ANÁLISE DE DOIS SISTEMAS TECNOLÓGICOS DE PRODUÇÃO DE FRANGO DE CORTE COM ÊNFASE NO USO RACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA E PRODUTIVIDADE ANIMAL

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1 ANÁLISE DE DOIS SISTEMAS TECNOLÓGICOS DE PRODUÇÃO DE FRANGO DE CORTE COM ÊNFASE NO USO RACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA E PRODUTIVIDADE ANIMAL LEDA GOBBO DE FREITAS BUENO 1, LUIZ ANTONIO ROSSI 2 1 Médica Veterinária e Doutoranda da Faculdade de Engenharia Agrícola Unicamp, Construções Rurais e Ambiência, Campinas-SP, leda.bueno@agr.unicamp.br 2 Prof. Dr. da Faculdade de Engenharia Agrícola Unicamp, Construções Rurais e Ambiência, Campinas-SP, rossi@agr.unicamp.br Resumo: A criação de frangos de corte depende intensivamente de energia elétrica para manutenção do conforto térmico, automatização e otimização da produção e produtividade animal. Desta forma, objetivando quantificar e qualificar a energia elétrica usada em sistemas de produção, foi realizado um experimento em dois galpões comerciais de frango de corte. Foram analisadas variáveis relativas à energia elétrica dos galpões quanto à eficiência energética, o consumo, a demanda e o fator de potência dos seus equipamentos e as variáveis relativas à produtividade animal, computando-se ganho de peso, conversão alimentar e mortalidade. Isto objetivou analisar o uso de energia elétrica para a otimização da produção de frangos de corte. O experimento teve dois anos de duração com análise completa de cinco lotes de criação em diferentes estações do ano. Abstract: The creation of broiler intensely depends on electric energy for maintenance of the thermal comfort, automatization, and optimize the production and animal productivity. The goal of this research was to quantify and to characterize the electric energy have been used in two commercial sheds of broiler. It was examined the variable concerned to the electric energy (energy efficiency, consumption, demand and factor of power) and the main variable related to the animal productivity (gain of weight, alimentary conversion and mortality). It was analyzed the use of electric energy to keep both the ideal thermal comfort and to observe the broiler productivity performance. The period of the experiment was two years and was considered five lots of creation in different seasons of the year. Introdução Nos últimos anos, a avicultura tem-se mostrado como uma atividade incorporadora de novas tecnologias, resultando em altos índices de produtividade e colocando o Brasil como um dos principais produtores mundiais no setor avícola. A alta produção de carne, por área, em um curto espaço de tempo se deve aos avanços científicos conquistados na genética, nutrição, sanidade e manejo, fazendo com que a produção de frangos de corte atingisse um patamar elevado quanto à produção animal. Observa-se que, apesar de ter conquistado altos índices em produção, a instalação avícola é um dos pontos concentrador de preocupações, em se tratando do conforto térmico para frangos de corte (ABREU & ABREU, 2001). Os aviários implantados no Brasil apresentam forte influência da indústria de equipamentos existentes nos países de clima temperado (USA e países da Europa). Esse fato, associado a pouca observância nas fases de planejamento e concepção arquitetônica, sem os ajustes necessários ao bioclima local, produz instalações que geram desconforto térmico, aumento de doenças ligadas à perda da qualidade do ar e da dependência energética. Diante desta constatação, encontram-se altas taxas de mortalidade no período final de criação, diminuição dos índices de produtividade no segmento de corte, bem como aumento dos gastos com energia elétrica nos períodos quentes do ano (ABREU & ABREU, 2001). A ave adulta é um animal que se adapta melhor a ambientes frios, pois seu sistema termoregulador é mais adequado para reter calor do que para dissipá-lo. Quando exposta ao estresse

