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Engenharia Agrícola

Print version ISSN 0100-6916

Eng. Agríc. vol.30 no.5 Jaboticabal Sept./Oct. 2010

http://dx.doi.org/10.1590/S0100-69162010000500002 

ARTIGOS CIENTÍFICOS
CONSTRUÇÕES RURAIS E AMBIÊNCIA

 

Temperaturas de acionamento de sistemas de climatização para perus em épocas de baixa umidade relativa do ar

 

Activating temperatures of ventilation systems for turkeys in low humidity periods

 

 

Angélica S. MendesI; Daniella J. de MouraII; Irenilza de A. NääsIII; Lília T. SonodaIV

IProfa. Adjunta, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Dois Vizinhos - PR
IIProfa. Doutora, Conselho de Infraestrutura Rural, Faculdade de Engenharia Agrícola, UNICAMP, Campinas - SP
IIIProfa. Titular, Conselho de Infraestrutura Rural, Faculdade de Engenharia Agrícola, UNICAMP, Campinas - SP
IVMestranda, Conselho de Infraestrutura Rural, Faculdade de Engenharia Agrícola, UNICAMP, Campinas - SP

 

 


RESUMO

Este estudo teve o objetivo de avaliar distintos programas de acionamento dos sistemas de climatização (ventiladores e nebulizadores), visando a aprimorar o ambiente interno e o bemestar das aves, evitando possíveis perdas produtivas e gastos excessivos em energia elétrica. O estudo foi conduzido em dois aviários localizados no município de Uberlândia - MG, durante a época de baixa umidade relativa do ar (junho a dezembro). Os aviários foram comparados sob os parâmetros de concentrações de CO2, temperatura e umidade relativa do ar, temperatura superficial da cama e índices produtivos. Os dados climáticos foram submetidos à análise de variância, e os dados produtivos submetidos ao teste de Qui-quadrado, utilizando-se do software MINITAB V.14. Os resultados apontados pelos tratamentos 1 e 2 mostraram que as concentrações de CO2 no ar (372,70 e 379,46 ppm, respectivamente) estiveram abaixo dos limites máximos recomendados internacionalmente para ambos os sistemas. As temperaturas internas (26,23 e 26,56 ºC, respectivamente) estiveram sempre acima do recomendado para as aves, e os níveis de umidade relativa do ar (69,73 e 70,42, respectivamente) estiveram, em média, na faixa recomendada, para ambos os sistemas. Conclui-se que o aviário programado para acionar o sistema de climatização mais tardiamente consumiu menos energia elétrica, apresentou melhor conversão alimentar, menor incidência de artrite, porém maior percentual de mortalidade.

Palavras-chave: ventiladores, nebulizadores, conforto térmico, consumo de energia elétrica.


ABSTRACT

This study aimed to evaluate different turn on systems of climatization (fans and fogging sprinklers) to improve the internal environment and the birds' welfare, avoiding productive losses and expensive wastes in electrical energy. The study was conducted in a commercial property with two poultry houses, located in Uberlândia, MG, Brazil, during the phase of low relative humidity of the air (June to December). The poultry houses were compared under the parameters of concentration of CO2, temperature and relative humidity, surface temperature of the litter and production indexes. The climatic data were subjected to analysis of variance and productive data submitted to chi-square, using the software Minitab, V.14. The results showed in treatments one and two that concentrations of CO2 in the air (372,70 and 379,46 ppm, respectively) were below the internationally recommended limits for both systems. The internal temperatures (26,23 e 26,56 ºC, respectively) were always above the recommended for birds, and the levels of relative humidity (69,73 e 70,42, respectively) were on average in the recommended range for both systems. The conclusion is that the poultry house programmed to trigger the air-conditioning later, consumed less electricity, had better feed conversion, lower incidence of arthritis, but a higher percentage of mortality.

Keywords: fans, fogging sprinklers, thermal comfort, electric power consumption.


