COMPORTAMENTO DA TEMPERATURA E DAS AVES NO CÍRCULO DE CRIAÇÃO EM FUNÇÃO DOS SISTEMAS DE AQUECIMENTO Valéria Maria Nascimento Abreu 1, Paulo Giovanni de Abreu 1, Inaiara Leticia Tomazelli 2 ; Marla Juliane Hassemer 3, Taiana Cestonaro 4, Mariana Cristina Zucchi 2 1 Pesquisadores da Embrapa Suínos e Aves Concórdia, Brasil. valeria@cnpsa.embrapa.br 2 Ciências Biológicas, Universidade do Contestado Concórdia Brasil 3 Ciências Biológicas, Universidade do Oeste de Santa Catarina; Joaçaba Brasil 4 Engenharia Ambiental, Universidade do Contestado Concórdia Brasil, Bolsista do CNPq RESUMO A evolução na concepção dos aquecedores deu-se sempre na busca de uma melhor forma de transferir o calor para as aves com um menor consumo de energia. Porém, nem sempre os aquecedores se apresentam eficientes em proporcionar condições de conforto para as aves e homogeneidade da temperatura no aviário. Dessa forma, objetivou-se avaliar o comportamento da temperatura e das aves no círculo de criação em função dos sistemas de aquecimento. O experimento foi realizado em quatro aviários, com 1000 aves, por 4 lotes consecutivos de 42 dias, cada. Os tratamentos testados foram quatro fontes de energia para o aquecimento das aves: gás liquefeito do petróleo (GLP), lenha, briquete de carvão vegetal e biocombustível. Os sistemas de aquecimento a gás e a biocombustível foram controlados por meio de termostato a 32 o C. As imagens termográficas de cada aquecedor, na primeira semana, foram realizadas por meio de termovisor conectado a uma sonda de umidade e temperatura via rádio freqüência RFID. O programa computacional Texto IRSoft, foi utilizado para traduzir o espectro de cores da medida da temperatura ambiental. Houve variabilidade da distribuição de calor proporcionada pelos sistemas de aquecimento. Todos os sistemas avaliados apresentaram valores de acordo com a criação das aves na primeira semana de vida. As aves apresentaram comportamentos compatíveis com sua expressão natural e diferentes em relação à distribuição espacial nos círculos de criação em relação aos sistemas de aquecimento avaliados. Palavras-chave: briquete, gás, biocombustivel, lenha, aquecimento. INTRODUÇÃO Há falta de informação dos avicultores em relação ao controle ambiental nos pinteiros e às exigências de bem-estar das aves. A evolução na concepção dos aquecedores deu-se sempre na busca de uma melhor forma de transferir o calor com um menor consumo de energia. Vários tipos de aquecedores foram desenvolvidos, buscando melhor forma de fornecer calor e proporcionar conforto térmico às aves com menor consumo de energia. Os tipos de aquecimento utilizados na avicultura podem ser classificados em dois grupos. O primeiro é o do aquecimento central que, para alcançar temperaturas adequadas no galpão, se baseia em aquecer mais ou menos por igual todo o volume do mesmo. O segundo grupo é o de aquecimento local, que se baseia em aquecer somente a superfície do local onde se alojam os pintos. É neste segundo grupo que se encontram as campânulas a gás, as campânulas a carvão, as resistências elétrica e as lâmpadas infravermelhas (Abreu et al., 1998). Moro (1998) cita que a produção de calor (BTU), as exigências de oxigênio e o volume de dióxido de carbono expelido por pintos de um dia em diferentes temperaturas ambientes, foram determinados e os resultados desse estudo, mostraram
