Avaliation of Thermal Environment in a Housing System for Goats

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1 Avaliação do Ambiente Térmico em um Aprisco Suspenso para Caprinos Débora Andréa Evangelista Façanha 1, Jacinara Hody Gurgel Morais 2, Wirton Peixoto Costa 1, Angela Maria de Vasconcelos 3, Alan Jhon Fonseca de Oliveira 4, Aytan Lacerda de Castro 4 RESUMO Esta pesquisa foi realizada no Setor de Caprinocultura da UFERSA, em Mossoró-RN, com o objetivo de avaliar o conforto térmico de um aprisco suspenso para caprinos ao longo do dia. Os dados foram registrados em quatro dias na época seca e quatro na época chuvosa, em intervalos de uma hora, durante 24 horas. Foram registradas no interior do aprisco a temperatura, a umidade do ar, a temperatura do globo negro e, a partir desses dados, foi calculado o Índice de Temperatura de Globo e Umidade (ITGU). Foram registradas essas mesmas variáveis na estação meteorológica da UFERSA, onde foi instalado um segundo globo negro. Esses registros corresponderam aos dados do ambiente externo. Não houve diferença entre a localização (interna ou externa ao aprisco) em relação às variáveis meteorológicas. As interações entre época e local também foram significativas, sendo as piores situações de conforto térmico verificadas na época seca no exterior do aprisco. Houve correlações positivas entre ITGU e as temperaturas do ar e do globo e negativas entre ITGU e umidade do ar. Concluiu-se que o interior do aprisco utilizado no Setor de Caprinocultura da UFERSA ofereceu melhores condições de conforto térmico tanto na época seca quanto na chuvosa. Palavras-chave: conforto térmico, instalação, região semiárida Avaliation of Thermal Environment in a Housing System for Goats ABSTRACT This work was conduced in UFERSA department of Goats Production, in Mossoró-RN, to evaluate thermal comfort of a housing system for goats during the day. Data were registered in four days during the wet season and in four days during the dry season, in a 24 hours period. Air temperature, air humidity and black globe temperature were registered in and out of the housing system and than Black Globe Humidity Index (BGHI) was calculated for both environments. There was no difference between the location (internal 1 DCA/UFERSA. Mossoró, RN. (debora_ufersa@hotmail.com; wirton.ufersa@gmail.com) 2 Graduanda em Zootecnia/UFERSA. Mossoró, RN. (narinhazootecnista@hotmail.com) 3 UVA. Sobral, CE. (angv06@hotmail.com) 4 Engenheiro Agrônomo. (alan@hotmail.com) 110

2 or external to the housing system) compared to meteorological variables. The interactions among season and local, were significative, with less comfortable situation outside the housing in dry season. There were positive correlations between BGHI and air and globe temperature, and negative correlations among BGHI and air humidity. It was concluded that the housing system offers beet thermal comfort conditions in dry and wet seasons. Key Words: installations, semiarid region, thermal comfort Introdução A região Semiárida do Nordeste brasileiro tem como a mais importante fração da produção animal a criação de ruminantes, sendo que os pequenos ruminantes apresentam os maiores rebanhos, como os caprinos que representam 93% do efetivo nacional (Anualpec, 2005). Deste rebanho aproximadamente 63% estão inseridos na região Semiárida, criados predominantemente em sistema extensivo e expostos diretamente às condições ambientais (Martins, et. al. 2006). No Nordeste do Brasil os caprinos são explorados predominantemente em sistema extensivo, nos quais as instalações inadequadas geralmente contribuem com a prevalência de problemas sanitários e com os baixos índices produtivos dos rebanhos. Eloy et al. (2001) comentam que o planejamento inicial das instalações deve levar em consideração fatores como localização na propriedade, orientação, declividade e altitude do terreno e adequação ao sistema de criação utilizado. A região de clima semiárido possui alta incidência de radiação solar e altas temperaturas, impondo durante praticamente todos os meses do ano, situações de desconforto térmico aos animais, principalmente aqueles de raças mais produtivas, que geralmente são oriundas de clima temperado. Esse fato torna necessário o acionamento de mecanismos fisiológicos de termorregulação, que, embora permitam aos animais manterem a manutenção, podem trazer reflexos negativos à saúde, às funções produtivas e ao bem-estar dos mesmos. Dentre os escassos trabalhos conduzidos em baixa latitude pode-se citar o estudo de Rondina et al. (2004), no qual foram comparadas as reações termorreguladoras de cabras sem padrão racial definido (SPRD) com as de cabras F1 Saanen x SPRD, tendo verificado que as cabras cruzadas apresentaram maior habilidade de ajuste ao ambiente térmico, porém, em ambos os grupos os animais acionaram mecanismos termorreguladores, confirmando os efeitos do clima sobre as respostas fisiológicas dos animais. Segundo Nääs (2004) a moderna abordagem da ambiência aplicada às instalações para animais de produção 111

