticos em relação às variáveis de temperatura, identificando os locais de maior heterogeneidade na distribuição espacial destas variáveis. O índice de emissividade (ε) utilizado para obter a temperatura de superfície do piso (cimento) foi de 0,92, fornecida pelo guia da própria câmera termográfica. A figura 6 mostra a distribuição dos pontos no interior do escamoteador:
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Figura 6. Sentido da coleta dos pontos no interior do escamoteador
4.9.3 Índice de Temperatura e Umidade (ITU)
A partir dos dados na faixa de conforto térmico de temperatura de bulbo seco no interior do escamoteador (30-34ºC), sala maternidade (16-21ºC) e umidade relativa (50-70%) do ar (abrigo escamoteador e área interna da sala maternidade) foi calculado a faixa ideal de conforto do Índice de Temperatura e Umidade (ITU) que é dado pela relação 6, utilizada e adaptada por SARUBBI (2010):
ITU = Ts + 0,36To + 41,2 (6) Sendo:
ITU = Índice de Temperatura e Umidade;
Ts = Temperatura do termômetro de bulbo seco, °C; To = Temperatura do ponto de orvalho, °C.
24 4.9.4 Entalpia
A entalpia específica (H) será correlacionada a Tbs e a UR, podendo ser calculado um valor ideal para H. Por definição, a entalpia é a energia contida no ar úmido, por unidade de massa de ar seco, sendo expressa por kcal/kg de ar seco ou kJ/kg de ar seco. A equação 7 foi a utilizada para o cálculo da entalpia (kJ/kg de ar seco) é (RODRIGUES et al. (2010):
Sendo: H = Entalpia (kJ.kg ar seco-1);
t = Temperatura de bulbo seco do ar (ºC); UR = Umidade relativa do ar (%);
PB= Pressão barométrica local (mmHg).
4.9.5 Temperatura superficial de pele do leitão e matriz
A temperatura superficial de pele do leitão lactente e da matriz foi obtida por meio da câmera termográfica (Fluke Ti 32, exatidão na medição de ±2°C) a uma distância de aproximadamente 1,5 metros do ponto avaliado. As imagens foram armazenadas para posteriores análises de média de temperatura, utilizando o software Smart View 3.1.
O índice de emissividade (ε) utilizado para obter a temperatura superficial da pele dos animais foi de 0,98 para tecidos biológicos. Este valor de emissividade foi obtido no guia da própria câmera termográfica.
Na avaliação da temperatura superficial de pele dos leitões lactentes foram capturadas 840 imagens, nos horários das 8h00min, 10h00min, 12h00min, 14h00min e 16h00min. A temperatura superficial de pele desses animais foi avaliada na região da nuca (Figura 7). A temperatura de pele dos leitões lactentes foi relacionada com as ocorrências comportamentais observadas que foram: deitados espalhados, deitados afastados da fonte, deitados lado a lado, deitados uns sobre os outros
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e deitados junto à mãe. Foi definida a temperatura superficial de pele entre 36,5 e 39ºC, considerada normal para leitões (FERREIRA et al., 2007).
Figura 7. Imagens termográficas dos leitões no interior do escamoteador.
As influências dos escamoteadores aquecidos no conforto térmico das matrizes foram avaliadas por meio de 240 imagens, abrangendo toda a extensão corporal da matriz (adaptado de Nääs et al., 2013), nos horários 9h00min, 11h00min, 15h00min e 17h00min. Estas imagens foram capturadas em cinco dias escolhidos aleatoriamente. As avaliações da temperatura superficial de pele foram feitas na região da paleta da matriz nas imagens capturadas de um dia frio (02/10/14) e um dia quente (30/09/14). À temperatura da pele da matriz adotada foi de 34°C, considerando as condições de alojamento dentro da zona de termoneutralidade (MALMKVST et al., 2012).
4.9.6 Comportamento dos leitões lactentes
Os parâmetros comportamentais dos leitões dentro do escamoteador foram avaliados pelo etograma comportamental referente ao conforto térmico. A tabela 1 mostra o etograma das posturas dos leitões lactentes dentro e fora do escamoteador:
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Tabela 1. Etograma comportamental referente ao conforto térmico dos leitões lactentes dentro e fora do escamoteador.