que a zona de conforto para pintos de um dia se situa na faixa de 33 a 36 o C, pois é nesta faixa que há uma menor produção de calor, uma menor produção de CO 2 e uma conseqüente menor necessidade de ar para satisfazer as necessidades de oxigênio. Vários tipos de aquecedores foram desenvolvidos, buscando melhor forma de fornecer calor e proporcionar conforto térmico às aves com menor consumo de energia. Os sistemas tradicionais de aquecimento das granjas comerciais, geralmente compostos por campânulas a gás e fornalhas, têm se mostrado ineficientes para o aquecimento satisfatório de pinteiros, resultando em temperaturas abaixo das faixas de conforto das aves (Vigoderis, 2006). Watson et al (1982), usando a madeira, em vez do gás, como fonte de calor em fornalha, no interior de galpões para aves, concluiu que o calor fornecido pela fornalha não é constante e muitas vezes excede o necessário. O uso do carvão como fonte de calor requer maior trabalho e difícil controle da temperatura. Já as campânulas a gás ou elétricas permitem obter temperaturas ambientais constantes, mas muitas vezes abaixo do necessário (Seleccion...1958). Em condições de temperatura ambiente abaixo de 15 o C, o calor gerado por esses sistemas é insuficiente, havendo necessidade de se providenciar calor suplementar para manter a temperatura ambiente em torno de 35 o C nos primeiros dias de idade dos pintos. Bantle & Barber (1989) monitoraram o consumo de gás e eletricidade de um galpão de frangos, em dois ciclos de criação, para testarem um simulador de energia (DOE 2.1C Building Energy Computer Simulation) que prediz o consumo de gás natural e eletricidade. A diferença entre o consumo de energia elétrica estimada e o consumo real medido foi de 16,4%, para o período do verão, e de 19,8% para o inverno. Três sistemas de aquecimento: campânulas infravermelhas a gás; fornalha a lenha de aquecimento indireto do ar; tambores de aquecimento por radiação com aquecimento suplementar de campânulas infravermelhas a gás, foram avaliados por Vigoderis et al. (2006), durante a fase de aquecimento das aves. Nesse trabalho, os autores concluíram que os três sistemas de aquecimento do ar estudados comportaram-se de forma diferenciada em relação à quantidade de energia produzida e consequente eficiência para o aquecimento de aviários, tendo os melhores resultados, ocorridos para o sistema conjugado de tambores de aquecimento + campânulas a gás, seguido pelos sistemas fornalha e campânulas, nesta ordem. Em outro estudo, Zanatta et al. (2006) compararam um sistema de aquecimento equipado com gasificador/combustor, com o sistema de aquecimento fornalha de fogo indireto utilizando como combustível a lenha de eucalipto e para a ignição da lenha utilizou-se gás liquefeito de petróleo (GLP). Os autores concluíram que o sistema gasificador/combustor poderá se apresentar como alternativa no aquecimento de instalações para criação de frangos de corte. Comparando o consumo de gás liquefeito de petróleo (GLP), de gás natural (GN) e de energia elétrica na criação de aves de zero a 14 dias, Sobrinho et al. (2003) concluíram que o consumo de energia em kj apresentou resultados próximos para os três sistemas de aquecimento. Os equipamentos de aquecimento campânulas infravermelhas a gás; fornalha a lenha e tambores de aquecimento por radiação com aquecimento suplementar de campânulas infravermelhas a gás durante a fase de aquecimento das aves comportam-se de forma diferenciada em relação à quantidade de energia produzida e conseqüente eficiência para o aquecimento de aviários. De acordo com o exposto objetivou-se avaliar o comportamento da temperatura e das aves no círculo de criação em função dos sistemas de aquecimento. MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi realizado em quatro aviários, 12 m x 10 m, com 1000 aves/aviário na Embrapa Suínos e Aves, por 4 lotes consecutivos, cada lote com a duração de 42 dias. Os tratamentos testados foram quatro fontes de energia para o aquecimento das aves: gás liquefeito do petróleo