2 térmico, por elevadas temperaturas, a ave apresenta diminuição no consumo de ração e, em conseqüência, redução no ganho de peso e pior conversão alimentar (MÜLLER, 1982; NÄÄS, 1989). O sucesso ou fracasso de uma criação de frangos de corte está diretamente relacionado às condições ambientais que estes estão submetidos. Tratando-se de Brasil e de um clima tropical, verifica-se que, na grande maioria das regiões produtoras os problemas com estresse calórico são grandes. Os altos valores de temperatura ambiente vêm provocando queda de produção e mortalidade no meio avícola (CAMPOS, 1995). Tal fato vem se agravando à medida que a densidade de criação é aumentada e,também, pelo fato que a ave vem sendo melhorada geneticamente e torna-se mais precoce e produtiva. (MACARI, 1998). Um dos problemas gerados pelo estresse calórico é o consumo de energia elétrica, pois os equipamentos de climatização, tais como ventiladores, exaustores e nebulizadores, passam a funcionar com maior freqüência, aumentando o consumo de energia elétrica. Esta energia, utilizada nos galpões para alimentação, iluminação e, principalmente, manutenção do conforto térmico animal, tem extrema importância na quantificação de custos de produção, relativamente aos equipamentos que são utilizados. Material e Métodos Para melhor caracterização do consumo de energia elétrica e produtividade do animal, nas várias estações do ano, a aquisição e análise dos dados foram feitas para 5 lotes de criação em uma granja comercial de frangos de corte localizada na região de Rio Claro-SP. Os galpões possuíam uma padronização básica e foram denominados galpão G1 e galpão G2. As figuras 1 e 2 mostram o esquema de distribuição dos ventiladores e da linha de nebulização no interior do galpão G1 e o posicionamento dos exaustores e das linhas de nebulização no galpão G2, respectivamente. Os dois galpões têm 115 m x 12 m e possuem tanto as mesmas formas construtivas, como materiais de construção. LINHA NEBULIZAÇÃO VENTOS PREDOMINANTES 8 VENTILADORES LINHA NEBULIZAÇÃO Figura 1 Esquema de distribuição dos ventiladores e linhas de nebulização do galpão G1

3 Linha de Nebulização O L 8 Exaustores Ventos Predominantes Transmissores Figura 2 Esquema de distribuição dos exaustores e linhas de nebulização do galpão G2 Os galpões G1 e G2 tinham, respectivamente, densidade convencional de aves (13 aves/ m²) e alta densidade (18 aves/ m²), ambos da linhagem Ross. No galpão G1, a climatização era feita por ventilação associada a nebulização e no galpão G2 era feita por túnel associado a nebulização. A aquisição de dados foi feita por dois sistemas distintos, sendo um o Field logger que era responsável pela aquisição de dados de temperatura e umidade relativa do ar e outro, o HX 600 que adquiria dados de grandezas elétricas. Para cada lote de produção, foram obtidas as principais variáveis produtivas: mortalidade, conversão alimentar e ganho de peso diário. Foi realizada a pesagem das aves para o acompanhamento do ganho de peso semanal, em ambos sistemas de produção. A amostra de aves pesadas era aproximadamente 2% do total de pintinhos iniciados, separando-se os machos das fêmeas. Portanto, no Sistema Convencional (galpão G1) foram pesados 30 machos e 30 fêmeas por setor e no Sistema em Alta Densidade (galpão G2), 40 machos e 40 fêmeas por setor. O padrão de ganho de peso recomendado pela Agroceres (2000), para sistemas misto de criação está apresentado na tabela 1. Tabela 1 - Peso padrão de aves da linhagem Ross. PESAGEM PERIÓDICA IDADE (dias) PESO PADRÃO MÉDIO (g) Relacionaram-se os dados, através do uso de metodologia adequada e planilhas específicas, das variáveis ambientais (temperatura do ar e umidade relativa do ar) e das variáveis elétricas (consumo em kwh, demanda de potência em kw e fator de potência), para se obter as principais afinidades com a produtividade animal em cada sistema de criação. Com os dados dos galpões G1 e G2 foram realizadas a comparação das médias horárias de Consumo de Energia Elétrica, Temperatura Média do Ar e Umidade Relativa do Ar, usando-se o Teste T, precedido pelo Teste F, para a análise da variância equivalente das médias, objetivando detectar diferenças significativas ou não entre os dois galpões.