Comportamento Descrição
Postura dentro do escamoteador
Deitados espalhados (DE) Leitões deitados afastados uns dos outros sobre a fonte de aquecimento, indicando conforto térmico. Deitados lado a lado (DLL) Leitões deitados próximos uns dos outros com a pele em contato, evitando a perda de calor corporal.
Deitados uns sobre os outros (DUSO) Leitões deitados aglomerados em grupos quando estão com frio para trocar calor e manter a temperatura corporal.
Deitados uns sob os outros afastados da fonte (DAFSO) Leitões deitados uns sobre os outros e afastados da fonte quando a temperatura está quente próximo a fonte de aquecimento.
Deitados afastados da fonte (DAF) Leitões deitados afastados da fonte de aquecimento quando a temperatura está muito quente.
Frequência de leitões (FLD) Número de leitões dentro do escamoteador expressando o comportamento (deitado).
Postura fora do escamoteador
Deitados espalhado fora (DEF) Leitões expressam conforto térmico, deitados espalhados fora escamoteador.
Deitados lado a lado fora (DLLF) Leitões deitados lado a lado para evitar a perda de calor fora do escamoteador.
Mamada (MA) Ato do leitão de sugar leite da matriz.
Deitados junto a mãe (DJM) Leitões deitados junto a mãe para se manterem aquecidos.
Deitados uns sobre os outros (DSOF) Leitões deitados uns sobre os outros afastados da mãe em situação de frio fora do escamoteador. Deitados lado a lado (LLF) Leitões deitados lado a lado afastado da mãe. Deitados espalhados afastados da mãe (EAM) Leitões deitados espalhados afastados da mãe,
indicando conforto térmico.
Andando (AF) Interação social, defecação, ingestão de água e ração.
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As frequências comportamentais dos leitões lactentes foram contabilizadas por um observador posicionando estrategicamente na tampa móvel do escamoteador nos horários das 8h00min, 10h00min, 12h00min, 14h00min e 16h00min. Essas observações foram realizadas a partir do segundo dia de vida até o desmame para todos os leitões submetidos aos tratamentos.
4.10 Avaliações zootécnicas
Os índices zootécnicos avaliados foram: peso ao nascer, ganho de peso diário, ganho de peso médio, peso ao desmame e mortalidade dos animais. A variável utilizada para avaliar o desempenho zootécnico dos animais foi o peso (kg) inicial dos leitões lactentes, peso ao desmame e ganho de peso diário (GPD) que é calculado pela relação 8:
GPD = GPP ÷ ND (8)
Em que:
GPD = ganho de peso diário (kg/ dia) GPP = ganho de peso do período (kg)
ND = número de dias em que os animais permanecem na maternidade.
Os leitões foram pesados individualmente a partir no 4º dia de idade, após o manejo de transferência das leitegadas e o peso final ao desmame. O ganho de peso diário dos leitões entre os tratamentos foi comparado.
A taxa de mortalidade foi determinada tendo por base o número de óbitos ocorridos nos tratamentos em duas fases: no nascimento até o 3º dia de vida e após o manejo de transferência dos leitões com quatro dias de vida até o desmame. Os óbitos foram contabilizados para o cálculo da taxa de mortalidade. Neste cálculo foi considerado o período experimental e os números de animais para cada tratamento, conforme a relação 9:
Tm = N0 .100 (9) Nt
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Tm = Taxa de mortalidade dos leitões (%); N0 = Número de óbitos em cada tratamento; Nt = Número total de animais em cada tratamento.
4.11 Análise do uso de energia elétrica
Os escamoteadores foram aquecidos com uso de resistência elétrica de 250 W de potência nominal e controle de temperatura (30ºC a 34ºC) pelo termostato digital modelo N321 (precisão ±1ºC) que acionava as resistências elétricas (liga-desliga), mantendo o mesmo ambiente térmico nos tratamentos TCON e TPK.
A avaliação do uso da energia elétrica pelos equipamentos foi feita por meio do analisador multivariável eletrônico individual (Mult K Grafic-Empresa KRON), instalado no circuito alimentador de cada uma das resistências. O consumo de energia elétrica foi verificado no mesmo período, em que foram medidos os dados de temperatura e umidade relativa do ar no interior dos escamoteadores. Estes dados foram registrados a cada 15 minutos (de acordo com padrão da ANEEL), 24 horas por dia. Os dados dos medidores foram analisados em programa computacional específico dos medidores.
