UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Faculdade de Engenharia Agricola
EFEITOS DA VENTILA<;::AO NATURAL
EM INSTALA<;::OES DE SUiNOS EM
CRESCIMENTO E TERMINA<;::AO
ALUNA: Monica Aparecida Agniar dos Santos
ORIENTADOR: Prof. Dr. Valdomiro Shigueru Miyada
Campinas - SP
Novembro de 2001
f'i<, ::' DA1A
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PARECER
Este
exemplar
corresponde
a
redac;:ao final da tese de doutorado
defendida por MONICA APARECIDA
AGUIAR DOS SANTOS
e aprovada pela
Comissao Julgadora em 30 de julho de
2001.
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
FACULDADE DE ENGENHARIA AGRiCOLA
EFEITOS DA
VENTILA~AO
NATURAL
EM
INSTALA~OES
DE SUINOS EM
CRESCIMENTO E
TERMINA~AO
MONICA AP ARECIDA AGUIAR DOS SANTOS
Tese apresentada
a
FEAGRI!UNICAMP em cumprimento dos requisitos para a obten~iio do titulo de doutor em Engenharia Agricola - Area de Concentra~iio: Constrn~oes Rurais e Ambiencia.Campinas - SP
Novembro de 2001
FICHA CATALOGRAFICA ELABORADA PELA BffiLIOTECA DA AREA DE ENGENHARIA - BAE - UNICAMP
Santos, Monica Aparecida Aguiar dos
Sa59e Efeitos da ventilas;ao natural em instala96es de suinos em
crescimento e termina9ao I Monica Aparecida Aguiar dos
Santos. --Campinas, SP: [s.n.], 2001. Orientador: Valdomiro Shigueru Miyada.
Tese (doutorado)- Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola.
1. Suino- Ventila¢o. 2. Charnines. 3. Ventila9ao. I.
Miyada, Valdomiro Shigueru. II. Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Agricola. III. Titulo.
AGRADECIMENTOS
A
Universidade Estadual de Campinas, atraves da Faculdade de Engenharia Agricola edo Departamento de Constru~oes Rurais, pelo apoio e pela oportunidade de realiza~ao do
curso.
A
Sadia S.A- Unidade de Faxinal dos Guedes- SC, por perrnitir a realiza~o destapesquisa em sua granja.
Ao Sr. Edson Roberto Pescador, Chefe do Departamento de Multiplicayao de Suinos e responsavel pela granja onde a pesquisa foi realizada, por toda ajuda concedida
principalmente nas fases de implanta~ao e condu~ao desta pesquisa.
Ao Professor V aldomiro Shigueru Miyada, peia orientayao e principalmente pela
paciencia e dedica~o durante toda a condu~ao da pesquisa.
Ao Professor Joaquim Roberto Neto, peia importante colaboray1io no delineamento e na analise estatistica dos dados obtidos nesta pesquisa.
A Professora Irenilza Aiencar Niiils, pelos ensinamentos e pela arnizade.
Ao Dr. Carlos Claudio Perdomo, pela prontid1io com que sempre me atendeu e peios conhecimentos repassados durante a realizayao desta pesquisa.
A
minha grande arniga Silvia Helena Nogueira Turco, que pelo seu apoio e insistenciatornou possivel a realiza~ao desta pesquisa.
Ao meu esposo, Luiz, que sempre esteve ao meu !ado me ajudando e dando foryas para que fosse possivel terrninar esta pesquisa.
A
minha amada filha Miiena, que sem o seu amor nada disso teria sentido.CONTEiiDO
Pagina LIST A DE FIGURAS ... vn LIST A DE T ABELAS ... ... ... . ... . . ... .. ... .. ... ... ... .. . . ... . . . ... 1X RESUMO . . . ... . . ... ... .. . . .. .. ... .. ... ... .. .. .. . . . ... .. . ... ... .... X111 ABSTRACT .. . . ... ... ... ... ... ... . . ... .. .. . . ... .. . . ... . . . ... ... Xlv 1 - INTRODUC;:AO ... ... .. . .. . . .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 1 2 - OBJETIVO . ... .. . . .. . . ... .... ... .. . . ... .. . . . .. ... . . . ... .. ... .. . ... ... 3 3 - REVISAO BIBLIOGRAFICA ... . .. . ... ... .. ... ... ... .. . ... .. 5 3.1 - OS SullvOS E 0 AMBIENT£... 5 3. 2 - ESTRESSE TERMICO ... ... ... .. ... .. . . ... .. ... .. .. . .. ... .. . ... 93 .2.1 - CONSEQUllNCIAS SOBRE 0 CON SUMO ALIMENT AR DOS SuiNOS . . . .. . . .. . . 9
3 .2.2 - CONSEQUllNCIAS SOBRE AT AXA DE CRESCIMENTO DOS SuiNOS . . . .. . .. . . .. . 12
3 .2.3 - CONSEQUllNCIAS SOBRE A SAUDE DOS SLiNOS . .. .. . . .. . . .. . . .. . . 13
3.3- VENTILA<;AO NATURAL... 16
3.3 .1 - VEN=A<;AO NATh"RAL POR A<;AO DOS VENTOS ... ... 20
3.3.2 - VEI\'TIIA<;AO NATURAL POR DIFEREN<;A DE TEMPERATURA (EFEITO CHAMINE) .... 23
3. 4 - 0 LANTERNIM... ... . . ... . . ... . . .. . . ... .. . . .. . . .. . . ... .. 29
3.5- iNDICES DE CONFORTO TERMJCO ... 30
4- METODOLOGIA ... 35
4.1- CARACTERIZA<;AO DAS CONDI<;OES CL!MATJCAS DA REGIAO ... 36
4.2- CARACTERiSTICAS DA EDIFICA<;AO ... 37
4.3-MANEJODOSANIMAIS... 38
4.5- COLETA DE DADOS E CMCULOS ... 42 4. 6- ANALISE ESTATiSTICA ... ... .. . .. . . ... ... .. . ... . .. . .. .... ... 44 5- RESULTADOS E DISCUSSAO ... 45 5.1-AVALIA(:AO TERMICAAMBIENTAL ... 45 5.1.1-VERAO ... 46 5.1.2-!NVERNO ...•...•...•... 54
5.2- DESEMPENHO DOS ANIMAJS ... 60
5.2.1-VERAO ... 60
5.2.2-Th'VERNO ...•..•.•.••..•...•••... 69
6- CONCLUSOES ... 79
7- REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ... 81
LIST A DE FIGURAS
Pilgina Figura 4.1 -Mapa geognifico do Estado de Santa Catarina, destacando
o municipio de Faxinal dos Guedes... 35
Figura 4.2- Vista externa do galpao de crescimento e tenninayao (ala com
Janternim).... ... . .... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... .. .... ... ... .... 38
Figura 4.3- Esquema de distribuiyao das baias que foram monitoradas... 39
Figura 5.1 - Estimativa do indice de temperatura de globo e umidade (ITGU), para o ambiente interno do galpao e externo, em funyao do honmo, no
verao... 48
Figura 5.2- Estimativa da carga tennica radiante (CTR), em W/m2, para o
ambiente interno do galpao e externo, em funyao do honmo, no verao.. ... .... ... 49
Figura 5.3- Estimativa da umidade relativa do ar (UR), em%, para o ambiente
interno do galpao e externo, em funyao do honmo, no verao. ... .. ... ... . . .... ... 51
Figura 5.4- Estimativa do indice de temperatura de globo e umidade (ITGU), para o ambiente interno do galpao e externo, em funyao do horario, no
inverno... 56
Figura 5.5- Estimativa da carga tennica radiante (CTR), em W/m2, para o
ambiente interno do galpao e externo, em funyao do horario, no inverno . .... .. ... 57
Figura 5.6- Estimativa da umidade relativa do ar (UR), em%, para o ambiente
interno do galpao e externo, em funyao do horario, no inverno... .. . . ... ... ... 59
Figura 5. 7 - Medias de consumo de agua, por tratamento durante o verao... .. . . 67
Figura 5.8- Medias do numero de remeas descartadas, por canibalismo, por
Figura 5.9- Media dos niveis de amonia, por tratamento, durante o veriio... 68 Figura 5.10-Medias de consurno de agua, por tratamento durante o invemo... 76 Figura 5.11 -Medias do nfunero de ffimeas descartadas, por canibalismo, por
tratamento, durante o invemo... 76 Figura 5.12-Media dos niveis de amonia, por tratamento, durante o invemo... 77
LIST A DE TABELAS
Pagina Tabela 3.1- Zonas de terrnoneutralidade dos suinos... 6 Tabela 3.2- Exigencias de agua (litro/animal/dia) de acordo com a fase do ciclo de produ9iio e vaziio minima do bebedouro... 8 Tabela 3.3- Redu9iio no consumo alimentar afetado pela temperatura ambiental 12 ·Tabela 3.4 - Mudan9as na taxa de crescimento diitria de suinos afetado pela
temperatura ambiente... .. . . 13 Tabela 3.5- Concentra¢es mitximas de gases recomendadas... 16 Tabela 3.6- Taxas de ventila9iio consideradas 6timas para suinos... 18 Tabela 3.7- Taxas de ventila9iio recomendadas, para animais em confinamento, de acordo com a fase de desenvolvimento... ... ... ... .... ... ... ... ... 27 Tabela 3.8 - Dimensoes caracteristicas do telhado, para abrigos de suinos, no Estado de Siio Paulo... 29 Tabela 4.1 - Dados Meteorol6gicos referentes ao periodo de 1993 a 1998 da cidade de Chapec6, Estado de Santa Catarina... 36 Tabela 4.2 - Forrnula9iio basica das ra96es que foram utilizadas durante o ex:perimento.... . . 40 Tabela 4.3 - Manejo das cortinas e lanternim de acordo com a temperatura ambiente (padriio adotado pel a empresa)... . . . 41 Tabela 5.1 - V alores medios, mitximos, minimos e desvio padriio da temperaturas de bulbo seco ("C), bulbo umido ("C), globo negro ("C) e