3 considera a subdivisão do ambiente em aéreo, acústico e termodinâmico, sendo que este último componente envolve as interações entre os diversos níveis de elementos meteorológicos no macroambiente (exterior das instalações) e no micro-ambiente (interior das instalações). Nas regiões de clima tropical os rebanhos leiteiros especializados geralmente são mantidos em apriscos de piso suspenso, onde os animais são confinados integral ou parcialmente. Poucos são os criadores que tecnificam sua atividade e dentro dessas tecnologias o dimensionamento racional das instalações procuram em primeiro lugar contemplar aspectos como economia nos materiais de construção, adequação do espaço físico ao tamanho do rebanho e facilidade de manejo dos animais. No entanto, a literatura já conta com uma vasta base de informações que comprovam os efeitos positivos do conforto térmico sobre o desempenho de animais de produção, os quais tomam dimensões ainda maiores quando se trata de instalações onde os animais são confinados. Quando os animais são submetidos ao estresse pelo calor, naturalmente ocorre redução da ingestão de alimentos, da ruminação e da motilidade do trato digestivo, além da queda da resistência imunológica, resultando na queda da produção e na alteração da composição do leite. Deste modo, as instalações de caprinos leiteiros devem ser construídas com material adequado, adaptadas às condições climáticas da região, preferencialmente em locais secos, altos e pouco inclinados, protegido dos ventos fortes e em solo compactado e, ao tipo de animal e ao sistema de produção adotado (Soares, et. al, 2007). Assim, este estudo buscou avaliar o conforto térmico em um aprisco para caprinos, localizado na região Semiárida, ao longo do dia, nas épocas seca e chuvosa, além de identificar os horários de pico e as épocas críticas, quando há necessidade de intensificar as práticas de proteção dos animais. Material e Métodos Este estudo foi conduzido no Setor de Caprinocultura da Universidade Federal Rural do Semiárido, localizada no município do Mossoró-RN, região Oeste do Rio Grande do Norte. O município está situado nas coordenadas geográficas de 5º 11 Sul, 37º 20 Oeste e altitude de 18 m. De acordo com a classificação climática de Köppen (Varejão-Silva, 2001), o clima da região é do tipo BSWh, que significa clima muito seco e quente, com estação chuvosa no verão, atrasando-se para o outono. Não são verificadas grandes alterações de fotoperíodo, temperatura do ar e insolação ao longo do ano. Porém, verifica-se a ocorrência de um período chuvoso, geralmente de 112

