Variabilidade espacial do microclima em instalações de suínos sob o efeito de pintura de telhado no semiárido pernambucano

VII Congresso Brasileiro de Biometeorologia, Ambiência, Comportamento e Bem-Estar Animal Responsabilidade Ambiental e Inovação VII Brazilian Congress of Biometeorology, Ambience, Behaviour and Animal Welfare Environmental Responsibility and Innovation Variabilidade espacial do microclima em instalações de suínos sob o efeito de pintura de telhado no semiárido pernambucano Silvia Helena Nogueira Turco 1, Amélia Carvalho Faustino 2, Ana Carolina de Sá Silva Lins 3, Murilo Santos Freire 4, Clovis Manoel Carvalho Ramos 5 1 Profª. Doutora, Colegiado de Pós Graduação em Engenharia Agrícola, UNIVASF/Juazeiro-BA. E-mail: silvia.turco@univasf.edu.br 2 Graduanda em Eng. Agrícola e Ambiental, Colegiado de Engenharia Agrícola e Ambiental, UNIVASF/Juazeiro-BA. E-mail: ameliacar28@gmail.com 3 Graduanda em Eng. Agrícola e Ambiental, Colegiado de Engenharia Agrícola e Ambiental, UNIVASF/Juazeiro-BA. E-mail: ana_carolina_lins@hotmail.com 4 Mestrando em Eng. Agrícola, Colegiado de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola, UNIVASF/Juazeiro-BA. E-mail: murilo.s.freire@gmail.com 5 Prof. Doutor, Colegiado de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola, Univasf/Juazeiro-BA. E-mail: clovis.ramos@univasf.edu.br Resumo: O ambiente térmico do sistema de criação intensivo é determinante para a condição de conforto e bem-estar animal, podendo afetar a produtividade, o crescimento e a reprodução dos suínos. Além disso, o estresse térmico é um fator limitante para as fêmeas em lactação, afetando a produção de leite. Dessa forma, no presente estudo objetivou-se avaliar as condições microclimáticas proporcionadas pela pintura externa do telhado no verão em uma instalação de suínos localizada no semiárido pernambucano. Nesse sentido, foram obtidos os mapas de krigagem, para analisar a variabilidade espacial dos parâmetros temperatura, umidade e velocidade do ar. Através da análise geoestatística, pôde-se verificar que o tratamento gestação telhado com pintura, apresentou forte dependência espacial para todas as variáveis climáticas analisadas, tanto pela manhã, quanto à tarde. O tratamento maternidade telhado sem pintura, apresentou de moderada à forte dependência espacial para todas as variáveis climáticas. Os resultados demonstraram que não houve uma redução de temperatura do ar no interior do galpão com o telhado pintado na cor branca. Analisando à distribuição espacial das variáveis climáticas nos diferentes horários, percebese que há uma compatibilidade com a declinação solar ao longo do dia, para a estação de verão. Além disso, a incidência de radiação solar direta sobre as aberturas, contribui para a elevada temperatura dentro instalação. Os galpões apresentaram temperaturas acima do limite crítico de conforto térmico, tanto para maternidade, quanto para gestação. Observa-se que mesmo durante o período da manhã, os galpões apresentaram altas temperaturas. A umidade relativa do ar apresentou valores inferiores a 50% no período matutino, chegando a valores inferiores a 30% à tarde. Portanto, os galpões analisados não apresentaram valores de temperatura e umidade adequados às condições de conforto térmico para a criação de matrizes nas fases de gestação e maternidade. Bem como, a pintura da cobertura não proporcionou diminuição da temperatura no galpão, fazendo-se necessário a combinação de outras técnicas construtivas para obter um melhor conforto térmico para esses animais no verão. Palavras-chave: conforto térmico, geoestatística, bem-estar animal. Os autores deste trabalho são os únicos responsáveis por seu conteúdo e são os detentores dos direitos autorais e de reprodução. Este trabalho não reflete necessariamente o posicionamento oficial da Sociedade Brasileira de Biometeorologia (SBBiomet). The authors of this paper are solely responsible for its content and are the owners of its copyright. This paper does not necessarily reflect the official position of the Brazilian Society of Biometeorology (SBBiomet). DOI: xxx/xxx VII Brazilian Congress of Biometeorology, Ambience, Behaviour and Animal Welfare 1