4 Resultados e Discussão 1 - Variáveis Energéticas A figura 3 ilustra o fator de potência médio encontrado nos equipamentos dos galpões G1 e G2 no lotes analisados. Fator de Potência 0,95 0,90 0,85 0,80 0,75 0,70 0,65 0,88 0,86 0,79 0,88 0,81 0,89 0,81 0,82 0,77 0,92 L1 G1 L1 G2 L2 G1 L2 G2 L3 G1 L3 G2 L4 G1 L4 G2 L5 G1 L5 G2 0,86 Figura 3 Média do Fator de Potência Fator de Potência Norma ANEEL Lote/Galpão O fator de potência, tanto do galpão G1 como do G2, durante todos os lotes de análise se manteve abaixo de 0,92, valor normatizado pela Agência Nacional de Energia Elétrica. Esta característica evidenciou-se pelo fato de existirem muitos motores de pequena potência, que normalmente possuem fator de potência baixo. No caso, isto demonstra o uso e aproveitamento inadequados da energia destinada aos equipamentos instalados em cada sistema de produção. Tanto é que havia faturamento de excedente reativo na conta de energia do posto de transformação ao qual estavam ligados estes galpões. Disto, decorre a necessidade da implantação de medidas de conservação de energia elétrica nos equipamentos utilizados nos dois sistemas de produção. Na figura 4, é apresentado o consumo em kwh de ambos os galpões nos cinco lotes analisados. Consumo (kwh) 4500, , , , , , , ,00 500,00 0, , ,5 2496, , , , , , ,1 2477,03 G1 G2 Figura 4 - Consumo em kwh de ambos os galpões.

5 A figura 4 mostra que, sempre no galpão G2, independentemente da estação do ano, o consumo de energia elétrica é maior que aquele do galpão G1. Isto já era esperado devido à maior potência instalada de equipamentos que proporcionam conforto térmico neste galpão. Ilustra-se na figura 5 a demanda em kw dos dois galpões nos lotes analisados. Demanda (kw) 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 9,4 5,12 11,41 7,62 8,87 5,43 11,72 7,9 13,18 7,76 0,00 G1 G2 Figura 5 - Demanda em kw de ambos os galpões Do mesmo modo que ocorreu com o consumo de energia elétrica, nota-se que o galpão G1 apresenta menor valor de demanda que o galpão G2 em todos os lotes analisados. Isto já era esperado devido à menor potência dos equipamentos instalados no galpão G Índices de Eficiência Energética A tabela 2 apresenta os valores dos principais índices de eficiência energética encontrados para os galpões G1 e G2, nos cinco lotes experimentais. Tabela 2 - Principais índices de eficiência energética Lote Galpão Consumo Específico Consumo Específico (Kwh/ave) (Kwh/kg) Fator de carga 1 1 0,143 0,086 0, ,176 0,111 0, ,094 0,054 0, ,104 0,064 0, ,075 0,042 0, ,078 0,043 0, ,069 0,054 0, ,106 0,090 0, ,102 0,058 0, ,112 0,064 0,200 Pode ser observado, na tabela 2 que, em todos os lotes analisados, o galpão G1 apresentou valores de consumo específico por ave e por quilo de frango produzido menores que aqueles do galpão G2. Porém, estes valores foram muito semelhantes entre si na maioria dos lotes e deve-se levar em consideração o maior valor agregado no final de cada lote de produção do galpão G2, já que este possui densidade de 18 aves/m 2, sendo seu produto 38% maior que o galpão G1 no mesmo espaço e período de tempo.

6 Para ambos os galpões e em todos os lotes analisados o fator de carga foi baixo, indicando a necessidade de implantação de medidas de racionalização e conservação do uso de energia elétrica, já que este fator pode atingir valores melhores, desde que adotadas algumas soluções de operação de carga. 3-Relação entre valores de consumo de energia elétrica (kwh) e de grandezas ambientais. A relação entre os valores de consumo em kwh e os dados ambientais mostra o comportamento do consumo médio horário (kwh) dos equipamentos responsáveis do conforto térmico em cada um dos galpões com as variações das temperaturas e umidades médias diárias. Este procedimento foi feito para todos os lotes de frangos de corte analisados. No entanto, apresentase como exemplo somente o lote 1, já que este caracterizou melhor o consumo de eletricidade. As figuras 6 e 7 ilustram, respectivamente, a variação do consumo dos ventiladores e exaustores em relação a temperatura média do ar nos galpões G1 e G2. A figura 8 mostra a variação do consumo da bomba de nebulização em função da umidade relativa do ar no galpão G2 para os dias em que estes equipamentos permaneceram ligados em todo o lote e não para o período de duração do experimento. Consumo (kwh) 7,50 7,00 6,50 6,00 5,50 5,00 Galpão 1 22,00 25,00 28,00 31,00 34,00 Temperatura( C) Figura 6 - Variação do consumo de energia elétrica dos ventiladores no galpão G1 Pode ser observado na figura 6 que, mesmo com a temperatura média do ar aumentando, os ventiladores permaneceram ligados com praticamente o mesmo consumo de energia. Isto ocorre devido à ventilação forçada produzida por este equipamento, induzindo, desta forma, sensação térmica adequada nos animais. Os pontos que estão destoando da curva de tendência são função da ligação manual e individual dos ventiladores pelo responsável dos galpões. Galpão 2 Consumo (kwh) 12,00 11,50 11,00 10,50 10,00 9,50 9,00 8,50 8,00 7,50 7,00 6,50 6,00 5,50 5,00 22,00 25,00 28,00 31,00 34,00 37,00 Temperatura( C) Figura 7 - Variação do consumo de energia elétrica dos exaustores no galpão G2.