4 fevereiro a maio, além de um período de estiagem que vai de junho a janeiro. A temperatura média anual é em torno de 27,2ºC, com máxima de 33,4ºC e mínima de 22,7ºC. A umidade relativa média anual é de 68,5% e a precipitação pluviométrica em torno de 765,8 mm anuais. A instalação utilizada neste estudo foi um aprisco construído em madeira, coberto com telhas de cerâmica, com altura de pé direito de 3,5 m, apresentando piso ripado com 1,5 m de altura, e 2,0 m de largura, contornando o seu interior. A área total era de 126 m 2, sendo que destes, aproximadamente 92 m 2 correspondiam à área coberta, que contornava a instalação, fazendo com que a área descoberta fosse localizada no centro do aprisco. As paredes laterais externas se estendiam do piso ripado até o teto e eram construídas em ripas de 1,0 cm de espessura, com espaçamento de 0,5 cm entre as ripas. O espaço interno não era subdividido em baias e o acesso ao ripado era feito através de duas rampas laterais com 3,0 m de largura e 4,5 m de comprimento. A área central do telhado que correspondia à parte descoberta era acompanhada por piso de chão batido. As variáveis meteorológicas foram registradas durante o período de novembro de 2004 a abril de 2005 em intervalos de uma hora durante 24 horas contínuas, sendo realizadas quatro coletas de dados na época seca e quatro na época chuvosa. Com a utilização de um termohigrômetro portátil foram registradas a temperatura e a umidade do ar no interior do aprisco, onde foi também instalado um globo negro na parte ripada a 0,6 m de altura da superfície. Nos dias de coleta um segundo globo negro foi instalado na estação meteorológica da UFERSA, localizada em frente ao Setor de Caprinocultura, de onde também foram coletadas a temperatura e a umidade do ar segundo metodologia usada por (Morais, 2008a). Posteriormente, a partir desses dados foi calculado o índice de temperatura de globo e umidade (ITGU) no interior e no exterior do aprisco, de acordo com Buffington et al. (1982). Pressão Parcial de Vapor (Pp{ta}) Pp { ta } = Ps{tu} - γ ( ta tu ), kpa, (1) Sendo: Ps{Tu} = Pressão de saturação à temperatura tu (kpa); γ = constante psicrométrica, (kpa / ºC); ta = temperatura do ar ou de bulbo seco, C; tu = temperatura do bulbo úmido, C. Índice de Temperatura de Globo e Umidade (ITGU) ITGU = tg + 0,36 tpo + 41,5; (2) Sendo: tg = temperatura do termômetro de globo, ºC; tpo = temperatura do ponto de orvalho, ºC; 41,5 = constante. 113

5 Os dados foram analisados pelo método dos quadrados mínimos, segundo o modelo matemático: Y ijkl = μ + E i + L j + H k + I ij + I ik + I jk + I ijk + ε ijkj ; Sendo: Y ijkl : observação da temperatura do ar, umidade do ar e ITGU, no i-ésima época de coleta na j-ésima localização e k-ésimo horário; μ : média geral; E i : efeito fixo da i-ésima época de coleta (seca e chuvosa); L j : é o efeito aleatório da j-ésimo localização (interior ou exterior do aprisco); H k : é o efeito fixo do k-ésimo horário de coleta; I ij : é o efeito fixo da interação da i-ésima época com a j-ésima localização; I ik: é o efeito fixo da interação da j-ésima época com o k-ésimo horário de coleta; I jk : é o efeito fixo da interação da j-ésima localização com o k-ésimo horário de coleta; I ijk: é o efeito fixo da interação entre i-ésima época com a j-ésima localização e k-ésimo horário de coleta; ε ijkj : é o erro aleatório. Foram realizadas análises de variância e de correlação e as médias foram comparadas entre si pelo teste de Tukey a 5% de significância. Resultados e Discussão Não houve diferença (P>0,05) entre a localização (interna e externa ao aprisco) em relação às variáveis meteorológicas (Tabela 1). As maiores médias foram observadas no exterior do aprisco. Isso pode indicar que o interior do ambiente estudado oferecia uma maior proteção aos animais. Tabela 1 - Variáveis meteorológicas e índices de conforto térmico, registradas no interior e exterior da instalação em diferentes épocas do ano em região Semiárida do Nordeste Localização Variáveis Médias Interior Temperatura do Ar (ºC) 28,99 a Temperatura do globo ( C) 30,93 a Umidade relativa do Ar (Kpa) 72,45 a Índice de Temperatura de Globo e Umidade 78,12 a Exterior Temperatura do Ar (ºC) 29,24 a Temperatura do globo ( C) 32,34 a Umidade relativa do Ar (Kpa) 71,06 a Índice de Temperatura de Globo e Umidade 79,52 a 114