velocidade do ar (m.s-1), obtidos em ambos em ambos os tratamentos, durante o
experimento de veriio... .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. . .. . . .. .. .. .. .. .. .. .. .. . 4 5 Tabela 5.2 - Valores medios, maximos, minimos e desvio padriio da
temperaturas de bulbo seco
eC),
bulbo iunido ("C), globo negroeq
evelocidade do ar (m.s-1), obtidos em ambos os tratamentos, durante o
experimento de inverno... .. .. . . .. . .. .. .. .. . .. . .. .. .. . .. .. .. .. .. .. . .. . .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. .. .. . 46 Tabela 5.3 - Valores medios do indice de temperatura de globo e umidade
(ITGU), observados em cada tratamento, no veriio.... ... ... ... .... 47
Tabela 5.4 - Valores medios do indice de temperatura de globo e umidade
(ITGU), dentro do galpiio e ambiente externo, em funviio dos horarios, no veriio 4 7
Tabela 5.5 - Valores medios do indice de carga termica radiante (CTR),
observados em cada tratamento, no veriio .. . .. . .. .. .. .. .. . .... . .. .. .. .. . .. . .. . .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . 48
Tabela 5.6- Valores medios do indice de carga termica radiante (CTR), dentro
do galpiio e ambiente extemo, em funviio dos horarios, no veriio... 49
Tabela 5.7- Valores medios do indice bioclimatico (IDC), observados em cada
tratamento, no veriio... 50
Tabela 5.8 - Valores medios da umidade relativa do ar (UR), observadas em
cada tratamento, no veriio... ... . ... .... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... 50
Tabela 5.9- Valores medios da umidade relativa do ar (UR), dentro do galpiio e
ambiente externo, em funviio dos horarios, no veriio... ... ... 51
Tabela 5.10- Valores medios do indice de temperatura de globo e umidade
(ITGU), observados em cada tratamento, no inverno... ... ... 55
Tabela 5.11- Valores medios do indice de temperatura de globo e umidade (ITGU), dentro do galpiio e ambiente externo, em funviio dos horarios, no
mverno... 55
Tabela 5.12 - Valores medios do indice de carga termica radiante (CTR),
observados em cada tratamento, no inverno... ... ... 56
Tabela 5.13- Valores medios do indice de carga termica radiante (CTR), dentro
do galpiio e ambiente externo, em funviio dos horarios, no
Tabela 5.14- Valores medios do indice bioclimatico (IBC), observados em cada tratamento, no inverno.... .. ... ... .. ... ... ... .. ... ... ... 58 Tabela 5.15- Valores medios da umidade relativa do ar (UR), observadas em cada tratamento, no inverno... 58 Tabela 5.16- Valores medios da umidade relativa do ar (UR), dentro do galpao e ambiente externo, em fun9ao dos honirios, no inverno... ... .. .... ... ... .... 59 Tabela 5.17 - V a! ores medios de temperatura retal das remeas, por tratamento, em funyao do periodo, durante o verao... ... ... ... 60 Tabela 5.18 - Ganho de peso diario, consume de ra9ao diario e conversao alimentar, em funyao dos tratamentos, durante a primeira quinzena, no verao... 62 Tabela 5.19 - Ganho de peso diario, consume de ra9ao diario e conversao alimentar, em fun9ao dos tratamentos, durante a segunda quinzena, no verao... 62 Tabela 5.20 - Ganho de peso diario, consume de ra9ao diario e conversao alimentar, em fun9ao dos tratamentos, durante a terceira quinzena, no verao... 63 Tabela 5.21 - Ganho de peso diario, consume de ra9ao diario e conversao alimentar, em funyao dos tratamentos, durante a quarta quinzena, no verao... ... 64 Tabela 5.22 - Ganho de peso diario, consume de ra9ao diario e conversao alimentar, em funyao dos tratamentos, durante a quinta quinzena, no verao... 65 Tabela 5.23 - Ganho de peso diario, consumo de ra9iio diario e conversao alimentar, em fun9ao dos tratamentos, durante a sexta quinzena, no verao.. ... .. 66 Tabela 5.24 - Ganho de peso diario, consume de ra9ao diario e conversao alimentar, em fun9iio dos tratamentos, considerando todo o experimento, no verao... 66 Tabela 5.25 - Valores medios de temperatura retal das remeas, por tratamento, em funyao do periodo, durante o invemo. ... ... ... ... ... ... ... ... .... 69 Tabela 5.26 - Ganho de peso diario, consume de rayao diario e conversiio alimentar, em fun9ao dos tratamentos, durante a primeira quinzena, no inverno... 70 Tabela 5.27 - Ganho de peso diario, consumo de ra9ao diario e conversao alimentar, em funyao dos tratamentos, durante a segunda quinzena, no inverno.... 71
Tabela 5.28 - Ganho de peso diiirio, consumo de rayao diiirio e conversao alimentar, em funyao dos tratamentos, durante a terceira quinzena, no inverno... 71 Tabela 5.29 - Ganho de peso diiirio, consumo de rayao diiirio e conversao alimentar, em fun9ao dos tratamentos, durante a quarta quinzena, no inverno.. .... 72 Tabela 5.30 - Ganho de peso diiirio, consumo de rayao diiirio e conversao alimentar, em funyao dos tratamentos, durante a quinta quinzena, no inverno... 73 Tabela 5.31 - Ganho de peso diiirio, consumo de rayao diiirio e conversao alimentar, em funyao dos tratamentos, durante a sexta quinzena, no inverno... 74 Tabela 5.32 - Ganho de peso diiirio, consumo de rayao diiirio e conversao alimentar, em funyao dos tratamentos, considerando todo o experimento, no mverno... 75
RESUMO
Objetivou-se, com este trabalho de pesquisa, avaliar e comparar o desempenho das remeas suinas durante a fase de crescimento e termina<;iio, sob diferentes sistemas de acondicionamento termico. Foram realizados dois experimentos, o primeiro durante o Veriio e segundo durante o Inverno. Em ambos os experimentos foram aplicados os seguintes tratamentos: 1) ala do galpiio dotado de lanternim com dupla abertura lateral (CL) e 2) ala do galpiio sem lanternim (SL). Em ambos os experimentos foram utilizadas 336 remeas suinas, cruzadas (Landrace x Large White), distribuidas aleatoriamente entre as 24 baias monitoradas no galpiio. Niio foram verificadas diferen<;as, entre os tratamentos (P2 0,05), em ambos os experimentos, para o indice de temperatura de globo e umidade (ITGU), a carga termica radiante (CTR) , a umidade relativa do ar (UR) e o indice bioclimatico (ffiC), inviabilizando a inclusiio do lanternim, em galpoes de crescimento e termina<;iio, ja existentes. Tambem niio foram verificadas diferen<;as, entre os tratamentos (P2 0,05), para a temperatura retal (TR), ganho de peso, consumo de ra<;iio e conversiio alimentar. As observa<;Oes realizadas no consumo de agua, demonstraram que as remeas submetidas ao tratamento CL, no experimento de veriio, consumiram menos agua, assim como as remeas submetidas ao tratamento SL, no experimento de inverno, consumiram menos agua. Porem em ambas as situa<;oes os valores obtidos encontravam-se dentro da faixa considerada ideal. Nos dois experimentos, os niveis de amonia obtidos foram de ate 5 ppm. Estes niveis de amonia provavelmente ocorreram devido a pouca ventila<;iio observada no interior do galpiio e
a
elevada umidade relativa do ar e ajudaram a explicar os elevados niveis de canibalismo enter os animais.ABSTRACT
The aim of this this research was to evaluate and to compare the gilt performance during the growing and finishing periods under different thermal conditioning systems .
