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Trabajo de grado relacionado con el zoneamento bioclimático para la producción de pecuaria
Tipo: Tesis
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Tese apresentada à Universidade Federal de Viçosa, como parte das exigências do Programa de Pós- Graduação em Engenharia Agrícola para obtenção do título de “Doctor Scientiae”.
Ficha catalográfica preparada pela Seção de Catalogação e Classificação da Biblioteca Central da UFV
Silva, Mariano Pereira, 1965- S586z Zoneamento bioclimático para produção avícola no 2006 território brasileiro / Mariano Pereira Silva. – Viçosa : UFV, 2006. ix, 161f. : il. Mapas col. ; 29cm.
Orientador: Fernando da Costa Baêta. Tese (doutorado) - Universidade Federal de Viçosa.
Referências bibliográficas: f. 154-161.
CDD 22.ed. 636.
Sem sombra de dúvida meus maiores agradecimentos devem ir
para meus professores de ciências do primeiro grau. É claro que tenho
que agradecer também à UFV e aos seus professores e de outras
instituições nas quais estudei, em especial aos que compuseram a
comissão orientadora: Baêta, Ilda, Jadir, Zolnier e Aristides; ao CNPq, aos
funcionários da UFV, especialmente as secretárias da pós graduação
Edna e Tatiana e as secretárias da reitoria Rita, Marcela e Natália, ao
secretário da pró-reitoria de administração José; à SOMAR Meteorologia
na pessoa de seus diretores Márcio, Marcos e Paulo; ao Professor
Vascos Fitas e aos seu alunos, especialmente à Joana e ao Felipe; à
Universidade de Évora, seu professores, funcionários e estudantes; aos
colegas de curso; aos companheiros de república; ao Tadayuke, ao
Albino e à Cecília por aceitarem participar da minha banca; aos meus
irmãos Maria Hedwiges e Fernando; aos meus tios, avós, primos; aos
meus padrinhos e certamente a uma quantidade inumerável de pessoas
com as quais cruzamos pela vida e que ajudam de uma forma ou de outra
a progredirmos, mesmo que seja com pequena coisas como o sujeito que
passava na rua e me informou onde era Universidade. Mas os meus
professores de ciências do primeiro grau tem um lugar de destaque. Eles
mais do que me ensinar os caminhos do conhecimento científico, também
me ensinaram o caminho da dignidade e do caráter. Mais que me ajudar
na realização dos meus primeiros experimentos, seguraram minha mão
nos meus primeiros passos. Aos meus pais Valcy e Hedwiges, que me
deram a felicidade de serem meus professores de ciências, a maior
gratidão do seu filho, de todo o coração.
ii
v
RESUMO
SILVA, Mariano Pereira, D.S., Universidade Federal de Viçosa, fevereiro
Esta pesquisa tem como objetivo geral, desenvolver um
zoneamento bioclimático para criação das aves, a partir de dados
climáticos diários e simulação do emprego do resfriamento evaporativo
em galpões avícolas, como forma de prever as condições de produção
animal em todo território brasileiro. Para isso foi gerada uma base de
dados climatológicos. Sendo utilizados dados climáticos da Re-análises 2
do NCEP/NCAR do período de 01.01.1980 à 31.12.2000 para o território
brasileiro. Para a obtenção de valores horários de temperatura para
estudar o efeito e benefício da climatização da instalação pelo
resfriamento evaporativo, foi adotada a metodologia que utiliza dados
temperatura e temperatura mínima do ar obtidos nos horários de 12:00,
18:00 e 24:00 horas (Tempo Médio de Greenwich). A interpolação
espacial foi feita levando em conta a orografia Foi desenvolvido um
programa computacional para simulação dos fluxos de calor e massa em
galpões avícolas a partir de dados meteorológicos externos. A partir dos
dados climáticos simulados, foram gerados mapas para o território
brasileiro com valores de ITU, assim como temperatura e umidade. Os
mapas foram gerados para o ambiente interno e externo à instalação.
vi
ABSTRACT
SILVA, Mariano Pereira, D.S., Universidade Federal de Viçosa, February
This research has as objective generality, to develop a bio-climactic
zoning for creation of the chickens, from daily climatic data and simulation
of a poultry house with a evaporative cooling, as form to foresee the
conditions of animal production in all Brazilian territory. For this a climate
database was generated. Being used climatic data of Re-analyses 2 from
NCEP/NCAR from the period of 01.01.1980 to 31.12.2000 for Brazilian
territory. For the attainment of hourly values temperature to study the
effect and benefit of the climatization of the installation for the evaporative
cooling, it was adopted the methodology that it uses temperature and
minimum temperature of air data at 12:00, 18:00 and 24:00 hours
(Greenwich mean time). The space interpolation of climatic data was
made with orographic correction. After a computational program for
simulation of the heat flows and mass in sheds from external
meteorological data was developed. From the simulated climatic data,
maps for the Brazilian territory with values of ITU had been generated, as
well as temperature and humidity. The maps had been generated for the
internal and external environment. Particularly for the internal environment
viii
with and without system of evaporative cooling had been considered.