6 As temperaturas e umidade do ar foram temperado, para que os mesmos possam elevadas e, conseqüentemente o ITGU apresentar menores perdas no desempenho, também, confirmando que a associação entre quando introduzidos em regiões de clima radiação e umidade do ar promoveram um quente. ambiente possivelmente fora da zona de As médias dos Índices de Temperatura conforto térmico para a maioria das raças de Globo e Umidade (ITGU), registradas exóticas, menos adaptadas ao clima tropical durante o período experimental, em (Silva, 2008). Esses resultados alertam para a diferentes épocas do ano, no interior e no necessidade do manejo ambiental visando à exterior do aprisco variaram entre 78,3 e 80,0 proteção contra o excesso de radiação, indicando um sinal de alerta em relação ao sobretudo nas instalações destinadas a desconforto térmico de acordo com Baêta et animais confinados e provenientes de clima al. (1977) (Tabela 2). Tabela 2 - Índice de Temperatura de Globo e Umidade (ITGU), registradas em diferentes épocas do ano na região Semiárida do Nordeste Médias de ITGU Época Seca 79,1 a * Época Chuvosa Exterior 78,9 b Chuvosa 78,6 b Interior 78,3 c Localização Exterior 79,5 a Época Seca Exterior 80,0 a Interior 78,3 b Interior 78,3 c *Médias seguidas pelas mesmas letras na coluna não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de significância. Esses resultados confirmam a importância de se considerar essas variáveis no processo de dimensionamento das instalações. Apesar de se tratar de valores altos, estes foram menores do que os obtidos por Morais (2008) em localidades situadas no Semiárido. A interação entre época do ano e localização (interna ou externa ao aprisco) foi significativa (P<0,05) (Tabela 2). Na época chuvosa, o interior do aprisco também 115 se mostrou mais confortável, devido ao menor ITGU, porém não diferiu (P>0,05) entre as variáveis analisadas. A melhor situação de conforto térmico foi verificada no interior do aprisco na época seca. Isso provavelmente se deve à boa cobertura da instalação, construída com telhas de cerâmica, com elevação de pé-direito em torno de 3,5 m. Associado a esse fato, na época seca geralmente registram-se maiores velocidades do vento em regiões Semiáridas

7 e as paredes laterais ripadas permitem melhor circulação de ar no interior do aprisco. O maior ITGU foi verificado na época seca no exterior da instalação, possivelmente devido à menor proteção contra a incidência de radiação solar associada à maior irradiância verificada no período, podendo contribuir para o estresse térmico. A elevação no ITGU pode ocasionar mudanças no comportamento fisiológicos dos animais e segundo Bunffington et. al (1981) é o índice mais seguro na predição do conforto térmico. Os coeficientes de correlação elevados e altamente significativos (Tabela 3) confirmam que as variáveis medidas no estudo influenciaram o conforto térmico da instalação. Pode-se também visualizar que as correlações entre o ITGU e as temperaturas do ar e do globo negro foram positivas e altamente significativas, demonstrando que os períodos mais quentes do ano, possivelmente, contribuíram para diminuir o conforto térmico no exterior e no interior do aprisco. Tabela 3 - Coeficientes de correlação entre as variáveis meteorológicas e o Índice de Temperatura de Globo e Umidade (ITGU), no interior e no exterior do aprisco durante as diferentes épocas do ano na região Semiárida do Nordeste TAr i TGN i UAr i TGN i 0,819** 1,000 - UAr i -0,562** -0, 506** 1,000 ITGU i 0, 832** 0,995** -0,429** TAr e TGN e UAr e TGN e 0,872** 1,000 - UAr e -0,739** -0,767** 1,000 ITGU e 0,884** 0,998** -0,739** *Significativo a 5% de probabilidade; ** significativo a 1% de probabilidade. TBS i; TGN i; UAr i; ITGU i : são, respectivamente, temperatura do ar, temperatura do globo negro, umidade do ar e ITGU no interior da instalação. TBS e; TGN e; UAr e; ITGU e são, respectivamente, temperatura do ar, temperatura do globo negro, umidade do ar e ITGU no exterior da instalação. 116