Two experiments were accomplished in Summer and Winter season. In both experiments the
following treatments were applied: room of the swine housing with chimney (CL) with couple
side opening and room without chimney (SL ). In both experiments 336 cross swine females
(Landrace x Large White) were used. The females were random distributed among the 24
stalls. Differences between treatments were not verified (P? 0,05) in both experiments, for the
index of globe temperature and humidity (ITGU) the radiant thermal load (CTR) the relative
humidity of the air (UR) and the bioclimatic index (IBC). These results do not indicate the
inclusion of the chimney in growth and finishing swine housing already existent. Also
differences were not verified between treatments (P? 0,05), for rectal temperature (TR) weight
gain, ration consumption and feed conversion. The observations accomplished in the water consumption showed that the females submitted to the treatment CL in the summer experiment consumed less water than the females submitted to the treatment SL in the winter experiment. However in both situations (Summer and Winter) water consumptions were inside the ideal limits considered. In both experiments the levels of ammonia were 5 ppm. These levels of
ammonia probably occurred due to little ventilation and the high relative humidity of the air
observed inside the building and they helped to explain the high levels of canmbalism among the animals.
1 - INTRODU<;::AO
Os suinos silo animais que, devido as suas caracteristicas fisiologicas, tern seu desempenho reduzido quando expostos as condiyoes de calor excessivo. Seu desempenho
produtivo depende, alem do man~o empregado, que envolve o sistema de criayiio escolhido, da
nutriyiio, sanidade e do tipo de edifica<;iio que !he possibilite urn melhor conforto termico.
Edifica<;oes bern planejadas possibilitam melhorias na qualidade de vida do animal,
incluindo, segundo Bond (1967)1, citado por SYDENSTRICKER (1993), niveis mais
adequados de eficiencia alimentar, crescimento, produ<;iio, controle de doen<;as e parasitoses, diminui<;iio da mortalidade e ate melhores condi<;oes de trabalho aos tratadores.
A partir de 1995 iniciou-se urn trabalho de acompanhamento do desempenho de remeas destinadas a reproduyiio, criadas em galpoes de crescimento e termina<;iio, na Empresa Sadia Concordia, Unidade de Faxinal dos Guedes, em Santa Catarina.
Durante este acompanhamento foi possivel observar urn elevado numero de !emeas reprodutoras descartadas e destinadas ao abate devido ao atraso no desenvolvimento (baixo peso) ao final das 11 semanas de alojamento, que caracterizam esta fase, alem de uma
conversao alimentar ruim, contrariando o desejado, que seria 95% dos animais produzidos e destinados a reproduyao. Ainda sobre estas remeas descartadas, ja no abatedouro verificava-se uma crescente condenayao destes animais devido a problemas de caudofagia. Urna mortalidade acima do aceitavel, que seria de 1,5% para esta fase, tambem foi verificada. Desta forma, o Departamento de Multiplicayao de Suinos, onde estas :Iemeas sao produzidas, identificou como problema a ser solucionado: o baixo desempenho de reprodutores suinos fbneas em fase de crescimento e termin(lfiio.
A Regiao Sui, embora apresente, na ma10r parte do ano, condiy5es climaticas favoniveis a ambientayao de edificay6es para suinos, durante o verao, estas condiy6es se modificam, podendo ultrapassar os limites do conforto animal, tornando-se necessario o emprego de artificios que possibilitem incrementar as condiy6es de conforto de modo a satisfazer as necessidades deste animal proporcionando-lbe condiy6es de exteriorizar toda sua capacidade produtiva.
A venti!ayao natural tern grande importancia para o conforto termico dentro das edifica96es. Quando empregada adequadamente, ela proporciona a renova9ao do ar dos ambientes, atraves da dispersao de gases nocivos provenientes da fermenta9ao dos excrementos, a remo9ao da umidade que se forma no interior das edifica96es e o excesso de calor gerado pelos animais.
A otimizayao do ambiente interno das edificay6es e possivel atraves do uso da ventila9ao natural, desde que a configura9ao das entradas e saidas do ar sejam adequadas.
Na busca da remoyao do calor, bern como de uma melbor circulayao do ar dentro das edificay5es, desenvolveu-se o lanternim que, quando bern dimensionado, atende de forma
2-0BJETIVO
A partir da caracterizayiio do problema, formulou-se a hip6tese de que o baixo desempenho de reprodutores suinos remeas poderia estar relacionado com a ventilayiio inadequada das instalayoes onde os animais eram criados. Diante disto, o presente trabalho de pesquisa objetivou avaliar e comparar o desempenho destas remeas suinas durante a fase de crescimento e terminayiio, em diferentes estayoes do ano (invemo e veriio ), criadas em galpiio dotado de lantemim com dupla abertura lateral e em galpiio sem lantemim.
3- REVISAO BIBLIOGRAFICA
3.1- Os suinos eo ambiente
Os suinos, sendo animais homeoterrnos, regulam a temperatura corporal atraves de urn centro terrnorregulador, localizado no sistema nervoso central. Como regra geral, segundo
BLOOD & RADOSTITS (1991), esta temperatura varia entre 39
oc
e 40 °C.No sistema nervoso central, o hipotitlamo e o 6rgao responsavel pelo controle de produvlio e da dissipavao de calor, atraves de diversos mecanismos como, por exemplo, o aumento do fluxo sangi.tineo na pele, ativavao do mecanisme vasomotor e a erevao de pelos, forrnando uma camada de ar que envolve o animal. Modificavoes na frequencia respirat6ria e no metabolismo tambem sao observadas (MOLLER, 1982).
Segundo NAAS (1989), atraves da radiavao, convecvlio e conduvao, o organismo perde calor sensivel e, atraves da evaporavao, perde calor latente. Quando a temperatura ambiente aumenta, os suinos nlio conseguem perder calor sensivel, devido it capa de tecido adiposo que possuem no subcutiineo e, por possuirem o aparelho terrnorregulador pouco desenvolvido, aumentam a freqiiencia respirat6ria na tentativa de perder calor latente. Devido it
ausencia de glandulas sudoriparas funcionais, os suinos so perdem calor latente atraves da respirayao. Com o aumento da temperatura e da umidade relativa do ar, esses animais tern
muita dificuldade em perder calor atraves da evapora~ao, entrando em estresse termico.
N a tentativa de perder calor sensivel, os suinos passam inclusive, a apresentar
mudan~as comportamentais, permanecendo 60 a 80% do tempo deitados sobre locais molhados
por agua ou por seus excrementos, procurando manter o focinho sempre em dir~ao ao vento.
Deitados, eles mantem 10 a 20% da superficie corporal em contato com o solo, numa tentativa de perder calor sensivel (SYDENSTRICKER, 1993).
Segundo NAAS (1989), as instala~oes zootecnicas devem ser dirnensionadas de modo
a oferecer ao animal instalado condi~oes ambientais bastante pr6ximas as ideais, principalmente
aquelas relacionadas as temperaturas de termoneutralidade, sumarizadas na Tabela 3 .1.
Tabela 3.1 -Zonas de termoneutralidade dos suinos
Especie Temperatura Temperatura de Temperatura
critica termoneutralidade critica
Minima
oc
Minimaoc
Maximaoc
Maximaoc
20-30 kg 8 18 20 27
35-60 kg 5 16 18 27
60- 100 kg 4 12 18 27
-· ..
Adaptado de NAAS (1989).
Fatores climaticos, como temperatura e umidade do ar, radia~ao solar, ventos, etc.,
influenciam diretamente o sistema neuro-end6crino e a funyao reprodutiva dos animais domesticos.
BENEDI (1996) estabeleceu que, em termos de umidade relativa do ar, taxas entre 60
TOMPKINS et a!. (1967) verificaram que temperaturas elevadas tern urn efeito adverso na sobrevivencia embriom\ria, se o estresse tei1IIico for aplicado do primeiro ao quinto dia de gesta9ao das porcas.
A exposi9ilo de remeas as temperaturas elevadas pode interferir na detec9ao do seu estro. EDWARDS eta!. (1968) notaram que porcas em confinamento, quando expostas a uma temperatura de 32,2°C, durante o ciclo antes da cobri9ao, aumentaram significativamente o comprimento do ciclo estral e apresentaram urn atraso de 2 dias na detec9ao do estro.
D'ARCE et a!. (1970) verificaram que o aumento da exposi9ao teve tendencia de reduzir a taxa de ovula9ao. TEAGUE eta!. (1968) e WARNICK eta!. (1965) observaram que
temperaturas acima de 32,2
oc
aumentaram o nfu:nero de marras que mostraram urn aparentecomportamento de anestro. Contudo, os autores acreditam que a ovula9ao tenha de fato ocorrido nestas remeas de uma maneira normal, mas sem qualquer sinal externo de estro.
ENCARNAc;AO (1986) mostrou os efeitos de diferentes estressores sobre as fun9oes reprodutivas de remeas. A concep9ao, por exemplo, e mais baixa em animais expostos ao calor antes da cobri9ao, ou a Iongo periodo de extremo frio. Em vitrias especies verificou-se o aumento da mortalidade pre-natal, principalmente na fase inicial de prenhez, quando as maes
foram expostas
as
altas temperaturas.FONDA (1978) demonstrou que o estresse cal6rico de ambientes com temperaturas elevadas e agravado pela produ9ao de calor end6geno, especialmente na fase de gesta9ao e lacta9ao, exigindo uma dissipa9ao adicional. Nesse estado fisiol6gico, as remeas passam a desenvolver urna respira9ao mais superficial (curta), pouco eficiente para dissipar o calor interno em virtude do menor tempo disponivel para a satura9ao do ar expirado.