(GLP), lenha, briquete de carvão vegetal e biocombustível. O aquecedor a GLP (tubo aquecedor) foi instalado no centro do círculo de criação na altura do pé-direito, o aquecedor a biocombustível foi instalado em uma das extremidades do círculo, o de briquete no centro do círculo e os dois aquecedores a carvão nas extremidades do círculo de criação. Os sistemas de aquecimento a gás e a biocombustível foram controlados por meio de termostato de comando a distância com set point ajustado a 32 o C. As imagens foram realizadas durante a primeira semana de aquecimento das aves, por considerar esse período como sendo o mais crítico para aves. As imagens termográficas de cada aquecedor foram realizadas por meio de termovisor (sensibilidade térmica < 0,1 o C, emissividade térmica de 1, espectro de -14µm) possuindo internamente câmara digital integrada e conectado a uma sonda de umidade e temperatura via rádio freqüência RFID. O programa computacional Texto IRSoft, foi utilizado para traduzir o espectro de cores da medida da temperatura ambiental. A partir das imagens termográficas dos ambientes com os aquecedores foram confeccionados os histogramas e determinados os valores de temperatura na lateral e no centro do círculo de criação das aves. O perfil da temperatura foi traçado da fonte de calor para o centro do círculo de criação, sobre a cama. O comportamento das aves foi avaliado pela distribuição espacial na imagem real e termográfica. RESULTADOS E DISCUSSÃO A figura 1 mostra as imagens termográficas com a reta para a determinação do perfil de temperatura dos sistemas de aquecimento. (A) (B) (C) (D) Figura 1. Imagens termográficas dos sistemas de aquecimento: (A) briquete (B) tubo aquecedor (C) lenha e (D) biocombustível. O perfil da temperatura dos sistemas de aquecimento apresentados na figura 2 mostrou que a temperatura de todos os sistemas de aquecimento tem comportamento ascendente da fonte
de calor para o centro do círculo de criação. A transferência de calor dos sistemas de aquecimento para o ambiente não é homogênea. (A) (B) (C) (D) Figura 2. Perfil de temperatura: (a) briquete (b) tubo aquecedor (c) lenha (d) biocombustível. (A) (B) Na figura 3 estão representados os pontos de coleta de temperatura a partir das imagens termográficas dos sistemas de aquecimento. Os valores obtidos em cada ponto estão apresentados na Tabela 1. Verifica-se que o maior valor de temperatura da cama foi obtido no círculo de criação com sistema de aquecimento a lenha (valor médio de 44,7 o C) seguido dos sistemas a gás (43,5 o C), a biocombustível (43,1 o C) e briquete (38 o C). Os sistemas de aquecimento a lenha, a gás e a biocombustível obtiveram o comportamento máximo da temperatura, bem próximo. No entanto, a diferença entre o valor máximo alcançado no sistema de aquecimento a lenha e a briquete foi de 6,7 o C e da lenha para o gás e biocombustível foram de 1,2 o C e 1,6 o C, respectivamente. (C) (D)
Figura 3. Imagens termográficas dos sistemas de aquecimento com os pontos de coleta de temperatura, na lateral e centro do círculo, e no ponto mais quente: (a) briquete (b) tubo aquecedor (c) lenha (d) biocombustível. Tabela 1 Valores de temperatura obtidos a partir das imagens termográficas da figura 3, em função dos sistemas de aquecimento Temperatura ( o C) Ponto Biocombustív el Briquete Lenha Gás M1 43,1 c 31,3 a 49,1 c 43,5 c M2 39 a 30,6 a 40,3 c 38,2 b M3 32 a 27,0 a 32,8 b 38,8 a M4 33,6 a 27,6 a 33,4 a 38,9 a M5 35,5 a 24,7 a 35,9 a 37,1 a M6 41,3 a 26,8 a 32,2 a 37,6 a M7 30,5 a 27,7 a 32,3 a 37,9 a M8 30,5 a 29,6 a 35,8 a 33,9 a M9 30,2 a 38,0 b, c 34,3 a 33,1 a M10 36 b - - 32,4 a M11 34,8 a - - 32,4 a M12 30,4 a - - 33,4 a Média a 33,78 28,16 33,98 35,73 a lateral do círculo de criação b centro do círculo c ponto quente Verifica-se na figura 4 que os sistemas de aquecimento a gás e a briquete obtiveram os maiores valores de temperatura no centro do círculo de criação. O sistema de aquecimento a