7 Através da figura 7, nota-se que o consumo de eletricidade alcança um valor máximo e nele permanece mesmo com o aumento da temperatura média do ar. Explica-se isto da mesma maneira que no caso da figura 6. Na curva de tendência, notam-se alguns pontos deslocados. Isto se deve pelo acionamento da primeira bateria que era composta por quatro exaustores. Galpão 2 Consumo (kwh) 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 29,00 34,00 39,00 44,00 49,00 54,00 Umidade (%) Figura 8 - Variação do consumo de energia elétrica da bomba de nebulização. A figura 8 mostra que a bomba de nebulização ficou acionada praticamente todo o período do lote com valores de umidade abaixo do indicado na literatura. Possivelmente, isto ocorre para manterse o conforto térmico necessário aos animais juntamente com os valores de temperatura controlados pelos exaustores e ventiladores. Os pontos que se destoam da curva de tendência ocorreram em função de operação anormal da bomba, tais como bicos entupidos e vazamentos. 4 - Produtividade Animal São apresentadas, na tabela 3, as principais variáveis produtivas em ambos os galpões, nos cinco lotes analisados. Tabela 3 - Variáveis produtivas nos galpões G1 e G2 Variáveis G1 G2 G1 G2 G1 G2 G1 G2 G1 G2 Pintainhos de 1 dia Mortes Conversão Alimentar 1,918 1,918 1,851 1,946 2,055 1,928 1,677 1,762 1,911 1,761 (CA) Mortalidade (%) 2,58 2,73 2,23 2,71 4,67 2,44 2,46 2,39 2,88 2,18 Idade Média 45,90 47,27 46,20 49,38 52,97 48,77 35,11 42,02 40,47 41,56 (dias) Ganho de Peso Diário (g) 52,02 50,94 53,32 52,57 56,14 54,37 50,27 54,04 50,18 51,44 Por esta tabela 3, pode-se ver que a conversão alimentar no galpão G1 em alguns lotes, para meses quentes, ficou abaixo do valor citado por PATRÍCIO (2003), que é de 1,896. O peso médio obtido no mesmo galpão está dentro do esperado e do citado na literatura.

8 Já no galpão G2, observa-se um índice de mortalidade menor do que o mencionado por PATRÍCIO (2003), que é de 3,42%. De forma geral, observa-se que no galpão G2 houve melhor desempenho dos animais. Isto se tem em função de melhores condições de conforto térmico, proporcionado pelos exaustores e nebulizadores, demonstrando desta forma a eficácia de tal sistema. 5 - Análise Estatística As figuras 9, 10 e 11 apresentam as médias obtidas para os dois galpões em relação ao consumo de eletricidade, à temperatura do ar e à umidade relativa do ar, respectivamente. G1 G2 7,00 6,00 Consumo (kwh) 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 3,98 2,97 6,63 3,75 4,31 1,14 2,88 1,64 5,45 2,38 Figura 9 - Comparação de médias entre os galpões G1 e G2 para consumo (kwh). Através da figura 9, nota-se que existe diferença significativa, independentemente do lote analisado e da estação climática em que foi desenvolvido. O galpão G2 apresenta estatisticamente maiores valores de consumo de energia elétrica que o galpão G1. Isto era esperado, devido ao sistema de climatização deste galpão e às potências instaladas dos equipamentos serem maiores que aquelas do galpão G1. G1 G2 29,00 28,00 Temperatura ( C) 27,00 26,00 25,00 24,00 23,00 25,13 25,70 27,32 27,60 25,35 24,99 25,87 25,87 28,41 27,73 Figura 10 - Comparação de médias entre os galpões G1 e G2 para temperatura do ar ( C). Pode ser observado na figura 10 que não existem diferenças significativas entre os galpões G1 e G2 em relação a temperatura do ar. Isto demonstra a eficiência do G2 quanto ao seu sistema de