NAAS (1989) generalizou os seguintes pontes criticos em Ie:meas: efeito direto no
acrescimo da temperatura retal, efeito indireto devido
a
alimentar,:ao inadequada por efeito deexcesso de frio ou calor, redur,:ao no suprimento de nutrientes para o feto (uma vez que a corrente sangiiinea fica alterada), efeito bioquimico com modificar,:oes no metabolismo e distUrbio no balanr,:o endocrine.
Tambem os equipamentos que sao utilizados nas instalar,:oes devem ser escolhidos de forma a nao impor restriyoes aos animals. SOBESTIANSKY et al. (1998) destacam os
bebedouros, que devem ser escolhidos de maneira a favorecer o consumo de ligua e assim
garantir a ingestao de alimentos, mantendo as taxas de crescimento e a eficiencia reprodutiva dos animals. A exigencia em agua de acordo com a fase do ciclo de produyao e vazao minima do bebedouro e apresentada na Tabela 3.2.
Tabela 3.2 - Exigencias de agua (litros/animal/dia) de acordo com a fase do ciclo de produyiio e vazao minima do bebedouro
Fase Exigencias * * Fluxo Minimo
Minima Maxima (litro/min)
Leitao lactante 0,1 0,5 0,2 Creche 1,0 5,0 0,2-0,5 Suinos 25-50 kg 4,0 7,0 0,7 50- 100 kg 5,0 10,0 1,0 Porcas lactacao 20,0 35,0 2,0 Porcas !!estantes 15,0 23,0 1,0- 2,0 Cachacos 10,0 15,0 1,0- 2,0
**Limite de pressao nos bebedouros de 1,4 kgflcm2 ate a creche e 2,1 kgflcm2 para as demais
fases, segundo Bodman (1994).
3.2 - Estresse termico
Urn animal estressado apresenta urn desequilibrio hormonal bastante comp1exo, pois os hormonios 1iberados servem para adaptar o organismo a as;lio dos mais variados agentes estressores. Com o desequilibrio hormonal, varias funs;oes fisio16gicas e metab61icas silo alteradas, como e o caso do consumo alimentar, taxa de crescimento e saude, que serlio discutidos a seguir (MACARI et al., 1994).
3.2.1 - Conseqiiencias sobre o consumo alimentar dos suinos
Segundo MACARI et al. (1994), o nive1 mais alto de contro1e do consumo alimentar e
realizado pe1o cerebro, mais precisamente, pe1o hipota!amo. Os neuronios hipotalamicos tern numerosas conexoes com outras areas do sistema nervoso central para a integraylio das informas;oes sensoriais perifericas. Alem disso, possuem receptores quimicos e termicos. Desse modo, os neuronios hipotalamicos sao capazes de captar e reagir a uma vasta rede de informas;oes vindas de fora e de dentro do cerebro, bern como as modificas;oes da composis;lio quimica, do conteudo hormonal e da temperatura do meio (Denbow, 19892, citado por MACARI et al., 1994). Por isso, o hipota!amo pode integrar os sinais procedentes dos centros superiores e perifericos, sendo apontado como o principal responsave1 pe1as funs;oes vitais do organismo animal, como o consumo do alimento.
Dois centros hipotalamicos estariam envo1vidos na regulas;lio do consumo alimentar: urn na inicias;lio (centro da fome) e outro na cessas;lio (centro da saciedade ), 1ocalizados, respectivamente, nas areas 1aterais (ALH) e ventromedial (VMH) (MACARI et al., 1994).
Para exercer a regulayiio do consurno alimentar, o hipotalamo prectsa receber informa96es (sinais) que formam a base dessa atividade. Dois tipos de informa96es chegam ao hipotalamo: os oriundos de modifica96es produzidas no meio intemo (fatores intrinsecos) e os originarios dos sistemas perifericos (fatores extrinsecos).
Dentre os fatores intrinsecos, tem-se a teoria termostatica que descreve a influencia da temperatura ambiental sobre o consumo alimentar, segundo MACARI et al. (1994). A alterayiio do consumo alimentar, em funyiio da temperatura ambiente e urn dos mecanismos que possibilitam ao animal regular sua temperatura corporal dentro de urn limite termico compativel com sua atividade metab6lica. Assim, o animal diminui o consumo alimentar, quando a temperatura ambiental e alta e o aumenta, quando e baixa. De acordo com MACARI et al. (1994), esse comportamento alimentar esta associado aos mecanismos de produ9iio e perda de calor. A teoria pressupoe a existencia de urn ponto de referencia ("set point") termico corporal, acima do qual, o consumo alimentar seria diminuido e, abaixo, aumentado.
As criticas a essa teoria apontam justamente para a dificuldade de se estabelecer qual e o "set point" termico hipotalamico e pela constatayiio de que a temperatura corporal profunda e passive! de modifica96es temporais niio relacionadas com alterayoes da temperatura ambiental
e nem como inicio e temtino das refei96es (Sykes, 19793, citado por MACARI et al., 1994).
Mas, como a temperatura corporal profunda e influenciada por modifica96es da taxa metab6lica a qual, por sua vez, se altera como nivel de alimenta9iio e/ou temperatura ambiental
(Ingram & Dauncey, 19864, citados por MACARI et al., 1994),
e
possivel que outromecanismo, que niio o do "set point", estejam envolvidos na regulayiio da ingestiio alimentar,
3SYKES, A.H. In: Food intake regulation in ooultrv. Ed. By Boorman, K.N. & Freeman, B.M.
Edinburgh: British PoultJy Science, 1979. p.207.
41NGRAM, D.L. & DAUNCEY, M.J. In: Control and manipulation of animal growth. Ed. By Buttery,
VIa temperatura ambiental/temperatura corporal, utilizando, talvez, a participa;;;iio de horm6nios calorigenicos (tiroxina, triiodotironina) e horm6nios metab6licos que atuam na participac;ao de energia corporal (insulina, glucagon, horm6nio do crescirnento, entre outros)
(Ingram & Dauncey, 1986, citados por MACARI et al., 1994).
SUGAHARA et al. (1970) verificaram que suinos em fase de crescimento e terminac;ao, quando expostos a temperaturas altas (33°C) apresentaram uma diminui9ao do
consumo alimentar de 32% e, quando, expostos it temperaturas baixas (7°C), apresentaram urn
aumento no consumo alirnentar de 21%, ambos comparados com urn ambiente termoneutro em torno de 23°C.
NIENABER (1981) observou que o consumo alirnentar medio por unidade de peso
corporal dirninuiu quando a temperatura ambiental passou de 10
oc
para 30 °C, em urnexperimento envolvendo quatro suinos com 14 dias de idade, alimentados individualmente, it
vontade por 56 dias. Ainda em seu trabalho, o autor, mostrou que o consumo alimentar de reprodutores foi reduzido drasticamente quando os mesmos foram expostos a urna temperatura de 35°C, quando comparado ao consumo observado a uma temperatura de l5°C.
A Tabela 3.3 apresenta urn resumo de trabalhos sobre variac;ao do consumo alirnentar afetado pela temperatura ambiente.
Tabe1a 3.3 - Variac;ao no consume alimentar afetado pe1a temperatura ambiental
Intervale de Intervale de V ariac;iio do Referencias
temperatura (°C) peso (kg) consume (kg/ °C)
2,5 - 15,5 7-92 0,011 a 0,016 SEYMOUR et al. (1964) 4,5 - 15,5 32-64 0,053 HEITMAN e HUGHES (1949) 10-20 24-60 0,026 STAHLY e CROMWELL (1979) 10-35 28-64 0,025 STAHLY e CROMWELL (1979) 21-32 35-65 0,060 HEITMAN e HUGHES (1949) 16,5-32 7-92 0,014 SEYMOUR et al. (1964) 22-38 13,5 -0,008 SEYMOUR et al. (1964)
3.2.2 - Conseqiiencias sobre a taxa de crescimento dos suinos
Em condic;5es de alimentac;ao
a
vontade,e
geralmente aceito que o desempenho 6timode suinos em crescimento e terminac;ao, ocorra quando a temperatura esteja em torno de 20°C, segundo LE DIVIDICH et al. (1992). Abaixo desta temperatura, a conversao alimentar
pi ora, em torno de 0, 044 para cada 1
oc
diminuido da temperatura. Esse declinio na eficienciaalimentar
e
compensado por urn aumento no consume e na taxa de crescimento quando atemperatura passa de 20°C para 8°C. Contudo, em condic;5es de alimentac;ao equa1izada, a taxa de crescimento diminui no frio como urn resu1tado de urn aumento da perda de calor. A
diminuic;ao
e
de 11 a 13 gramas diiuias para cada 1oc
de queda na temperatura em suinos emcrescimento ( 10 a 3 0 kg - crescimento) e de 15 a 1 7 gramas diiuias para cada 1
oc
de queda natemperatura em animals com mais de 60 kg (terminac;ao).