8 Os coeficientes de correlação negativos ELOY, A.M.X.; ALVES, F.S.F.; sugerem que em períodos de maior umidade CAVALCANTE, A.C.R. et. al. Orientações do ar houve redução nas temperaturas do Técnicas para a Produção de Caprinos e globo e do ar, o que contribuiu para a Ovinos em Regiões Tropicais. Sobral, CE: diminuição do ITGU, porém alta umidade Embrapa Caprinos e Ovinos, p relativa do ar pode dificultar a dissipação do 79 p. calor através do mecanismo de termólise respiratória evaporativa. O aumento na LU, C.D. Effects of heat stress on goat freqüência respiratória é um mecanismo production. Small Ruminant Research, v.2, importante de perda de calor para manter a p , temperatura corporal dentro dos limites MARTINS, E.C.; GARAGORRY, F.L.; fisiológicos normais (Nunes et al., 2003; FILHO, H.C. Evolução da Caprinocultura Santos et al., 2005; Starling et al., 2005). Brasileira no Período de 1975 a Comunicado Técnico on line 66. Sobral, CE: Conclusão Embrapa Caprinos e Ovinos, p. O interior do aprisco utilizado no Setor de Caprinocultura da UFERSA ofereceu melhores condições de conforto térmico tanto na época seca quanto na chuvosa. Referências Bibliográficas ANUALPEC. Anuário Estatístico da Pecuária Brasileira. São Paulo: Argos Comunicação, p. BAÊTA, F.C.; SOUZA, C.F. Ambiência em Edificações Rurais e Conforto Térmico. Viçosa: UFV, p. BUFFINGTON, D.E.; COLAZZO- AROCHO, A.; CANTON, G. H. et al. Black globe-humidity index (BGHI) as comfort equation for dairy cows. Transactions of ASAE, v.24, n.3, p , MORAIS, D.A.E.F.; MAIA, A.S.C.; SILVA, R.G. et al. Variação anual de hormônios tireiodeanos e características termorreguladoras de vacas leiteiras em ambiente quente. Revista Brasileira de Zootecnia, v.37, n.3, p , NÃÃS, I.A.; SEVEGNANI, K.B.; MARCHETO, F.G. et al. Avaliação térmica de telhas de composição de celulose e betumem, pintadas de branco, em modelos de aviários com escala reduzida. Engenharia Agrícola, v.21, n.2, p , NUNES, A.S.; BARBOSA, O.R.; DAMASCENO, J.C. Respostas fisiológicas de cabras leiteiras submetidas ao regime de suplementação com concentrado em dois sistemas de produção. Acta Scientiarum. Animal Sciences, v.25, n.1, p , 2003.

9 RONDINA, D.; FREITAS, V.J.F.; LOPES JR. E.S. et al. Physiological responses of local and Saanen x local goats during the late rainy season in North-eastern Brazil. Tropicultura, v.22, n.3, , SANTOS, F.C.B.; SOUZA, B.B.; ALFARO, C.E.P. et al. Adaptabilidade de caprinos exóticos e naturalizados ao clima semi-árido do Nordeste brasileiro. Ciência e Agrotecnologia, v.29, n.1, p , SOARES, A.T.; VIANA, J.A.; LEMOS, P.F.B.A. Recomendações Ténicas para produção de caprinos e Ovinos. Tecnologia & Ciência Agropecuária, v.1, n.2 p.45-51, SILVA, R.G. Biofísica Ambiental. São Paulo: Nobel, p. STARLING, J.M.C.; SILVA, R.G.; NEGRÃO, J.A. et al. Variação estacional dos hormônios tireoideanos e do cortisol em ovinos em ambiente Tropical. Revista Brasileira de Zootecnia, v.34, n.6, p , VAREJÃO-SILVA, M.A. Meteorologia e Climatologia. Brasília: INMET, p. 118