briquete teve este comportamento devido o aquecedor estar posicionado no centro do círculo de criação. No entanto, o menor valor de temperatura, na lateral do círculo de criação, foi para esse sistema. A distribuição da temperatura no círculo de criação em todos os sistemas foi parecida exceto, para o sistema de aquecimento a briquete. Os gradientes de temperatura entre as laterais e o centro do círculo de criação para os sistemas de aquecimento a biocombustível, briquete, lenha e a gás foram de -2,2 o C, -9,81 o C, 1,18 o C e -2,47 o C, respectivamente. O sistema de aquecimento a briquete se destacou dos demais por apresentar maior variabilidade da temperatura no interior do círculo de proteção. O sistema de aquecimento a lenha foi mais eficiente em proporcionar maior homogeneidade da temperatura do círculo de criação. 40 38 Temperatura ( o C) 36 34 32 30 28 Faixa Ideal na 1 a semana 26 Biocombustível Briquete Lenha Gás Aquecedores Lateral Centro Figura 4 Valores médios de temperatura em função do local de coleta no círculo de criação e dos aquecedores. No sistema de aquecimento a briquete as aves se localizaram em baixo, ou próximas do aquecedor, no centro do círculo de criação devido a região fornecer temperatura dentro da faixa de conforto nesse período (Figura 5). Na mesma figura observa-se poucas aves nas laterais do círculo de criação. No sistema de aquecimento a lenha as aves comportaram-se diferente, preferiram se alojar nas laterais do círculo por apresentar temperaturas mais confortáveis que no centro (Figura 6). A temperatura em baixo dos aquecedores a lenha foram muito elevadas para aves. No sistema de aquecimento a biocombústivel as aves preferiram a lateral e a extremidade do círculo de criação, contrária à fonte de fornecimento do ar quente (Figura 7). As aves não permaneceram no local de incidência do fluxo de ar quente por apresentar temperaturas muito elevadas. O mesmo comportamento das aves se verificou no sistema de aquecimento a gás, ou seja, as aves preferiram as laterais do círculo por apresentarem temperaturas mais confortáveis (Figura 8). No início do tubo aquecedor a temperatura é mais elevada que a extremidade final causado estratificação da temperatura.
Figura 5 Imagem real e termográfica do sistema de aquecimento a briquete com as setas indicando o sentido de distribuição do calor. Figura 6 Imagem real e termográfica do sistema de aquecimento a lenha com as setas indicando o sentido de distribuição do calor. Figura 7 Imagem real e termográfica do sistema de aquecimento a biocombustível com as setas indicando o sentido de distribuição do calor.
Figura 8 Imagem real e termográfica do sistema de aquecimento a gás com as setas indicando o sentido de distribuição do calor. CONCLUSÕES Houve variabilidade da distribuição de calor proporcionada pelos sistemas de aquecimento. Todos os sistemas avaliados apresentaram valores compatíveis com a criação das aves na primeira semana de vida. As aves apresentaram comportamentos compatíveis com sua expressão natural e diferentes em relação a distribuição espacial nos círculos de criação em relação aos sistemas de aquecimento avaliados. AGRADECIMENTOS À GSI, Carvão Faísca e Grupoempal pelo fornecimento dos equipamentos de aquecimento e briquete. BIBLIOGRAFIA ABREU, P.G. de; ABREU, V.M.N.; PERDOMO, C.C.; BAÊTA, F. da C. Sistemas de aquecimento para criação de aves. Concórdia: EMBRAPA-CNPSA, 1998. 35p. (EMBRAPA- CNPSA. Circular Técnica, 20). ABREU, P.G. Modelos de aquecimento. In: SIMPÓSIO BRASIL SUL DE AVICULTURA, 4., 2003, Chapecó. Anais...Chapecó, 2003. p.65-77. BANTLE, M.R.; BARBER, E.M. Energy simulation of a poultry house using DOE 2.1C. American Society of Agricultural Engineers, St. Joseph, 1989. 17p. Paper, 89-4085. CONTO, L. A. Novos sistemas de aquecimento inicial de pintos de corte. In: Conferência Apinco de Ciência e Tecnologia Avícolas, 2003. Campinas. Anais... Campinas: FACTA, 2003. p.132-136. CORDEIRO, M.B. Análise de imagens na avaliação do comportamento, do bem-estar e do desempenho de pintos de corte submetidos a diferentes sistemas de aquecimento. 2007. 111f. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola)-Universidade Federal de Viçosa,
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