 

 

INTRODUÇÃO

O mercado de produtos à base de carne de peru tem-se mostrado bastante promissor não só no Brasil como em vários outros países, representando 6,9% da produção mundial. Entre 2005 e 2009, houve um incremento de 29,8% no total produzido. A tecnificação e o controle sanitário foram as principais alavancas de crescimento desse setor, que continua despertando o interesse dos produtores como alternativa para diversificar a produção (UBA, 2008).

Os perus, ao contrário dos frangos de corte, necessitam de duas instalações distintas para completar o ciclo do primeiro dia de vida até o abate: a primeira é chamada de fase inicial de criação, e a segunda, fase final de criação (CAVALCHINI, 1985). Ambas as fases necessitam de um sistema de ventilação adequado, pois o objetivo da ventilação é o fornecimento de ar fresco e o alcance dos requisitos de qualidade de ar e de manutenção do aquecimento/resfriamento para os animais alojados. Logo, o sucesso no fornecimento de um ambiente adequado de alojamento às aves depende, principalmente, do sistema de ventilação utilizado (WANG et al., 1999).

O manejo para as práticas de uma boa qualidade de ar necessita de sistemas de resfriamento e/ou aquecimento e ventilação que promovam um ambiente equilibrado. Uma consequência de um ambiente não equilibrado é a incidência de doenças respiratórias nas aves (ZEJDA et al., 1994; SENTHILSELVAN et al., 1997). Umidade relativa e temperatura do ar também possuem impacto na qualidade do ar, por influenciar na proliferação e sobrevivência de alguns patógenos e de severas doenças (CARVALHO, 1991) e no bem-estar e desempenho das aves (YALÇIN et al., 1997; WATHES et al., 1998).

Neste contexto, o controle ambiental adequado para os aviários torna-se um fator imprescindível para a melhoria da produtividade. No entanto, a complexidade do controle do sistema de climatização, ou seja, a programação ideal de acionamento destes sistemas a ser adotada em função da temperatura, considerando concomitantemente a economia em energia elétrica e o investimento inicial, dificulta o alcance de um adequado ambiente para as aves. Isto indica que grande esforço deve ser realizado para identificar as falhas em aclimatação e, em seguida, melhorar a eficiência da ventilação. No entanto, sabe-se que há pouca informação na literatura sobre o uso de dados do ambiente de alojamento no dimensionamento e programação dos sistemas de climatização (LEE et al., 2003).

Considerando que a produção intensiva de perus pode ser aprimorada, gerando fonte de receita para novos investidores, faz-se necessário o estudo do ambiente interno dos aviários onde estas aves estarão ou já estão inseridas e da maximização dos equipamentos de climatização responsáveis pela refrigeração ambiental. Desta forma, este trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar distintos programas de acionamento dos sistemas de climatização (ventiladores e nebulizadores), visando a aprimorar o ambiente interno e o bem-estar das aves, evitando possíveis perdas produtivas e gastos excessivos em energia elétrica.

 

MATERIAL E MÉTODOS

Este estudo foi realizado em uma propriedade com dois aviários comerciais de perus na fase final de criação, situada no município de Uberlândia - MG. Os aviários possuíam as mesmas dimensões (125,00 x 12,00 m), pé-direito de 3 m, orientação (L - O) e idêntico aporte de equipamentos. O sistema de nebulização para ambos os aviários era composto por um motor de 2 cv e bicos de média pressão, espaçados a cada 3 m e distribuídos em linhas longitudinais. O sistema de ventilação era por pressão positiva, com 16 ventiladores de 0,5 cv em cada aviário, distribuídos em linhas longitudinais e divididos em dois grupos de acionamento: o primeiro grupo acionava oito ventiladores, e o segundo grupo acionava os oito ventiladores restantes.