Introdução A suinocultura no Nordeste do Brasil, segundo o IBGE (2013), possui 5,6 milhões de cabeças e ocupa o terceiro lugar no ranking nacional. A região possui um rebanho suíno com alto potencial genético, devido aos cruzamentos de raças diferentes, porém há uma produtividade inferior em comparação às demais regiões do país, por possuírem características climáticas mais adaptáveis ao conforto térmico do animal (Silvia, 2006). Dentre as variáveis climáticas, destaca-se a temperatura do ar, pois é determinante para o conforto e o comportamento termorregulatório animal. O estresse por calor pode ocasionar uma resposta do animal na forma de aumento da frequência respiratória, da temperatura retal e redução do consumo alimentar. Dessa maneira, a temperatura acima da zona de termoneutralidade pode afetar a produtividade, o crescimento e a reprodução (Rodrigues et al., 2010). A zona de conforto térmico situa-se de 21 a 28ºC para matrizes em gestação e de 12 a 15ºC em estágio de lactação (Ferreira 2000). Em fêmeas sob o estresse térmico, ocorre a redução da ingestão de ração e consequentemente há diminuição na produção de leite (Justino et al., 2015). Além disso, a umidade do ar considerada ideal para criação de animais domésticos está entre 50 e 70% (Baêta & Souza, 2010). O telhado é o fator que mais contribui para as condições climáticas do ambiente, influi no ambiente térmico através do material constituinte das telhas, da sua natureza superficial e da existência e eficiência de isolantes térmicos e forros (Rodrigues, 1998). Os materiais e elementos construtivos exercem controle sobre o ambiente interno devido às suas propriedades térmicas e mecânicas (Conceição et al, 2008). A geoestatística engloba análise exploratória, geração e modelagem de semivariogramas, validação do modelo e interpolação de krigagem, permitindo a análise em duas dimensões para os dados espacialmente distribuídos (Gonçalves, 2013). Nesse sentido, a modelagem geoespacial e a interpolação por krigagem podem ser utilizadas para descrição quantitativa da variabilidade espacial de variáveis microclimáticas em dos ambientes construídos, permitindo obter estimativas dos elementos em locais não amostrados (Silva et al., 2012). O uso de ferramentas que auxiliem no diagnóstico do microclima dentro de uma instalação agropecuária, é fundamental para verificar se as condições climáticas internas estão adequadas para a produção animal. Nesta pesquisa objetivou-se avaliar as condições microclimáticas no verão, proporcionadas pela pintura externa do telhado em uma instalação de suínos localizada no semiárido pernambucano. Material e Métodos O experimento foi conduzido na instalação para suínos, situada no Campus de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Vale do São Francisco (UNIVASF), no município de Petrolina, estado de Pernambuco. A cidade possui, segundo a classificação climática de Köppen-Geiger, clima tropical semiárido, tipo BshW, seco e quente e está situada a 9º09' Sul de latitude e 40º22' de longitude Oeste, com altitude média de 365m e índice pluviométrico anual de 300 mm. A instalação é dividida em dois galpões, sendo o primeiro para as fases de crescimento e terminação, enquanto o segundo para as fases de gestação, creche e maternidade. As instalações foram construídas em alvenaria, com cobertura de telhas cerâmicas e sem forro, piso de concreto e orientação no sentido Leste- Oeste. As dimensões do galpão de gestação, creche e maternidade possuem 25,45m de comprimento, 8,1m de largura, beiral de 1,2m e pé direito de 3,3m de altura. A instalação possui ainda doze janelas em alumínio, cobertas por telas galvanizadas em malha 1x1cm. Cada janela possui 3,44m de comprimento e 2m de largura. A baia de gestação possui telhas externas pintadas com tinta branca. A pesquisa foi conduzida no início da estação verão, nos dias 21, 23 