ACONDICIONAMENTO TÉRMICO NATURAL E ARTIFICIAL

Transcrição

1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E ENGENHARIAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA RURAL ACONDICIONAMENTO TÉRMICO NATURAL E ARTIFICIAL Caio Baptista Graça Cassia Barreto Soares José Marcílio Oggioni Borges Pietro Varejão Pignaton Wallison Bucker Moraes

2 INTRODUÇÃO

3 O estudo dos efeitos do ambiente físico sobre os organismos vivos é o objetivo da BIOMETEOROLOGIA BIOMETEOROLOGIA é a ciência que estuda os efeitos do estresse climático que limitam uma boa produção animal Tal ciência se encarrega então de minimizar o estresse e melhorar a produção e a saúde animal (BACCARI Jr., 1998)

4

5 Dentre os problemas causados aos animais e à sua produção devido ao estresse, destacam-se as instalações em que os animais estão inseridos As construções representam uma parcela significativa do investimento produtivo e, quando não são adequadamente planejadas, podem causar sérios prejuízos ao sistema produtivo (HARDOIM, 1998). Os abrigos têm a função de proteger os animais de intempéries climáticas

6

7 Para a construção adequada é necessário que se leve em conta os materiais de construção, o tipo de animal que irá habitá-la e o clima local.

8 HOMEOTERMIA

9 Para que a atividade celular seja normal, o animal precisa ter seu ambiente interno estável com relação às flutuações externas, processo definido como HOMEOTERMIA (BAÊTA, 1997). De acordo com INGRAM e MOUNT (1975), nesse tipo de animal a temperatura do núcleo corporal mantém-se bastante estável, ou seja, não flutua rapidamente quando ocorrem variações de temperatura nas diferentes partes do organismo do animal, as quais são associadas a variações na quantidade de calor armazenado. A temperatura do núcleo corporal do homem pode ser calculada pela equação: Onde: Tc = 0,65Tr + 0,35Ts Tc = temperatura do núcleo corporal Tr = temperatura retal, e Ts = temperatura da pele

10

11

12 Caracterização da Zona de Conforto Térmico e das Temperaturas Ambientais Críticas Ambiente Térmico: Temperatura; umidade; radiação do vento; temperatura efetiva. Zona de Conforto Térmico (ZCT). Temperatura crítica inferior (TCI) e Temperatura crítica superior (TCS). Mecanismos termoregulatórios

13

14

15 Dissipação do Calor Corporal Taxa de dissipação de calor Troca de energia Fluxo de calor gradientes de temperatura (sensíveis) Fluxo de calor gradientes de pressão de vapor d agua (latentes)

16

17 Formas de transferência de calor animalambiente Formas Sensíveis Condução Convecção Radiação Formas Latentes Suor Respiração

18 Condução Troca entre corpos que se tocam Troca de calor molécula a molécula Condutividade térmica fator físico do fluxo de condução

19

20 Condução Várias camadas do centro ao exterior Pelagens diferentes oferecem diferentes isolamentos

21 Convecção Sólido e fluido 10 C - dicipa de 30 a 40 W/m² dos 50 W/m² provenientes do seu metabolismo basal Convecção livre e forçada

22 FONTE: Ferreira (2007)

23 Coeficiente de Convecção Depende de: Condutividade térmica Espessura da camada superficial Tamanho e forma do corpo do animal Da orientação Aero dinâmica

24 Radiação Natureza eletromagnética da onda de calor Radiação incidente: Refletida Absorvida Transmitida

25 Formas Latentes Principal forma de dissipar calor Condensação e evaporação Suor, muito variado entre espécies: Suíno baixa concentração de glândulas sudoríparas enquanto que bois europeus dissipam 75% do calor

26 Formas Latentes Calor pela respiração: Inspiração, aquecimento do ar Expiração resfriamento e eliminação de calor Taxa respiratória aumenta com a taxa metábolica

27 Índices de conforto térmico Expressar o conforto animal com relação ao ambiente Índice de Temperatura e Umidade Relativa THI= Ta + 0,36 To + 41,2 Onde: Ta temperatura ambiente To temperatura de orvalho

28 Acondicionamento térmico das instalações Controle das variáveis do ambiente para melhor conforto para o animal. Principais Técnicas: Temperaturas, umidade e movimentos do ar. Natural Artificial