O funcionamento dos controladores dava-se basicamente por meio de termostatos. Em cada aviário, havia dois sensores de temperatura conectados à central de controle dos ventiladores, localizados nas áreas inicial e final dos aviários. A média dos dois sensores era informada à central de controle. Entretanto, os aviários (tratamentos) diferenciavam-se pelas temperaturas de acionamento dos sistemas de climatização, conforme se observa na Tabela 1.

O período do estudo foi durante a época de baixa umidade relativa do ar, que ocorreu entre os meses de junho e dezembro de 2007 (UR média de 57%), conforme análise do banco de dados meteorológicos (temperatura do ar, UR do ar, precipitação e cobertura do céu) do Instituto de Geografia da Universidade Federal de Uberlândia, dos últimos dez anos. Em cada aviário, foram alojadas um total de 4.500 aves de mesma origem e sexo (machos), com idade inicial de 28 dias e permaneceram no experimento até a idade final para abate (150 dias).

Cada aviário foi dividido virtualmente em 24 células para o registro da concentração de dióxido de carbono (CO2), temperatura ambiente (T), umidade relativa (UR) e temperatura superficial da cama (TC), na altura das aves. Foram utilizados 15 segundos para o monitoramento climático em cada uma das 24 células avaliadas e mais 10 segundos para a estabilização dos equipamentos. O registro dos dados foi realizado sistematicamente na direção oeste-leste do galpão,durante os períodos: diurno (8 h), o mais crítico do dia em termos de calor (14 h), e o período do entardecer (17 h), segundo metodologia proposta por MIRAGLIOTTA (2005).

Para os registros de T e UR, utilizou-se um equipamento da marca Instrutherm®, modelo THAL-300. Para TC, utilizou-se um termômetro infravermelho digital da marca Instrutherm®, modelo TI-900, e para a coleta das concentrações de CO2, um Indoor Air Quality Meter - modelo 8732 (IAQ-CALCTM).

Mensuraram-se as seguintes variáveis produtivas: peso médio semanal, ganho de peso vivo das aves, conversão alimentar, mortalidade e incidência de enfermidades: aerossaculite, dermatose e artrite. A pesagem semanal das aves foi realizada por meio de amostragem: capturavam-se 80 aves aleatoriamente no início, meio e fim do aviário, e com auxílio de uma balança de pendura determinava-se o peso médio das aves. A incidência de enfermidades foi mensurada no abatedouro. Além disso, avaliou-se o consumo de energia elétrica por meio de medidores instalados em cada aviário.

Posteriormente, os dados climáticos foram submetidos à Análise de Variância, e os dados produtivos, ao teste do Qui-quadrado, utilizando-se do software MINITAB V.14.

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Conforme o resultado das Análises de Variância, comprovou-se que não houve diferença significativa entre os tratamentos na distribuição das seguintes variáveis climáticas: concentrações de CO2 (P=0,065), umidade relativa (P=0,108) e temperatura superficial da cama (P=0,071). Porém, comprovou-se diferença significativa para a variável temperatura ambiente (P=0,001).

Por meio da Figura 1a, observa-se que o A1 apresentou a maior média de temperatura ambiente, porém menor média de UR (Tabela 2). Ambos os resultados eram esperados, pois o tratamento A1 acionava o sistema de climatização tardiamente em comparação com o A2 e a UR, conforme as próprias características psicrométricas do ar se reduzem frente às temperaturas mais elevadas (MIRAGLIOTTA, 2005). Porém, os resultados médios estiveram dentro da faixa de conforto térmico recomendada para as aves pela ASHRAE (2002), entre 60 a 70%, para ambos os tratamentos.