de dezembro e 4, 6 e 9 de janeiro, duas vezes ao dia, nos horários das 9:00h e 15:00h, nos galpões de gestação (com telhado cerâmica pintado de branco externamente) e maternidade (com telhado de cerâmica sem pintura), onde foram registrados dados de temperatura, umidade relativa e velocidade do ar. Para o levantamento de dados, foi utilizado uma malha de 1,0 m² no interior do galpão e delimitou-se uma bordadura de 5 metros na lateral. Para a coleta de dados de temperatura do globo negro e umidade do ar, foi utilizado o aparelho medidor de IBUTG de modelo ITWTG 2000 (Instruthemp), e para aferir a velocidade do ar e temperatura de bulbo seco, o anemômetro de fio quente, modelo Tafr 190 (Instruthemp). Foram usados dois aparelhos em cada galpão onde foi aferindo simultaneamente por duas pessoas que deslocavam a cada 2 minutos nos pontos demarcados sendo realizados à 1,5m de altura do piso. A análise geoestatística foi realizada utilizando os softwares Surfer (versão 10.0) e GS+ (versão 7.0). Através dessas ferramentas, foi avaliada nos galpões de suínos, a variabilidade espacial das variáveis temperatura do ar, umidade relativa e velocidade do vento. A dependência espacial foi analisada por meio de ajustes dos modelos teóricos (esférico, exponencial e gaussiano), através do cálculo dos semivariogramas. VII Brazilian Congress of Biometeorology, Ambience, Behaviour and Animal Welfare 2

Resultados e Discussão Verificou-se que o tratamento gestação telhado com pintura, apresentou forte dependência espacial para todas as variáveis climáticas analisadas, tanto pela manhã, quanto à tarde. A variável temperatura do ar apresentou maior alcance à tarde, ou seja, houve maior homogeneidade entre as amostras nesse período, para o alcance de 11,5 m, portanto, maior correlação espacial nesse limite. Todavia, o período da manhã apresentou maior variabilidade espacial, com um alcance de 6,9 m. As variáveis de umidade relativa do ar e velocidade do ar ajustaram se ao modelo Gaussiano e apresentaram forte dependência espacial em ambos os horários (Tabela 1). Tabela 1 - Parâmetros dos semivariogramas experimentais de temperatura do ar ( C), umidade relativa (%) e velocidade do ar para os horários de 9h e 15 h nos galpões de gestação telhado com pintura, na estação verão. Variáveis Modelo Efeito pepita Patamar Alcance (m) IDE (%) R 2 09:00h Temperatura do ar Esférico 0,059 1,29 6,9 95,4 0,909 Umidade relativa Gaussiano 0,1 41,2 13,8 99,8 0,992 Velocidade do ar Gaussiano 0,08 0,836 10,08 90,4 0,986 15:00h Temperatura do ar Exponencial 0,001 0,439 11,55 99,8 0,880 Umidade relativa Gaussiano 0,217 1,295 9,8 83,2 0,998 Velocidade do ar Gaussiano 0,056 1,223 13,63 95,4 0,969 C 0 = Efeito Pepita. (C 0+C 1) = Patamar. IDE = Índice de Dependência Espacial. R² = coeficiente de determinação. O tratamento maternidade telhado sem pintura, apresentou moderada dependência espacial para a velocidade do ar pela manhã, porém forte autocorrelação espacial até o alcance de 17,94 m. Enquanto que à tarde, apresentou alcance de 2,49 m, o que demonstrando uma maior variabilidade espacial dessa variável para esse horário (Tabela 2). A temperatura do ar apresentou forte dependência espacial pela manhã e moderada dependência espacial à tarde, para os alcances 7,18 m e 5,48 m, respectivamente. Nota-se através da figura 1, que no período da manhã há um gradiente de temperatura entre às regiões Leste e Oeste, o que pode ser explicado pela orientação da instalação e a declinação solar. Tabela 2 - Parâmetros dos semivariogramas experimentais de temperatura do ar ( C), umidade relativa (%) e velocidade do ar para os horários de 9h e 15 h nos galpões de maternidade telhado sem pintura, na estação verão. Variáveis Modelo Efeito pepita Patamar Alcance (m) IDE (%) R 2 09:00h Temperatura do ar Gaussiano 0,023 1,147 7,18 98,0 0,980 Umidade relativa Gaussiano 0,01 12,83 6,98 99,9 0,979 Velocidade do ar Exponencial 0,25 0,79 17,94 67,6 0,842 15:00h Temperatura do ar Esférico 0,031 0,075 5,48 57,6 0,997 Umidade relativa Exponencial 