From this study, following conclusive inferences was gotten: a) The more
next to the equator biggest it is the value of the ITU. To a fast trend of the
Southeastern region and center west diverged of this standard. This
divergence is aggravated in the period of summer where the Southeastern
region has values of ITU predominantly minor than the region center west
in the same latitude; b) the region north presents low potential for
chickens creation in high density; c) the minor values of ITU in the north
of Roraima must the high altitude of the region; d) Regarding the data
after downscaling it can be affirmed that the general characteristics of the
data had not had great change. The analysis made for the data before
downscaling continue valid. For a study macro of national aspects the data
do not present great impact. The biggest utility of these data will be in
regional analysis.
ix
densidade de alojamento passou a ser amplamente usada e, desta forma,
a exigência de conforto térmico ambiental, que já havia se tornado
maiores com o aumento da precocidade das aves, passou a ser ainda
maior, como resultado da elevação do número de aves por área
habitada. Como conseqüência, a atenção ao adequado planejamento e
projeto das instalações avícolas passou a ser priorizada (TINÔCO,
2001a).
Neste contexto, o conhecimento das necessidades ambientais dos
animais e o estudo das condições climáticas da região e do microclima do
local em que será implantado o sistema de produção podem contribuir na
definição de técnicas e nos dispositivos de construções eficientes e que
possibilitem a melhoria do conforto térmico dos animais e,
conseqüentemente, de sua produtividade nas diferentes regiões
climáticas do vasto território brasileiro.
Conforme McDOWELL (1974), dentre os elementos climáticos, a
temperatura do ar é provavelmente aquele que influencia mais
diretamente o ambiente físico do animal. No entanto, a temperatura do ar
não é suficiente para caracterizar as condições ambientais; para isso,
deve-se acrescentar também a essa, outras variáveis, tais como umidade
relativa, velocidade do ar e energia radiante (PERDOMO, 1998).
Com base estudos realizados por GATES et al. (1995), SILVA JÚNIOR (2001) e SILVA(2003) pode-se verificar que os avanços nos sistemas de informações geográficas (SIG) e a maior disponibilidade de dados meteorológicos, embora no caso destes últimos ainda com sérias deficiências para o Brasil, permitem a avaliação de sistemas de acondicionamento artificial de ambiente em função das condições climáticas de cada região. Os trabalhos de GATES et al. (1995) e SILVA (2003) simularam o comportamento térmico de galpões avícolas, a partir de dados meteorológicos, com e sem sistemas de resfriamento evaporativos fornecendo dados como o índice de temperatura e de
umidade para os Estados Unidos da América e para a Região Sudeste do Brasil, respectivamente.
Tendo em vista o exposto, esta pesquisa tem como objetivo geral,
desenvolver o zoneamento bioclimático para criação das aves, a partir de
dados climáticos diários e simulação do emprego do resfriamento
evaporativo em galpões avícolas, como forma de prever as condições de
produção animal em todo território brasileiro.
Objetivos específicos:
IMAEDA (2000), investigou a influência do clima e da densidade de
alojamento na ocorrência de morte súbita em frangos de corte utilizando
densidades de 12, 15 e 18 aves por metro quadrado. Deste estudo o
autor concluiu que com 18 aves por metro quadrado houve significativo
aumento da mortalidade no verão e no inverno.
Todos os ajustes e as ações sobre o organismo animal podem se
refletir na produtividade final de um lote e no seu custo final. As condições
ambientais que oferecem os menores desgastes para as aves, por
produzirem os melhores resultados, situam-se em faixas ou limites
denominados zonas de conforto térmico (CURTIS, 1983).
Com relação aos animais, BAÊTA e SOUZA (1997), afirmaram que
esses podem ser considerados sistemas termodinâmicos abertos, por
estarem em troca constante de energia com o ambiente. Neste processo,
os fatores externos do ambiente tendem a produzir variações internas no
animal, influindo na quantidade de energia trocada entre ambos, havendo,
então, necessidade de ajustes fisiológicos para a ocorrência do balanço
de calor.
O conhecimento das necessidades ambientais dos animais e o
estudo das condições climáticas da região e do microclima do local em
que será implantado o sistema de produção permitem definir técnicas e
dispositivos de construções que melhorem o conforto dos animais.
Conforme McDOWELL (1974), a temperatura do ar é provavelmente o
fator bioclimático mais importante que influencia o ambiente físico do
animal. No entanto, apenas a temperatura do ar não é suficiente para
avaliar as condições ambientais; para isso, deve-se acrescentar também
a essa outras variáveis, como umidade relativa, velocidade do ar e
energia radiante (PERDOMO, 1998). Em geral os parâmetros ambientais
utilizados são temperatura do ar, temperatura radiante, radiação solar,
umidade do ar, velocidade do ar, pressão atmosférica.