Observa-se, na Figura 1b, que a temperatura apresentou variação similar entre os tratamentos ao longo do crescimento do lote. Ambos os tratamentos apresentaram menores níveis de T para a idade mais avançada do lote. Explica-se esse fato pelo acionamento dos sistemas de climatização, pois foram programados em função das exigências térmicas das aves, ou seja, aves mais velhas necessitam de menores temperaturas ambiente. Entretanto, observa-se que ambos os tratamentos forneceram um ambiente com temperaturas superiores ao desejado pelas aves, conforme recomendações técnicas (MANUAL DE BOAS PRÁTICAS DA NICHOLAS, 2007): conforme idade 1 (21 ºC), idade 2 (16 ºC) e idade 3 (14 ºC) (VAN DER HEL et al., 1992). O ambiente com temperaturas elevadas conduz ao decréscimo no desempenho das aves e piora na conversão alimentar, o que justifica o gasto em energia elétrica pelo uso adequado dos sistemas de climatização (TABELA 2).

XIN et al. (1998) relataram, em estudo com perus machos, que os níveis de umidade relativa do ar e de temperatura ambiente se modificam em função do sistema de ventilação utilizado. Outros estudos constatam a dificuldade de manter um ambiente adequado e uniforme em grandes instalações para frangos de corte (SEO et al., 2006). Para ANDONOV et al. (2003) & MUTAF et al. (2004), existe conexão entre taxas eficazes de ventilação e o design do sistema, comprovada em experimentos com suínos e frangos de corte. WANG & ZHANG (1999) também relataram que a temperatura e a velocidade do ar estão interligadas ao modelo de sistema de ventilação adotado. Entretanto, outros autores relatam que a eficácia da ventilação é afetada primeiramente pelo sistema de ventilação e, posteriormente, pela programação da taxa de ventilação (ZHANG et al., 2001).

Independentemente do programa de acionamento utilizado, as médias de concentração de CO2 mantiveram-se em níveis bem inferiores ao limite permitido para a criação de perus, pois a concentração máxima de CO2 no interior das instalações é de 3.000 ppm, segundo NOLL et al. (2003), e de 2.500 ppm, conforme FRAME et al. (1999). MIRAGLIOTTA (2005), ao tomar medidas aleatórias durante alguns dias em lotes diversos de frangos de corte, obteve concentrações médias de CO2 iguais ou inferiores a 1.000 ppm no ambiente de alojamento das aves. A concentração habitual de CO2 na atmosfera encontra-se em 200 a 750 ppm. A autora concluiu da mesma forma para o presente trabalho, que a concentração deste gás não representou situações de risco, tanto para os animais quanto para os trabalhadores, visto que, para ambas as situações, o limite máximo está situado em 3.000 e 5.000 ppm, respectivamente (Tabela 2).

Outros autores constataram que contaminantes aéreos indesejados e suas trajetórias diferem em função do sistema de ventilação utilizado (HINDS, 1999), da localização dos ventiladores e da densidade de alojamento (MAGHIRANG et al., 1994). Além disso, SHAW (1994) encontrou uma relação direta entre a velocidade do ar e a intensidade de turbulência na distribuição de variáveis climáticas no interior de aviários.

Para KLOOSTER et al. (1993), a eficácia da renovação de ar pelo sistema de ventilação deve ser bem estruturada, uma vez que o peru é sensível a altas concentrações de amônia e CO2. Caso contrário, os perus jovens ficam sonolentos, deixando de beber água e comer ração, aumentando os índices de mortalidade e refugagem inicial (BONI et al., 2007). Mas conforme SEEDORF et al. (1998), dependendo do manejo utilizado da cama, as taxas de ventilação usualmente utilizadas podem não ser suficientes para manter uma boa qualidade do ar.

Logo, o levantamento das condições de qualidade do ar em cada um dos sistemas de ventilação adotados pela avicultura brasileira, para cada uma das diferentes regiões e estações climáticas do País, é uma necessidade imperativa e urgente das indústrias de produção animal, disponibilizando, com isto, dados de interesse a um inventário nacional, constituindo parte de banco de dados em concentração de gases nocivos pela referida atividade em atendimento das demandas internacionais do mercado, visando à exportação e ao atendimento das leis de preservação ambiental (MENEGALI et al., 2009).