9 climatização, pois mesmo com uma densidade de animais maior, manteve os mesmos índices de temperatura do galpão G1, que possui menor quantidade de animais. G1 G2 70,00 60,00 Umidade (%) 50,00 40,00 30,00 20,00 55,31 57,33 62,60 64,71 58,49 55,42 40,19 44,41 47,16 42,74 10,00 0,00 Figura 11 Comparação de médias entre os galpões G1 e G2 para umidade relativa do ar (%). Na figura 12, nota-se que, quando o sistema de nebulização funcionava adequadamente não havia diferenças significativas entre os galpões para umidade relativa do ar. Porém, no lote 4, a bomba de nebulização não funcionou e no lote 5 voltou a funcionar, porém não totalmente. Observa-se que houve diferenças para as médias desta variável nestes dois últimos lotes analisados. Isto demonstra mais uma vez a eficiência do sistema de climatização do galpão G2, mantendo os mesmos índices que do galpão G1. Conclusões Os valores de fator de potência tanto do galpão G1 como do galpão G2, na média, estão abaixo de 0,92 que é recomendado pela Anel. Do mesmo modo e para os mesmos galpões, os índices de eficiência energética estão baixos, demonstrando ser urgente e necessária a implementação nestes sistemas avícolas de técnicas de utilização racional e de conservação de energia elétrica. No consumo de energia elétrica, em ambos os galpões, há diferença significativa. Ou seja, no galpão com alta densidade de animais (G2), existe maior consumo de energia elétrica que no galpão com baixa densidade animal (G1). Entretanto, a quantidade de aves produzidas pelo galpão G1 é menor que o galpão G2; no galpão G2 há 38% mais aves que no galpão G1. Em relação ao conforto térmico, em todos os lotes analisados, o galpão G2 proporciona os mesmos índices de temperatura do ar e umidade relativa do ar que os do galpão G1. Isto evidencia a melhor eficiência do galpão G2. Na análise das principais variáveis produtivas de cada galpão, o galpão G2 apresentou, na média, melhores resultados quando comparados com os do galpão G1. Palavras Chave: avicultura, uso de energia elétrica, produtividade Fapesp, CNPq, Capes, Feagri-Unicamp Agradecimentos Referências Abreu, V.M.N., Abreu, P.G. Diagnóstico Bioclimático: qual sua importância na produção de aves. Avicultura Industrial, no 1093, p , 2001.

10 Agroceres Ross. Manual de Manejo de Frangos. 1 ed. Campinas: Agroceres Editora, Set p. Campos, E.J. Programa de alimentação e nutrição para aves de acordo com o clima- Reprodutoras. In: Simpósio Internacional sobre Ambiência e Instalação na Agricultura Industrial, Anais, Campinas, Facta, p , Macari, M. O frango adensado. Globo Rural, v.13, n.150, p.48-54, Miragliotta, M.Y. Avaliação dos níveis de amônia em dois sistemas de produção de frangos de corte com ventilação e densidades diferenciados. Campinas,:Unicamp, p. Dissertação (Mestrado). Müller, P.B. Bioclimatologia aplicada aos animais domésticos. 1 ed. Porto Alegre, Sulina Editora, 1982, 158p. Nääs, I. de A. Princípios de conforto térmico na produção animal. 1. ed. São Paulo: Ícone Editora Ltada, p. Patrício, I.S. Ambiência: a influência do clima na produção de frangos de corte. Avicultura Industrial, no 01, ano 01, ed. 1108, p , ROSSI, P.R. Sistemas de climatização de instalações avícolas; Simpósio Internacional sobre Ambiência e Sistemas de Produção Avícola, 28 a 29 de outubro de 1998, Concórdia-SC, p. 1-6, Anais. Turco, J.E.P.; Milani, A.P.; Furlan, R.L.; Macari, M. Análise do consumo de energia elétrica e eficiência de conjuntos motor-ventilador utilizados na avicultura brasileira. Engenharia Agrícola, Jaboticabal-SP, v.18, n.1, p.1-12, set., 1998.