O consumo específico foi calculado com os dados de consumo de energia elétrica (kWh) nos tratamentos com relação ao produto gerado (kg de peso diário no período de 21 dias). O consumo específico foi determinado pela relação 10.
Cesi = CDi ÷ GPDi . N (10) Sendo:
Cesi = consumo específico da energia elétrica, (kWh.kg-1 de peso vivo); CDi = consumo diário de energia elétrica, (kWh.dia-1);
GPDi = ganho de peso diário médio, (kg.animal-1.dia-1); N = número de animais.
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O custo específico foi calculado com base no indicador de consumo específico (kWh. kg -1
) e a tarifa de consumo de energia elétrica para o setor rural. O custo específico foi calculado pela relação 11:
Cei = Cesi * T (11)
Sendo:
Cei = Custo especifico (R$. kg-1) diário (i);
31 5. Resultados e Discussões
5.1 Experimento 1
Nesse experimento foi feito o teste de validação das condições de campo, foi avaliada a eficiência térmica nos tratamentos TCON e TPK. Estão apresentados na tabela 2 os resultados referentes a temperatura de bulbo seco, umidade relativa do ar, Índice de Temperatura e Umidade (ITU) e ganho de peso dos leitões submetidos aos tratamentos. No cálculo ITU foi considerada a temperatura de bulbo seco (30-34ºC) e umidade relativa (50-70%). A faixa de conforto térmico do ITU varia de 78 a 85 para leitões lactentes.
Tabela 2. Valores médios (média ± erro padrão) das variáveis climáticas, ITU e desempenho dos leitões submetidos aos tratamentos (TPK-TCON) em sala maternidade (27,8ºC e UR 45%).
Parâmetros Tratamentos P-Valores TPK TCON Variáveis climáticas Temperatura (ºC) 33,80 (±0,06)a 33,17 (±0,06)b 0,0000 Umidade Relativa (%) 41,72 (±0,12)b 44,61 (±0,12)a 0,0000
Índice de temperatura e Umidade
ITU 82,51 (±0,07)b 82,93 (±0,16)a 0,0000
Desempenho dos leitões
Peso inicial (kg) 2,49 (±0,08)a 2,70 (±0,09)a N.S Ganho em peso diário (kg) 0,280 (±0,02)a 0,278 (±0,02)a N.S Peso final ao desmame (kg) 5,28 (±0,16)a 5,58 (±0,18)a N.S Media de leitões/leitegada 12,5 (±0,38)a 11,33 (±0,38)a N.S Dados de parâmetros com letras diferentes, na linha, diferem entre si pelo teste “t” de Student (P<0,05). N.S = não significativo.
A temperatura do ar, umidade relativa do ar e o ITU (P<0,05) diferiram entre os tratamentos. A temperatura do ar (33,8ºC) do ar no tratamento TPK esteve numericamente acima (33,1ºC) no tratamento TCON. Os leitões foram mantidos na temperatura na faixa de conforto térmico de 30 a 34ºC, nos tratamentos.
32
A umidade relativa nos tratamentos TPK (41,72%) e TCON (44,61%) não atingiu a faixa de conforto térmico encontrado na literatura. A umidade relativa varia de acordo com a temperatura do ar do ambiente interno, permanecendo na faixa de 50% a 70% para leitões (MIRANDA-SILVA et al., 2012).
No cálculo ITU ideal para os leitões lactentes foram considerados a temperatura de conforto térmico (30-34°) e a umidade relativa (50-70%). Assim, o ITU confortável para leitões lactentes em fase de maternidade varia entre 78 a 85. No entanto o índice de conforto térmico (ITU) diferiu (P<0,05) nos tratamentos. Os tratamentos apresentaram média similar de ITU na faixa de conforto térmico (78 a 85). Caldara et al. (2014) consideram para cálculo de ITU os valores recomendados de temperatura (30-32ºC) e umidade relativa na primeira semana de vida dos leitões. Na primeira semana de vida o ITU varia entre 83,5 a 87,6.