CURTIS (1983), define o ambiente como a soma do impacto de
fatores físicos, químicos, biológicos e sociais, que atuam e interagem
influenciando o desempenho animal. Esses fatores variam com a estação
do ano e com a localização da região, bem como, por razões intrínsecas
ao próprio animal como idade, sexo e alimentação fornecidas. Neste
sentido, verifica-se que as variáveis ambientais não são estáticas. Toda
situação ambiental que provoca uma resposta adaptativa é considerada
estressora, definindo uma situação de estresse no animal (BAÊTA &
SOUZA, 1997).
Assim podemos acrescentar aos parâmetros ambientais já citados
o nível de poluição do ar e o nível de poluição sonora, tipo de cama, teor
de umidade da cama, doenças, densidade de alojamento,
comportamento e ordem de dominância, tipo de ração utilizado (que
constitui um fator biológico ambiental), temperatura da água nos
bebedouros e forma de movimentação dos funcionários dentro do galpão,
dentre outros.
Estes diversos fatores ambientais, acima relacionados, devem ser
considerados em conjunto com fatores ligados as características dos
animais. Segundo (SILVA, 2000) os fatores inerentes ao animal (não
ambientais) a serem considerados na determinação do conforto térmico e
nas condições de adaptação dos animais a ambientes específicos são os
seguintes:
Assim, entre todos os fatores ambientais, os térmicos,
representados por temperatura, umidade, velocidade do ar e radiação,
são os que afetam mais diretamente a ave, comprometendo uma das
suas mais importantes funções vitais, que é a manutenção da própria
homeotermia, conforme observado por CURTIS (1983), MEDEIROS
(1997) e TINÔCO (1988).
Existem limites para o intervalo de temperaturas para os quais os
animais vertebrados podem manter sua homeotermia. A zona de
termoneutralidade no intervalo de homeotermia é muito difícil de se
definir. Nesse intervalo os vasos sangüíneos na pele não estão totalmente
dilatados ou totalmente contraídos, a evaporação de água da superfície
da pele ou do sistema respiratório é mínima, os cabelos ou pelos ou
penas não estão eretos e as respostas comportamentais ao calor ou frio
não ocorrem. O intervalo de temperaturas superior e inferior que os
animais podem tolerar fora da faixa da zona de temoneutralidade,sem que
ocorra prejuízos de sua eficiência, é muito reduzido (BROWN-BRANDL
et al., 1997).
A quantidade de calor contida no corpo provém do metabolismo
basal, da atividade muscular, da digestão do alimento e do ambiente
térmico. Esse calor tem que ser dissipado via mecanismos de trocas
térmicas entre o corpo e o ambiente. Esses mecanismos envolvem trocas
de calor sensível pela radiação, convecção e condução e também trocas
de calor latente que se produz pela evaporação nos pulmões e na pele
(TEIXEIRA, 1991).
Quando as temperaturas nos ambientes de criação das aves são
baixas, ocorre aumento na proporção de carcaças com calos e crostas no
peito devido a má conservação da cama. Em contrapartida, há maior
incidência de ferimentos decorrentes do manejo das aves nos meses de
verão, atribuída a ruptura de vasos sangüíneos e capilares periféricos,
devido a vasodilatação. Em épocas quentes, as aves reduzem a ingestão
de ração e, por conseqüência, a quantidade nutrientes ingerida. Para
conseguir aumentar as calorias da mesma e diminuir esse déficit, os
formuladores de ração, podem incrementar a proporção de energia.
Porém, estas modificações na dieta alimentar podem contribuir com a
incidência de problemas de gordura na carcaça (ABREU & ABREU,
2002).
COOPER & WASHBURN (1998), comparando a mortalidade em
frangos criados às temperaturas de 21oC e 31oC não verificaram diferença
significativa, mas aumento significativo na mortalidade foi verificado por
VO et al. (1977) quando a temperatura ambiente subiu para 37,8oC.
Quando frangos são expostos a estresse calórico por mais de uma
semana, ocorre forte correlação negativa entre a temperatura do corpo e
os aspectos econômicos como ganho de peso, consumo de ração e
conversão alimentar (COOPER & WASHBURN, 1998 ).
A Umidade Relativa do galpão é função da temperatura ambiente,
do fluxo de vapor d’água que entra no galpão pelo sistema de ventilação e
da quantidade de vapor d’água proveniente dos frangos e da cama.
Segundo BAIÃO (1995), o valor de umidade relativa do ar não pode
ultrapassar 80%, de forma a não prejudicar a perda de calor das aves por
via evaporativa.
O conforto térmico da ave se encontra relacionado com a umidade.
Por exemplo, quando a temperatura do ar de 26,7 °C estiver combinada
com umidade relativa de 60%, a ave ainda se encontra dentro da zona de
termoneutralidade. Entretanto, o animal entra em estado de desconforto
térmico se a umidade relativa do ar atingir 80%. (DONALD, 1998).