29 Natural

30 Artificial

31 Ventilação O aquecimento do ar de um ambiente construído normalmente ocorre por causa da incidência de raios solares. Um dos meios de amenizar o desconforto causado aos habitantes desse ambiente é provocar o deslocamento das massas de ar quente A renovação do ar dos ambientes pode ocasionar ganho ou perda de calor, segundo a temperatura externa seja maior que a interna ou a temperatura interna seja maior que a externa A excelência da ventilação está no fato de que, se aplicada de forma correta, permite abaixar a temperatura de interiores em épocas quentes do ano, quando o desconforto térmico é bem acentuado. Outros efeitos benéficos atribuídos à ventilação são redução de gases tóxicos, remoção de odores e do excesso de vapor d água

32 Ventilação Quantidades de ar necessárias à ventilação em metros cúbicos por indivíduos, por hora

33 Segundo NÃÃS (1989), a carga térmica transferida pela ventilação será: Qvent = 0,26.N.V. t Onde, Qvent = carga térmica da ventilação, em W 0,26 = calor específico do ar, em W/m3 C N = número de renovações/hora t = diferença de temperatura interna e externa, em C

34 De acordo com HELLICKSON et al. (1983), a taxa de ventilação no interior de uma construção pode ser determinada por: Qv = EAV Onde, Qv = fluxo de ar causado pelas forças do vento, m3/s E = efetividade da abertura (E= 0,50 a 0,60 para ventos perpendiculares; E = 0,25 a 0,35 para ventos diagonais; E = 0,35 para construções agrícolas). A = área livre da entrada de ar, m2, e V = velocidade do ar (pode ser a média para a localidade em questão), m/s.

35

36 Localização das instalações Distância entre instalações suficiente para que não atuem como barreira à ventilação natural dos outros:

37 Orientação dos galpões

38

39 Lanternim

40 Modificações Ambientais Sombreamento

41 Camargo (2010)

42 Quebra ventos

43 Ventilação em Instalações Perdas de calor por mecanismos sensíveis; Remoção de vapores, fumaça, poeira e gases poluentes; Remoção de vapor d água e renovação do ar; V leitões= 0,1 a 0,2m/s; V matrizes= 0,1 a 0,3m/s; (Carvalho et al., 2004)

44 Fatores que influenciam a ventilação forçada Posicionamento dos ventiladores; Distância entre os ventiladores; Altura dos ventiladores; Condições de funcionamento; Manutenção.

45

46

47

48 Fotoperiodo

49 Considerações Finais As construções rurais em clima tropical têm um desafio maior do que as de clima temperado, por ter que lidar com as altas temperaturas e umidades relativas que frequentemente ocorrem. Assim, há o benefício de alojamentos mais abertos e mais baratos, ou ainda de investimentos mínimos na construção. Sejam os fatores ambientais, os fisiológicos, ou os comportamentais, todos têm sua parte na compreensão do conforto animal. Tudo isso sugere estudos multidisciplinares para o entendimento, cada vez melhor, do bem-estar animal, seja para a obtenção de melhores desempenhos ou seja para adaptar animais a regiões com clima diferente do de origem

50 REFERÊNCIAS

51 ABREU, P.G., BAÊTA, F.C., SOARES, P.R. ABREU, V.M.N., MACIEL, N.F. Utilização de piso aquecido eletricamente na criação de aves. Engenharia na Agricultura: Série Construções Rurais e Ambiência, Viçosa: AEAMG/DEA/UFV, 1995, v.4, n.12, 19p. BACCARI Jr., F. Manejo ambiental para produção de leite em climas quentes. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE BIOMETEOROLOGIA, 2., 1998, Goiânia. Anais. Goiânia: Sociedade Brasileira de Biometereologia, p BAÊTA, F.C. & SOUZA, C.F. Ambiência em Edificações Rurais Conforto Animal. Viçosa, Ed. UFV, p. CAMARGO, A.P. Instruções para combate à geada em cafezais. O Agronômico, Campinas, v. 12, p , COSTA, E.C. Arquitetura ecológica: condicionamento térmico natural. São Paulo, Edgard Blücher, CURTIS, S.E. Environmental management in animal agriculture. AMES. The Iwoa State University, p. ESMAY, M.L. Principles of animal environment. Environmental engineering in Agriculture and Food Series. The AVI Publishing Company, Inc p. ETERNIT. O vento nas construções. São Paulo, Eternit, out (Boletim n 66). GATES, D.M. Physical environment. In: Adaptation of domestic animals. Lea & Febiger. Philadelphia, p

52 MUITO OBRIGADO!