Segundo POND e MANER (1974), suinos criados em 7°C, com 5 a 11 semanas de idade tiveram urn ganho medio diiuio de 0,640 kg, em comparac;ao itque1es criados a 23°C, que tiveram um ganho de 0,610 kg e itque1es criados a 33°C, com urn ganho de 0,400 kg. A diminuic;ao na taxa de crescimento na temperatura mais e1evada foi urn reflexo da diminuic;ao
do consumo. 0 ganho de peso corporal por unidade de alimento consumido nao foi afetado, mas a massa muscular foi drasticamente reduzida na temperatura mais elevada.
Na Tabela 3.4 verificam-se as mudanyas na taxa de crescimento de suinos em funyao da temperatura ambiental.
Tabela 3.4 - Mudanyas na taxa de crescimento diiuio de suinos afetados pela temperatura ambiente
Intervale de Intervalo de Ganho diiuio a Varia¢o Referencias temperatura CC) peso (kg) 20°C, (kg/dia) di3.ria
(kg/OC)
4,5- 15,5 32-64 0,812 0,012 HEITMAN & HUGHES (1949)
7 - 15,5 7-50 0,598 0 SEYMOUR et a!. (1964) 2,5- 15,5 7-50 0,609 0 SEYMOURet a!. (1964) 7-23 6-35 0,610 0 SUGAHARA eta!. (1970) 10- 22,5 27-64 0,794 0 STAHLY E CROMWELL (1979) 10-20 24-60 0,735 0 STAHLY E CROMWELL (1979) 20-25 6-23 0,433 -0,009 LE DIVIDICH eta!. (1977) 5-20 7-40 0,604 0 NIENABER eta!. (1981) 5-20 6-38 0,518 0,004 NIENABER eta!. (1981) 25-30 6-22 0,433 -0,003 LE DIVIDICH eta!. (1977)
21-32 35-65 0,827 -0,033 HEITMAN & HUGHES (1949)
16-32 50 0,570 -0,004 SEYMOUR eta!. (1964) 23-33 6-35 0,610 -0,021 SUGAHARA eta!. (1970) 22,5-35 27-64 0,794 -0,016 STAHLY E CROMWELL (1979) 20-35 7-30 0,604 -0,015 NIENABERet a!. (1981) 20-35 6-30 0,518 -0,011 NIENABER eta!. (1981) 20 6-40 0,467
-
NIENABER eta!. (1981) Fonte: NIENABER (1981)3.2.3 - Conseqiiencias sobre a saude dos suinos
Em condiy5es de estresse, o estado imunol6gico dos animais torna-se deprimido, resultando numa menor resistencia as enfermidades. Com a queda imunol6gica, algumas
enfermidades aparecem, trazendo prejuizos ao produtor, como e o caso das gastroenterites e doenyas respirat6rias.
Segundo SYDENSTRICKER (1993), doenyas gastrintestinais, como a co1ibacilose, sao facilmente disseminadas pelos animais, podendo, no entanto, ser evitadas com o simples controle da umidade dos galpoes. A disenteria suina aparece em decorrencia de grandes variayoes de temperatura e umidade. Da mesma forma, condiyoes desfavoraveis de temperatura e umidade acarretam doenyas do aparelho respirat6rio, como a pneumonia enzo6tica suina, de acordo com SYDENSTRICKER (1993).
A caudofagia e uma doen9a bastante freqiiente em animais de terrninayiio. Surge com maior intensidade durante a primavera, tendo como uma suas principais causas fatores ligados ao ambiente, tais como o excesso de umidade e a alta concentra9iio de C02 e NH3 na
instalayiio. SOBESTIANSKY eta!. (1999) verificaram que a caudofagia se intensifica ap6s urn periodo de aumento da umidade relativa do ar, principalmente em dias frios, devido a queda nas taxas de ventilayiio ou de renovayiio do ar, havendo neste momento uma maior concentraylio de gases como o COz eo NH3.
Tambem a presen9a de alguns gases e particulas tern efeito negative na saude dos animais. Como estrategia, segundo SALLVIK (1995), e desejavel que haja redu9iio da exposiylio do animal aos contaminantes do ar para niveis aceitaveis. CURTIS (1974) expos suinos com pesos de 8-32 kg, durante 1 ate 109 dias, a diferentes combinayoes de am6nia (50 e 75 ppm), gas sulfidrico (2 e 8 ppm) e poeira (0,010 e 0,300 kg/m'). Os autores concluiram que o desempenho de suinos saudaveis niio pode ser afetado pela poluiyiio do ar em ambiente fechado, mas permanece a possibilidade de doenyas do pulmiio, possivelmente relacionadas ao estresse causado por poluentes do ar, como am6nia e outros gases.
Em seu experimento, DRUMMOND et al. (1980) observaram uma rea<;ao inflamatoria
no trato epitelial dos animais expostos a 100 e 150 ppm de amenia, sendo negativa para o
controle e para 50 ppm de amenia. Registrou, tambem, uma freqiiencia maior de tosse e les5es
nos pulmoes de suinos expostos
a
amenia.Segundo HARMON e XIN (1995), os niveis mitximos tolerados dos prmciprus
poluentes normalmente detectados nas instala<;5es de suinos, sao: Amenia (NH3): pungente a partir de 10 ppm;
Gas sulfidrico ( H2S): nauseante a partir de 5 ppm;
Dioxido de carbona (C02): 3000 ppm;
Monoxido de carbono (CO): 50 ppm (porcas gestantes podem abortar quando expostas
a niveis de 200 ppm);
Poeiras: 10 mg/m3
Os autores ressaltam que qualquer exposi<;ao pode ser prejudicial a saude dos animais. Tambem a combina9ao destes poluentes, mesmo a niveis reduzidos, pode ser prejudicial aos amma1s.
As possiveis solu96es, apontadas para reduzir a ocorrencia destes poluentes sao as seguintes:
Manter as fezes em solu<;ao, nas fossas; Manter as instala96es limpas;
Dar preferencia ao uso de ra96es peletizadas ( evitar poeiras ), e principalmente
Manter o ambiente sempre ventilado atraves de urn sistema de ventilayiio bern dimensionado.
A Tabela 3.5 registra os principais gases provenientes da fermenta9ao dos excrementos nas instala96es e suas concentra96es mitximas recomendadas, para que nao haja conseqiiencias
Tabela 3.5- Concentrayoes milximas de gases recomendadas
Gas Concentraciio maxima, ppm
C02 3000 H2S 0,5
co
10 NH, 20 Fonte: CIGR (1989)3.3-
Ventilariio natural
A ventilayiio natural pode ser considerada como urn elernento chave para o sucesso de qualquer suinocultura, devido a relativa simplicidade, ao baixo custo inicial e baixo custo de energia para sua manutenyao (HELLINCKSON eta!., 1983).
natural:
CHOINIERE (1996) relatou em seu trabalho algumas da vantagens da ventilayao
Custo menor de produyao. 0 nao uso de ventiladores elimina quase todos os custos de manutenyao e de energia eletrica;
Urn menor indice de ruidos, gerando menos estresse tanto para os animais como para os tratadores, alem disso, torna-se mais facil ouvir qualquer ruido anormal entre os animais, assim como conversas entre os tratadores, induzindo a uma condiyiio de trabalho mais segura;
0 ambiente permanece ventilado mesmo que haja o corte de energia eletrica. Todas as janelas permanecem abertas e as portas podern ser acionadas manualmente ou, em caso de funcionarem automaticamente, podem entiio ser acionadas atraves de fontes de energia de emergencia;
Durante o verao, como os niveis de ventilayiio sao mais altos, consegue-se facilmente taxas de uma renovayao por minuto, devido as grandes aberturas
sobre as paredes laterais.Porem, como depende das fon;;as naturais, apresenta limitac;;oes tais como:
Falta de controle: considerado provavelmente como o mais serio problema dos sistemas de ventilac;;ao natural, e decorrente da falta de precisao no controle da entrada do ar;
Localizac;;ao da instalac;;ao: como depende da prevalencia das correntes de ar, situac;;oes onde haja o desvio ou o bloqueio da entrada do ar colocarao em risco a ventilac;;ao natural;
Dificuldades para corrigir problemas: urn born sistema de ventilac;;ao natural e resultado basicamente de urn born projeto construtivo e de uma correta localizac;;ao das instalavoes.
Mas, observando-se todas estas limitay()es, a ventilaviio natural pode ser utilizada em regioes de invernos e veroes rigorosos, apresentando eficiencia semelhante it ventilavao forvada. TIMMONS (1990), realizou observa96es continuas em instalavoes com ventilac;;ao
natural durante dois anos, verificando que houve uma variavao de apenas 1
•c
em 99% doperiodo, sendo este valor comparavel itquele do sistema de ventilac;;ao forvada.