Quanto à temperatura superficial da cama, conforme ABREU (1994), em estudo comportamental de preferência de permanência com frangos de corte, relata que as aves não permanecem sobre a cama com temperaturas superficiais superiores a 36 ºC, magnitude essa não alcançada pelos sistemas aqui avaliados (Tabela 2).

Verifica-se, na Figura 2a, que o consumo de energia elétrica (CEE) nos respectivos tratamentos foi maior nos meses de novembro e dezembro. Esse aumento deve-se ao fato do acréscimo das temperaturas externas e do crescimento das aves, acarretando em maior tempo de funcionamento dos sistemas de climatização, pois uma das formas de manejo utilizada com o objetivo de reduzir a sensação térmica das aves é o aumento da velocidade do ar por meio do uso de ventiladores (FLOOD et al., 1991; LACY & CZARICK, 1992).

De acordo com a Figura 2b e segundo resultado da Análise de Variância, comprovou-se a diferença significativa do consumo médio de energia elétrica entre os tratamentos (P=0,007), em que o tratamento A1 apresentou menor CEE. Esse resultado cabe ser ressaltado, pois o A1 foi o aviário programado para acionar os sistemas de climatização com temperaturas superiores em 4 ºC a programação do sistema A2. A diferença média de consumo entre esses dois aviários foi de 130,5 kWh, o que hoje representaria para a região de condução desse estudo (custo do kWh = 0,35 reais), R$ 45,68 em economia mensal. POGI & PIEDADE JÚNIOR (1991) justificam, inclusive, que uma mínima redução no CEE deve ser valorizada, pois na atividade avícola a energia elétrica é imprescindível e cada vez mais se torna necessária sua racionalização frente aos custos que vem alcançando.

De acordo com resultados obtidos por HUGHES & WU (1985), a operação adequada da potência dos ventiladores pode produzir uma economia de energia elétrica na ordem de 8 a 12% e para FLOOD et al. (1998), a operação de ventiladores em baixas velocidades pode efetivamente eliminar gradientes verticais de temperatura.

Conforme SIMMONS & LOTT (1992), ao desenvolverem um sistema de acionamento dos ventiladores por meio de anemômetros, visando a aproveitar a ventilação natural, relatam que se pode reduzir o tempo de funcionamento dos ventiladores, em média, em 50%, obtendo uma economia de energia elétrica em semelhante proporção. Além disso, constataram que a redução no tempo de funcionamento dos equipamentos pode atingir uma economia de energia na ordem de cinco vezes, ou seja, mais de 160 kWh por dia, por aviário, semelhante ao valor obtido neste estudo (da ordem 130 kWh).

TURCO et al. (1998), em estudo com frangos de corte, relataram que o consumo de energia elétrica varia em função dos equipamentos utilizados (motor, tamanho e material das pás, etc.) e da programação de acionamento adotada. Além disso, verificaram com seus resultados que, racionalizando o dispêndio de energia elétrica, por meio da escolha de melhores conjuntos motor-ventilador nos aviários, pode-se alcançar uma economia mensal no custo operacional de eletricidade de R$ 89,79/aviário. BUENO & ROSSI (2006), comparando dois sistemas de ventilação para frangos de corte, constataram que os índices de eficiência energética foram baixos em ambos os galpões, o que indica que se faz necessária a implementação, nesses sistemas avícolas, de técnicas de utilização racional e de conservação de energia elétrica.

De acordo com CAILLE (1982), o CEE do conjunto motor-ventilador depende do motor utilizado e das horas de uso. Esse mesmo autor verificou que um motor de 1/8 cv consome 0,186 kWh. No entanto, para SCHMIDT (1976), um sistema de ventilação ambiente para frangos de corte consome de 0,2 a 0,4 kWh. Percebe-se, aqui, a problemática do CEE na produção de perus, em que as aves, quando adultas, necessitam de maior resfriamento ambiental em comparação com frangos de corte.