O peso inicial, ganho de peso diário e peso ao desmame dos leitões não diferiram entre os tratamentos (P>0,05). As médias dos pesos iniciais dos leitões nos tratamentos TPK e TCON foram 2,49kg e 2,70kg, respectivamente. Estes valores estão na faixa recomendada para um desenvolvimento uniforme dos leitões obtendo um ganho de peso médio diário de 0,240kg (MORES et al., 1998).
O peso final ao desmame foi homogêneo entre os tratamentos TPK (5,28kg) e TCON (5,58kg). O desempenho foi considerado bom pela literatura, quando atinge peso médio superior de 6,63 kg no desmame (FERNANDES et al., 2011), mas as condições de conforto térmico da matriz na sala maternidade podem ter influenciado no desempenho dos leitões lactentes nos tratamentos.
5.2 Experimento 2
No experimento 2 foram avaliadas as condições de conforto térmico (variáveis climáticas, temperatura superficial de pele, desempenho dos leitões lactentes, consumo de energia (kWh) nos tratamentos (TCON-TPK) e a influência do aquecimento dos escamoteadores no conforto térmico das matrizes.
33 5.2.1 Conforto térmico dos leitões
5.2.2 Temperatura e Umidade
O controle da temperatura do ar nos tratamentos TPK e TCON, em que os animais foram submetidos, foi importante para proporcionar um ambiente confortável aos leitões lactentes em fase de maternidade.
Os valores apresentados na tabela 3 fazem a comparação das médias das variáveis analisadas do abrigo escamoteador TPK e TCON.
Tabela 3. Valores médios (média ± erro padrão) de variáveis climáticas e ITU (Índice de Temperatura e Umidade) dos leitões submetidos aos tratamentos (TPK, TCON).
Parâmetros Sala Maternidade Tratamentos P-Valores TPK TCON Variáveis climáticas Temperatura (°C) 23,30 (±0,04)c 33,05 (±0,02)a 32,61 (±0,02)b 0,0000 Umidade Relativa (%) 55,8 (±0,04)a 48,73 (±0,19)b 47,91 (±0,19)c 0,0000
Índice de Temperatura e Umidade
ITU 70,05 (±0,06)c 82,38 (±0,02)a 81,70 (±0,02)b 0,0000 Parâmetros ambientais com letras diferentes na linha diferem entre si pelo Test “t” de Student (P<0,05).
A temperatura do ar e umidade relativa do ar (P<0,05) diferiu entre os tratamentos TPK e TCON. A temperatura do ar foi mantida na faixa de conforto térmico dos leitões lactentes, em ambos os tratamentos. A temperatura do ar (Tabela 3) interna do abrigo escamoteador no tratamento TPK (33,05ºC) foi numericamente superior ao tratamento TCON (32,61ºC). Isto indica que o isolamento térmico manteve o escamoteador aquecido por mais tempo do que o escamoteador convencional, evitando perda e troca de calor para o ambiente externo. Vasdal et al. (2010) relatam que a faixa de conforto de temperatura 30-34ºC mantém um microclima (escamoteador) adequado, evitando a hipotermia em leitões.
A umidade relativa (Tabela 3) diferiu (P<0,05) nos tratamentos TPK (48,73%) e TCON (47,91%). A média de umidade relativa não atingiu a faixa recomendada de 50 a 70% nos
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tratamentos. Na literatura não existem estudos experimentais que definem a faixa ideal de umidade relativa do ar para os suínos. Por outro lado, um nível muito baixo de umidade pode predispor a irritação do trato respiratório, enquanto uma umidade relativa do ar excessivamente alta pode
prejudicar a termorregulação (BOLLEN & RITSKES-HOITINGA, 2007). Embora a condição
ambiental do escamoteador aquecido com resistência elétrica influencia na umidade relativa, apresentando valores médios de umidade relativa 50,6% e temperatura de 32,9ºC (PANDORFI et al.,2005).
O ITU diferiu (P<0,05) nos tratamentos. A similaridade da temperatura do ar na faixa de conforto térmico resultou no ITU de 82,38 (TPK) e 81,70 (TCON), considerado ideal para os leitões lactentes. A faixa ideal de ITU dos leitões lactentes varia de 78 a 85. De acordo com Caldara et al. (2014) o ITU ideal varia 83,5 a 87,6, valor crítico inferior a 66,4, e superior a 92,1 para leitões lactentes na primeira semana de vida.