Em instala9oes para animais, o fluxo de ar deve ser manejado para fomecer adequada velocidade do ar ao nivel do corpo. Para que haja correta distribuic;;ao, as experiencias
indicaram que, a velocidade do ar que entra deve estar entre 2 e 10 m.s·1 Nas instalavoes com
armazenamento de dejetos abaixo do piso, recomenda-se a ventilac;;ao do espa9o entre o liquido eo piso para controle do odor (BAETA, 1997).
As necessidades de ventilac;;ao sao menores no mvemo do que no verao, como
decorrencia do seu efeito sobre a capacidade de isolamento da pele, elevando a temperatura critica do suino e, conseqiientemente, aumentando o estresse devido ao fiio.
A Tabela 3. 6 demonstra que as taxas de ventilayao do ar encontradas nas instalayoes sao geralmente inferiores aquelas sugeridas como confortaveis, para os suinos na maternidade e reproduyao, especialmente se levar-se em considerayao as altas temperaturas incidentes.
Tab I 3 6 T ea - axas d even ayao cons1 er as o 1mas para sumos. til - 'd ad 'f
Fases V entilacao ( m3. s -I I suino)
Maternidade 0,16
Creche 0,05
Crescimento 0,05
Acabarnento 0,07
Reproducao 0,16
Fonte: JENSEN eta!. (1972)
PERDOMO (1987), como objetivo de determinar a influencia de diferentes taxas de
renovayao do ar no desempenho de leitoes e no acondicionarnento arnbiental da maternidade,
conduziu urn experimento utilizando quatro taxas de renovayao do ar: 115; 67,5; 47 e
19 m3.min-1 e usou a ventilayao natural como testemunha. Embora nao tenha havido diferenya
no desempenho dos animais, o autor concluiu, em termos de acondicionarnento arnbiental, que
nenhuma taxa de renovayao de ar proporcionou sua distribuiyao e movimenta~ao adequada no
interior da instala~ao, sendo que a ineficiencia do sistema tendeu a aumentar com a elevayao da
temperatura arnbiental e com a menor capacidade de renovayao dear (19 m3min·1 e natural).
NAAS (2000), trabalhando com remeas gestantes, sob dois sistemas de ventilayao, a
saber: sistemas de ventilayao natural e ventilayao foryada com nebulizadores obteve resultados positivos apenas quanto as respostas fisiol6gicas (temperatura da pele e taxa respirat6ria) apresentadas pelas remeas que ficararn sob ventilayao foryada com nebulizadores. Porem, comparando o desempenho reprodutivo destas remeas (numero de leitoes nascidos vivos, numero de leitoes nascidos mortos e numero de leitoes mumificados ), os resultados obtidos em
natural. Os resultados referentes ao desempenho reprodutivo talvez devam-se ao curto periodo de coletas de dados, ou seja, de apenas urn ciclo reprodutivo.
PERDOMO (1993), trabalhando com remeas em lactaviio, sob tres tipos de sistemas
de ventilaviio, a saber: exaustor eolico com forro junto
a
telha e sem fechamento, exaustoreolico com forro plano e sem fechamento e exaustor eolico com forro plano e placa de resfriamento adiabatico, conseguiu, em todos os sistemas, apenas assegurar a ventilaviio de
higiene. Com relaviio
a
carga termica, todos os sistemas foram inadequados em remove-la edesta forma as temperaturas ambientais mantiveram-se bastante acima de 16°C, temperatura esta considerada otima para porcas nesta fase.
TURCO (1993), objetivando urn melhor conforto termico ambiental das porcas · lactantes, durante o verao, estudou os efeitos da ventilaviio forvada, com ar natural localizado
proximo
a
regiiio da cabeva (VEF), ar resfiiado ( evaporativamente) localizado proximoa
regiao da cabeva (REF), ar resfiiado ( evaporativamente) sobre todo o corpo das porcas (REC) e testemunha (SVF), com base nos pariimetros do ambiente termico. 0 autor concluiu que o tratamento REC proporcionou melhores condiv5es ambientais nos hon\rios mais quentes.
Segundo ZULOVICH (1993), urn born sistema de ventilaviio natural deve: Fornecer ar fresco de acordo com as necessidades dos animais;
Controlar a umidade relativa no ambiente;
Promover a movimentaviio do ar, visando diluir a quantidade de agentes patogenicos produzidos dentro das instalav5es;
De acordo com Reed (1953)5, citado por SYDENSTRlCKER (1993), as variaveis que mais afetam o conforto termico do ambiente sao: temperatura, umidade e movimenta9iio do ar. Controlando essas variaveis, torna-se possivel proporcionar urn ambiente mais confortavel. Porem, a variave1 que e mais facilmente controlavel e a movimentayiio do ar, ou seJa, a ventila9iio.
A ventila9iio natural consiste basicamente no deslocamento do ar pela edificayiio, atraves de aberturas, umas funcionando como entrada e outras como saida e pelas diferenyas de
temperatura. Para que haja eficiencia no sistema de ventila9iio natural,
e
importante que asaberturas sejam dimensionadas e · posicionadas corretamente de maneira a aproveitar os dois mecanismos de ventila9iio.
A diferenya de pressiio exercida pelo ar sobre uma edificayiio pode ser causada pela a9iio do vento ou pela diferen9a de densidade do ar interno e externo ( efeito chamine) ou, ainda, pela ayiio dessas duas foryas agindo simultaneamente.
3.3.1-Ventila~o natural por a\!aO dos ventos
Segundo FROTA e SCHIFFER (1988), em uma edificayiio, a parede atingida pelo vento sofre pressoes positivas, ou sobrepressoes, enquanto a parede oposta niio exposta ao vento, bern como a superficie horizontal superior, sofrem pressoes negativas, ou subpressoes.
Havendo aberturas nas paredes e na superficie superior, havera a passagem do fluxo de ar. As
paredes com sobrepressoes provocam a entrada dear, e as com subpressiio, provocam a sua said a.
5REED, RH. Desing for natural ventilation in hot humid weather . In: Honsing and bnilding in
hot-humid and hot-drv climates. Washington, DC: Bnilding Research Institut, National Academy of Sciences, National Research Conncil, 1953. 180p.
Segundo HELLICKSON e WALKER (1983), a pressiio estatica sobre a superficie das constru96es e proporcional ao quadrado da velocidade principal da corrente do ar.
A pressiio maxima equivalente e expressa por:
P = 0,600.V 2 ... (1)
On de
P = Pressiio maxima do ar, Pa;
V
=
Velocidade do ar, m.s - IEsta equayiiO e baseada numa densidade do ar de 1,2
kg.m"'-v
alores de pressiio estatica ao red or da instala9iio variam com a geometria, dire9iio dovento, resistencia das frestas e aberturas. A localiza9iio das areas de respectivas pressoes e determinada primeiramente pela dire9iio do vento. Segundo HELLICKSON e WALKER (1983), nos primeiros 9 m do !ado que o vento sopra sobre o telhado, a pressiio e negativa devido ao salto que o mesmo tern que dar sobre a constru9iio. Sobre a inc!inayiio do telhado e importante observar que ha sempre uma pressiio negativa ao Iongo e nas adjacencias da cumeeira de uma grande constru9iio, sem considerar a dire9iio do vento. A intensidade desta pressao negativa e uma das caracteristicas que pode ser usada para melhorar o desempenho da ventila9iio natural. Urn vento aproximadamente paralelo ao Iongo da cumeeira estabelece uma
diferenya de pressiio que provoca urn vento perpendicular
a
mesma.Para assegurar uma adequada ventila9iio em dias quando as velocidades dos ventos sao baixas, a velocidade estimada para a pressiio do vento e tomada como 1,5 vezes a media sazonal.
WALKER (1983), baseados em registros empiricos, aconselharam a utiliza~iio da seguinte
equa~iio:
Qvav = E.V.A ... (2)
Onde:
Qvav = vaziio de ventila~iio por a~iio do vento (ni'. s·')
E = coeficiente de eficiencia ( deveni ser igual a 0,5 a 0,6 para ventos perpendiculares a abertura e 0,25 a 0,3 5 para ventos diagonals, urn valor de 0,3 5
e
normalmente usado para constru~oes agricolas)V = velocidade do ar (m.s ·')
A= superficie da abertura de entrada do ar (m2 )
As entradas de ar devem estar faceadas com a dire~iio prevalente do vento. Se as
aberturas de ventila~iio niio sao colocadas considerando o vento, o fluxo sera pouco menor do
que o valor dado pela equa~iio (2).
E
muito importante verificar, em se tratando de ventila~iio natural por a~iio dos ventos, a velocidade media do vento; a dire~iio prevalente do vento; as varia~oes sazonais ediarias na dire~iio e velocidade dos ventos e principalmente a presen~a de obstaculos na dire~iio
do vento dominante, que podem ser prejudiciais, funcionando como barreiras e impedindo que o fluxo de ar entre na edifica~iio.
3.3.2-Ventila~iio Natural por diferen~a de temperatura (efeito chamine)
Quando a temperatura interna e diferente da temperatura externa, 0 gradiente de
pressao se da pela diferen<;:a na densidade do ar.