Quanto aos dados produtivos, na Tabela 3, apresentam-se os resultados obtidos de peso vivo final, ganho de peso semanal, conversão alimentar e mortalidade. Percebe-se que o tratamento A1 apresentou melhor conversão alimentar, porém maior mortalidade em comparação ao A2.

Conforme o resultado da Análise de Variância, comprova-se que não houve diferença significativa, entre os tratamentos, para o GP semanal (P=0,994) e o peso médio (P=0,987). Porém, segundo o teste Qui-quadrado, houve diferença significativa entre os tratamentos para os percentuais de mortalidade (P=0,000) dos lotes alojados (Tabela 4), em que o tratamento A1 apresentou os maiores percentuais.

Quanto às condenações, na Tabela 5, apresentam-se os percentuais de incidências de aerossaculite, dermatose e artrite, frente aos distintos tratamentos. Observa-se que o A1 apresentou o maior percentual de incidência de aerossaculite, porém os menores percentuais de dermatose e artrite. Segundo o teste Qui-quadrado, não houve diferença significativa entre os percentuais da incidência de aerossaculite (P=0,286) e de dermatose (P=0,203) nas aves alojadas, porém houve diferença significativa para condenações por artrite (P=0,000).

Conforme JULIAN (2005), uma das grandes causas da incidência de aerossaculite em lotes de aves comerciais é a baixa qualidade do ar, denotada por altas concentrações de NH3, CO2 e outros gases. As análises anteriores sobre as variáveis climáticas comprovam que não houve diferença nas concentrações de CO2 entre os tratamentos, assim como para a variável incidência de aerossaculite, corroborando o autor.

Quanto à incidência de dermatose, esses resultados estão em consonância com BRUCE et al. 1990), que observaram correlação positiva entre essa enfermidade com o percentual de UR do ar. Neste estudo, tanto as médias de UR do ar como a incidência de dermatose não apresentaram diferenças significativas entre os tratamentos. Além disso, EKSTRAND & ALGERS (1997) observaram que a incidência de dermatose em perus foi menor no tratamento em que o avicultor acrescentava mais cama durante o crescimento do lote, manejo não adotado neste estudo.

Conforme DICKEL et al. (2006), artrite é o aumento de volume e supuração nas articulações. Várias são as causas que podem promover o aparecimento de artrites, sendo que as principais são de origem nutricional ou infecciosa, que podem ser produzidas por vírus e bactérias. A causa de o A2 apresentar maior incidência desta enfermidade pode estar atrelada às menores temperaturas ambientais (consequentemente maior UR do ar). Porém, FRAME et al. (1999) afirmam que problemas locomotores e aerossaculite causados por cama úmida, ambiente úmido e baixa qualidade do ar são muito mais danosos economicamente que uma conta um pouco maior de energia elétrica.

Com o exposto neste estudo, percebe-se que o sistema de climatização causa efeitos em distintos setores da produção animal: sanidade, produtivo e ambiental, corroborando recentes trabalhos que igualmente comprovaram esses efeitos na produção avícola (SANTOS et al., 2005) e em demais espécies: fêmeas suínas e leitões na maternidade (TOLLON & NÄÄS, 2005) e bovinos de leite (MARTELO et al., 2004).

 

CONCLUSÕES

Ambos os sistemas de acionamento da climatização não atingiram as temperaturas desejadas para a criação de perus em terminação, porém atingiram concentrações adequadas de dióxido de carbono e mantiveram a umidade relativa dentro dos valores recomendados pela literatura.

O sistema de acionamento programado para ser acionado mais tardiamente consumiu menos energia elétrica, atingiu melhor conversão alimentar das aves, menor incidência de artrite, porém maior percentual de mortalidade, apresentando melhor custo-benefício para a fase final de criação de perus, em épocas de baixa umidade relativa do ar.

 

REFERÊNCIAS

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Recebido pelo Conselho Editorial em: 28/8/2009
Aprovado pelo Conselho Editorial em: 13/6/2010

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