A figura 8 apresenta o comportamento da temperatura do ar (Tbs) ao longo do período estudado, nos tratamentos.
Figura 8. Distribuição da temperatura do ar interna do escamoteador nos tratamentos (TPK-TCON).
O tratamento TPK manteve a temperatura do ar na zona de conforto térmico (30-34ºC) dos animais em aproximadamente 75,46% (Figura 8) do tempo quando comparado ao tratamento
75,46% 24,35% 1,73% 73,87% 21,08% 5,36% ≥ 30-34 (conforto) > 34 < 30 T em po de estuda do Temperatura ºC TCON TPK Tratamentos:
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TCON (73,87%). O tratamento TPK apresentou 24,35% dos valores acima da temperatura da zona de conforto ideal para os animais e o tratamento TCON teve 21,08%. Consequentemente, a temperatura superior a faixa de conforto térmico dos animais pode ser prejudicial ao bem-estar.
O tratamento TPK apresentou temperatura do ar interna abaixo da zona de conforto (<30ºC) em 1,73% do tempo, enquanto o tratamento TCON apresentou temperatura do ar abaixo da zona de conforto em 5,36%. O tratamento TPK foi eficiente no aquecimento, proporcionando um ambiente confortável aos leitões lactentes. Todos os tratamentos mantiveram o ambiente confortável aos animais, porém o tratamento TPK manteve a temperatura acima da zona de conforto térmico dos leitões (>34). Sendo assim, foi possível notar a importância do isolamento térmico com material reciclado em escamoteadores aquecidos, retendo o calor.
A figura 9 apresenta como a umidade relativa (UR) se distribuiu ao longo do período estudado, nos tratamentos.
Figura 9. Distribuição da umidade relativa do ar no interior do escamoteador nos tratamentos (TPK-TCON).
A distribuição de umidade relativa do ar no interior dos escamoteadores no tratamento TPK manteve maior período nos níveis de conforto (50-70%) com 42,30% contra o tratamento TCON (35,57%). O tratamento TCON proporcionou maior nível de UR 61,83% abaixo da zona de
55,63% 42,30% 2,31% 61,87% 35,57% 2,60% < 50 UR ≥ 50 UR ≤ 70 > 70 UR TCON TPK P er ío do estuda do (% ) Umidaderelativa (%) Tratamentos:
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conforto térmico (<50%UR), corroborando para menor índice de umidade relativa (55,63%) no tratamento TPK, influenciado pela maior temperatura de bulbo seco (33,05ºC) em função do isolamento térmico no interior do escamoteador. Huynh et al. (2005) concluíram que a temperatura ambiente afeta fortemente as mudanças fisiológicas e o desempenho dos suínos, enquanto que a umidade relativa tem um efeito relativamente menor sobre o estresse dos suínos em crescimento, constataram que a combinação de alta temperatura e alta umidade relativa reduziu o ganho de peso diário dos animais.
A variação da temperatura do ar diária nos tratamentos (TPK, TCON) e sala maternidade, ocorridas nas horas do dia frio (03/10/14) e quente (06/10/14), durante o período experimental é ilustrada nas figuras 10 e 11.
Figura 10. Comportamento da temperatura de bulbo seco interna dos escamoteadores (tratamentos TPK-TCON) aquecidos (controle do tipo liga/desliga 30-34ºC) e sala maternidade (TºC sala), durante o período de 24h (dia quente).
10 15 20 25 30 35 40 0 0 :0 6 :0 0 0 1 :0 6 :0 0 0 2 :0 6 :0 0 0 3 :0 6 :0 0 0 4 :0 6 :0 0 0 5 :0 6 :0 0 0 6 :0 6 :0 0 0 7 :0 6 :0 0 0 8 :0 6 :0 0 0 9 :0 6 :0 0 1 0 :0 6 :0 0 1 1 :0 6 :0 0 1 2 :0 6 :0 0 1 3 :0 6 :0 0 1 4 :0 6 :0 0 1 5 :0 6 :0 0 1 6 :0 6 :0 0 1 7 :0 6 :0 0 1 8 :0 6 :0 0 1 9 :0 6 :0 0 2 0 :0 6 :0 0 2 1 :0 6 :0 0 2 2 :0 6 :0 0 2 3 :0 6 :0 0 T em pera tura ( ºC) Período de observação