A temperatura interna na edifica<;:ao e mais alta devido
a
presenya de anuruus,equipamentos, etc.
0
ar quente, menos denso, apresenta uma tendencia natural de subir,deslocando-se por expansao. Isto se traduz como efeito chamine.
0
fluxo de dentro para forada edifica<;:ao ocorreni, nos niveis mais baixos, por expansao. Se o ambiente dispuser de aberturas prox:imas ao telhado, ou mesmo no telhado, o ar interno ira subir e sair pelas aberturas superiores, enquanto o ar externo, mais frio, entrara pelas aberturas prox:imas ao piso. N a ventilayiio natural, o efeito chamine ocorre independentemente da velocidade do vento
externo
a
edifica<;:ao.A taxa de movimenta<;:ao de " leveza" do ar, de acordo com HELLICKSON e
WALKER (1983), e proporcional
a
diferen<;:a de pressao ea
diferen<;:a de altura entre a entradae a saida e a altura do chamine. A diferen<;:a de pressao pode ser convertida em uma diferen<;:a
de temperatura pelas leis do gas perfeito com a velocidade do ar na abertura do chamine.
V=8 [(2gH(T,-T0)/T;]1h. ... (3) On de V = velocidade do ar (m. s -1 )
e
= fator de redu<;:ao g = acelera<;:ao da gravidade (m.s -z)H = diferen<;:a entre a entrada e a saida do ar (m) Ti = temperatura interna absoluta (K)
Com relavao ao fator de reduv1io, este e devido
as
perdas por atrito do ar contra a superficie do duto, a algum resfiiamento do ar que passa atraves do charnine e pelo coeficientede concentra91io do ar que entra no duto. Barre e Sarnmet6
, citados por HELLICKSON e
WALKER (1983), sugerem urn valor para este fator de 0,3 a 0,5.
Ja
a ASHRAE7 citado porHELLICKSON e WALKER (1983), sugere urn valor de 0,65, indicando uma redu91io para a abertura efetiva, porem nao relatou nenhuma perda por atrito. Se o resfiiamento e minimizado pelo uso de urn charnine isolado, se e exposto para o ar externo, e se a superficie interna do chamine e polida, de forma quadrada ou circular e suficientemente grande para permitir baixas velocidades, o valor dee pode variar entre 0,6 e 0,7.
Em situavoes de clirna quente, o sistema por "diferenva de temperatura" nao deve ser
visto como a forma mais eficiente para removao da carga termica, face
it
pequena amplitudeexistente entre as condivoes externas e internas, segundo Alucci (1977)8, citado por
PERDOMO (1995).
De acordo com HELLICKSON e WALKER (1983), a vazao de ventilavao, por
diferenva de temperatura (Q vdt ), em m3 s ·I, pode ser estimada atraves da equayao:
Q~=AV
...
~Onde:
Qvdt = vazao de ventilavao por diferenva de temperatura (m3. s ·1
)
V = velocidade de descarga do ar (m.s-1), fornecida pela equa91io (3)
A= superficie da abertura de saida do ar (m2
).
6 BARRE, H.J. & SAMMETI, L.L. Fann structures John Wiley and Sons, Inc., New York. N.Y. 1950. 7 ASHRAE. Environment. Handbook of fundamentals. New York, American Society of Heating and
refrigeration and Air Conditioned Engineers. P.l39-98. 1983.
8 ALLUCI, M.P. Coberturas: desempenho termico. Sao Paulo, Grupo de Conforto Ambiental, Institute de
Segundo HELLICKSON e WALKER (1983), quando a ventilavao natural e criteriosamente estudada, verifica-se a conjugayao dos dois sistemas, ou seja, ventilavao por avao dos ventos e diferenva de temperatura. Para a determinavao dessa avao conjugada, soma-se a contribuiyiio de cada forva, soma-separadamente. Urn projeto construtivo adequado e fundamental para maximizar a eficiencia do sistema.
BENDER e STOWELL (1998) verificaram que o sistema de ventilavao por diferenvas de pressao ( efeito chamine) e tambem bastante apropriado para ventilar instalavoes com dois pisos, onde na parte superior tem-se urn s6tao, em geral utilizado para a estocagem de maquinas, e na parte inferior sao criados animais.
Normalmente devem ser construidos, sobre o galpao, mais de urn chamine, visto que os galpoes em geral sao compridos e largos.
Em seu trabalho, os autores retrocitados apresentaram urn exemplo de como calcular o numero de chamines necessarias para ventilar uma instalavao de dois pisos com as seguintes dimensoes: 18,28 m de comprimento por 9,14 m de largura.
Inicialmente deve-se calcular a area do piso, no exemplo: 166,12 m2, em seguida a
area do ducto necessaria, usando a seguinte relavao: 0,09 m2 para cada 9,22 m2 de area de piso.
Para o exemplo seria necessaria uma area de chamine igual a 1,66 m2 Para determinar o
nlimero de chamines a serem construidas, como trata-se de uma instalavao retangular divide-se
a area de pi so em set;:oes de 9, 14 m por 9, 14 m, neste caso seriam construidas do is chamines,
ou seja, urn chamine no centro de cada uma das duas areas. Quanto ao tamanho da abertura de
cada chamine basta dividir a area calculada de 1,66 m2 em duas, logo cada chamine teria 0,83
A seguir, sao apresentados os beneficios verificados pelos autores em mais de 20 instala.,:oes com 2 pisos, localizadas no centro-oeste do Estado de Ohio, que foram remodeladas de acordo com as orienta.,:oes descritas anteriormente.
Observou-se uma reduyiio significativa na umidade e no odor dentro das instala.,:oes, proximo aos animais, logo apos concluida a constru.,:ao dos chamines. Em instala.,:oes mais antigas, tambem modificadas, os produtores relataram que o ambiente mais seco foi resultado de uma melhor ventila.,:ao. A condensa.,:ao abaixo do telhado foi eliminada em alguns casos e reduzida substancialmente em outros. De acordo com varios produtores, as condi.,:oes de manejo dos animais e de trabalho para os empregados foi melhorada. Produtores de suinos em termina.,:ao, que remodelaram suas instala.,:oes conforme descrito anteriormente, relataram uma redu.,:ao significativa no uso de medicamentos, alem de melhorias nas taxas de crescimento destes animais. Porem, nao apenas melhorias foram observadas; como as remodelagens foram feitas em instala<;oes ja existentes, dificuldades em construir os chamines nos locais determinados alem da falta de precisao no controle da entrada do ar foram relatadas. Entretanto, quando o projeto da instala.,:ao e feito considerando-se os conceitos da ventila.,:ao natural, incluindo a construyiio dos chamines, somente melhorias tern sido observadas e relatadas.
Quanto dear seria necessario para promover uma boa ventila.,:ao?
Segundo ZULOVICH (1993), as exigencias dear variam de acordo com as condi.,:oes do ambiente externo e com o tamanho dos animais para os quais o projeto foi dirnensionado. Urn sistema de ventilayiio proximo do ideal devera ser projetado visando promover pelo menos tres niveis de movimento do ar, a saber:
A - o nivel mais baixo, ou minimo: fomecendo ar suficiente para atender constantemente its necessidades respirat6rias. Este nivel promove todo o ar necessario durante os periodos de invemo ou em instala.,:oes onde haja urn sistema de suplementa.,:ao de calor conjugado.
B - nivel intermediario, produzindo uma movimenta.,:ao adicional de ar para controlar tambem acrescimos na temperatura e a umidade relativa do ar durante as condi.,:oes normais de invemo. C - nivel maximo, responsavel pela taxa de ventila.,:ao necessaria durante os meses de verao quando a movimenta.,:ao e "pe.,:a chave" no controle da temperatura.
A Tabela 3. 7 apresenta as taxas de ventila.,:ao recomendadas para diferentes tipos de
animais. As taxas mostradas apresentam os valores minimos necessaries para cada nivel.
Tabela 3.7- Taxas de ventila.,:ao recomendadas, para animais em confinamento, de acordo com a fase de desenvolvimento.
Animal Temperatura Taxa de ventila.,:ao em m3min-1
desejada, por fase
("C)
Inverno minimo Inverno normal Verno
Porca c/ 28,3 a 37,7 0,57 0,57 5,95 leitegada Suino com 33,0 0,06 0,42 1,02 18 kg Suino com 28,3 0,14 0,57 1,36 445 kg Suino com 28,3 0,20 0,71 2,04 68 kg Suino com 28,3 0,28 0,99 3,40 113 kg Adaptado de ZULOVICH (1993)
As taxas de ventila.,:ao baseadas apenas no numero de animais e em seu peso tendem a
desconsiderar a densidade de animais, que e urn fator bastante importante no dimensionamento
do sistema de ventila.,:ao. As taxas baseadas apenas nas trocas por bora negligenciam a variayao
na produ.,:ao de calor e umidade por animal, associado a diferentes densidades de animais na instala.,:ao.
As taxas de ventila<;:ao, fomecidas na Tabela 3.7, garantem
a
instala<;:ao onde sao aplicadas urn ambiente termico bastante agradavel para os animals. Taxas mals elevadas podem ser utilizadas promovendo conseqiientemente malores quedas na temperatura; no entanto, estas podem nao justificar-se economicamente, ja que havera necessidade de uma suplementa<;:ao atraves de ventiladores.Ainda de acordo com ZULOVICH (1993), em geral os sistemas de ventila<;:ao natural sao capazes de reduzir significativamente a concentra<;:ao de gases t6xicos nas instala<;:6es, ja que a maioria dos gases e mals !eve que o ar. Portanto esses gases sobem, sendo rapidamente diluidos e removidos para fora das instala<;:6es. Tal fato nao ocorre com os gases mals pesados
que ao formarem-se proximo do piso ai permanecem representando uma amea,.a constante
a
saude dos animals. Estes gases somente conseguem ser removidos da instala<;:ao atraves de urn sistema de exaustao capaz de manter uma taxa minima de ventila<;:ao constante.
BANHAZI eta!. (1996) corroboraram as afirma<;:6es feitas por ZULOVICH (1993), a respeito das redu<;:6es nas concentra<;:6es de gases e poluentes, atraves de urn sistema de ventila<;:ao bern projetado e complementaram afirmando que a presen<;:a dos poluentes tambem pode levar a uma redu<;:ao nas taxas de crescimento e na eficiencia reprodutiva dos animals.
Evidenciaram, entre os poluentes encontrados, o C02 (di6xido de carbono) eo NH3 (amonia).
Com rela<;:ao ao COz, afirmaram que e urn poluente cujos niveis sao monitorados mundialmente
e utilizados normalmente para avaliar a eficiencia de urn sistema de ventila<;:ao. Como este gas e produzido tambem pelos suinos, a unica forma de reduzir seus niveis seria garantir urn numero adequado de renova<;:6es por hora de acordo com o ntimero de animals alojados. Para a amonia e aconselhavel trabalhar no manejo de limpeza das balas e fossas, de forma a reduzir as fontes geradoras deste gas. Porem, urn sistema de ventila<;:ao bern dimensionado auxiliara praticamente na elimina<;:ao da amonia dentro da instala<;:ao.
3.4-0 lanternim
Define-se como lanternim uma estrutura sobreposta
a
cumeeira do telhado, capaz deproporcionar a ventilao;:ao natural dos ambientes.
Alem
do tipo em estudo, ou seja com duasaberturas laterais, tem-se tambem o tipo com apenas uma abertura lateral.
ABREU e ABREU (2000) recomendaram que o lanternim seja construido sempre em duas aguas, disposto longitudinalmente em toda a extensao do telhado, e que seja equipado com urn sistema que permita fiicil fechamento e com uma tela de arame nas aberturas para evitar a entrada de passaros. Deve permitir uma abertura minima de I 0% da largura do galpao, com sobreposiyao de telhados com afastamento de 5% da largura do galpao ou 40 em, no
minimo. As extremidades do lanternim devem estar, no maximo, a 5 em acima da abertura do
telhado para evitar entrada de chuva no galpao.
OLITTA (1978), baseado em observao;:oes obtidas em diversas granjas de suinos, no Estado de Sao Paulo, recomendou que o lanternim seja construido em toda a extensao do telhado, guardando uma abertura vertical de 0,15 a 0,30 m, com as relao;:oes entre as dimensoes do telhado, apresentadas na Tabela 3.8.
Tabela 3.8- Dimensoes caracteristicas do telhado, para abrigos de suinos, no Estado de Sao Paulo
Largura do abrigo Pe direito do abrigo Abertura transversal Abertura vertical do
(m) (m) do lanternim (m) lanternim (m) 8,00 2,70 0,60 0,15 10,00 2,80 1,00 0,20 12,00 2,90 1,30 0,25 14,00 3,00 1,50 0,30 Fonte: OLITTA(I978)
Estudando os efeitos da ventilay1io em galpoes, TIMMONS e BAUGHMAN (1984) concluiram que, quando a abertura do lanternim
e
inferior a 0,30 me esta localizada a 3,60 m do piso, a taxa de ventilay1io n1io varia significativamente, em funy1io da diferenya de temperatura do ar interno e extemo. Baseado nos estudos de ventilay1io devido ao termossifiio, em instalayoes com lim de largura, estes autores apresentaram urn modelo de ventilayao natural com uso de mecanismo m6vel na cobertura, denominado Flex House. Estee
urn tipo de lanternim, com 1,20 m de abertura horizontal, controlado de acordo com as necessidades de ventilav1io e aproxima-se bastante da ventilay1io foryada.0
lanternim funciona basicamente como saida de ar, afirmaram CHOIN!:ERE e MUNROE (1990). Mas, nos dias fiios, quando as janelas est1io totalmente fechadas, uma abertura no telhado pode ser mantida e funciona simultaneamente como entrada e saida de ar.MEYER & GOETSH (1984) recomendaram que o lanternim, com uma largura de 0,60 m em galpoes para suinos em terrninay1io,
e
ideal para se obter urn melhor controle da temperatura durante os periodos mais quentes.BUCKLIN et al. (1988), estudando o efeito da ventilayao natural em galpoes para suinos em terrninay1io, concluiram que edificayoes com lanternim de dupla entrada lateral apresentam melhores resultados que edificayoes com lanternim em apenas uma abertura e edificay5es sem lanternim.
3.5-
indices de conforto termico
Na tentativa de predizer as condiyoes de conforto ambiental, vilrios indices tern sido desenvolvidos e usados.
Segundo TEXIER et aL (1979), o indice bioclirmitico (IBC), e1aborado a partir da equayiio de PETIT, e bastante representative, pois baseia-se no fato de que a sensayiio termica do animal e funyiio de um equilibrio existente entre a temperatura de globo negro, a umidade relativa do ar e a velocidade do ar, variando com o peso medio do animal alojado e com urn coeficiente especifico de temperatura corporal. A equayiio e a seguinte:
IBC = 0,89 Tg
+
0,05 UR- 1,81V+
0,02 P- A ... (5)On de
IBC = Indice bioclimatico;
Tg =Temperatura de Globo Negro ("C);
UR = Umidade Relativa (%);
V = Velocidade do ar (m.s -1);
p = peso medio do animal alojado (kg);
A = constante especifica de temperatura do animal ("C).
A constante especifica de temperatura do animal e dada pela seguinte equayiio:
A=TR-21,15 ... (6)
On de
A = constante especifica de temperatura do animal ("C)
TR = temperatura retal ("C)
Com relayiio a interpretayiio do Indice Bioclimatico, de acordo com TEXIER et al.
Abaixo de-2 Entre-2 e 0 Igual a 0 Entre 0 e 2 Acimade2 excessivarnente frio confortavelmente frio 6timo conforto confortavelmente quente excessivarnente quente
0
referido indice foi testado em trabalhos anteriores procurando-se averiguar suaaplicabilidade em detectar estados de desconforto em remeas lactantes. Os resultados forarn bastante favoniveis, de modo que utilizayao pode ser aconselhada sem problemas em trabalhos futuros.
BUFFINGTON eta!. (1977) afirmararn que o indice mais adequado para se avaliar o conforto termico arnbiente e o indice de temperatura de globo e umidade (ITGU), onde e representado em urn Unico valor os efeitos da radia9ao, da velocidade do ar, e da temperatura
de globo negro. 0 indice e definido pela seguinte equa9ao:
ITGU = Tg + 0,36 Tpo- 330,08 ... (7)
Onde
ITGU = indice de temperatura de globo e umidade; Tg =temperatura de globo negro (K);
Tpo =temperatura de ponto de orvalho (K).
TURCO (1993) propos a utilizayao do indice ITGU e obteve resultados que corroborararn sua indicayao tarnbem para suinos.
Outro indicador de conforto termico arnbiente e a carga termica de radia9ao (CTR), que, em condi9oes de regime permanente, expressa a radia9ao total recebida pelo globo negro
de todos os espa9os ou partes da vizinhan9a, podendo ser obtida, segundo ESMAY (1969), atraves da equa91io:
4
CTR = cr (TRM) ... (8)
On de
CTR = carga terrnica de radia91io (W. m ·');
cr = constante de STEFAN BOLTZMANN (5,67 x 10"' W. m -2K-4 );
TRM =temperatura radiante media (K).
A temperatura radiante media (TRM) e a temperatura de uma circunvizinhanya,
considerada uniformemente negra para eliminar o efeito de reflexao, com a qual o corpo (globo negro) troca tanta quantidade de energia quanto a do ambiente atual considerado segundo
BOND & KELLY (1955). A TRM pode ser expressa atraves da equa91io a seguir:
TRM = 100 [ 2,51 . V (Tg- Tbs)
+
(Tg/100)4]V.. . -··· ... (9)On de
TRM = temperatura radiante media (K);
V = velocidade do ar (m. s ·'); Tg =temperatura de globo negro;