0,048 0,477 3,46 89,9 0,994 Velocidade do ar Exponencial 0,001 0,355 2,49 99,7 0,409 C 0 = Efeito Pepita. (C 0+C 1) = Patamar. IDE = Índice de Dependência Espacial. R² = coeficiente de determinação. Os resultados demonstraram que não houve uma redução de temperatura do ar no interior do galpão com o telhado pintado na cor branca. Analisando a distribuição espacial (Figura 1) das variáveis climáticas nos diferentes horários, percebe-se que há uma compatibilidade com a declinação solar ao longo do dia, para a estação de verão. A movimentação do sol a partir da posição Sudeste para Sudoeste, pode explicar a variação espacial das variáveis para os horários estudados. Além disso, a incidência de radiação solar direta sobre as aberturas contribuíram para a elevada temperatura dentro instalação. Portanto, o uso de uma técnica construtiva isolada, neste caso a pintura do telhado de branco, não é o suficiente para reduzir os efeitos da temperatura no ambiente, mas a combinação de diferentes intervenções como: aumento do beiral, adequada orientação da cobertura para o local, altura da cobertura, adequar ventilação natural ou resfriamento mecânico, dentre outros. VII Brazilian Congress of Biometeorology, Ambience, Behaviour and Animal Welfare 3

1a 1b 1c 1d 2a 2b 2c 2d 3a 3b 3c 3d Figura 1 Mapas de krigagem para as variáveis climáticas temperatura (1), umidade (2) e velocidade do vento (3), nos tratamentos gestação telhado com pintura, manhã (a) e tarde (b) e maternidade telhado sem pintura, manhã (c) e tarde (d). Os galpões apresentaram temperaturas acima do limite de conforto térmico, tanto para maternidade, quanto para gestação. Observa-se que mesmo durante o período da manhã os galpões apresentaram altas VII Brazilian Congress of Biometeorology, Ambience, Behaviour and Animal Welfare 4

temperaturas. Além disso, a umidade relativa do ar apresentou valores inferiores a 50% no período matutino e chegando a valores inferiores a 30% à tarde. Conclusão As variáveis climáticas apresentaram de moderada à forte dependência espacial para os tratamentos analisados. A incidência de radiação solar direta sobre as aberturas é verificada pelos mapas de krigagem, onde há formação de zonas com os maiores valores de temperatura nessas regiões. Os galpões analisados não apresentaram valores de temperatura e umidade adequados às condições de conforto térmico para a criação de matrizes nas fases de gestação e maternidade. Somente a pintura da cobertura na cor branca, não proporcionou diminuição da temperatura no galpão de suínos, sendo necessária a combinação de outras técnicas construtivas para proporcionar um melhor conforto térmico para esses animais no verão. Referências Baêta FC, Souza, CF (2010) Ambiência em edificações rurais: conforto animal. UFV, Viçosa. Conceição, MN et al (2008) Desempenho de telhas de escória de alto forno e fibras vegetais em protótipos de galpões. Rev. bras. eng. agríc. ambient. 12:536-539. Ferreira, RA (2000) Efeitos do clima sobre a nutrição de suínos. Encontros técnicos ABRAVES 11:1-15. Gonçalves, ICM (2015) Diagnóstico das variáveis meteorológicas e índices de conforto térmico em diferentes apriscos localizados no sertão pernambucano. Dissertação, Universidade Federal do Vale do São Francisco, UNIVASF. IBGE (2013) Produção da Pecuária Municipal (Economia, Agropecuária, Produção Pecuária). Dados 2004 a 2012. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. http://www.ibge.gov.br. Acesso 22 agosto 2013. Justino E, Nääs IA, Carvalho TMR, Salgado DA (2015) Efeito do resfriamento evaporativo e do balanço eletrolítico sobre a lactação de porcas em condições de verão tropical. Arq. Bras. Med. Vet. Zootec. 67:455-464. doi: 10.1590/1678-6478 Rodrigues NEB, Zangeronimo MG, Fialho ET (2010) Adaptações fisiológicas desuínos sob estresse térmico. Revista Eletrônica Nutritime 7:1197-1211 Rodrigues, EHV (1998) Desenvolvimento e avaliação de um sistema de resfriamento evaporativo, por aspersão intermitente, na cobertura de aviários usando modelos de escala distorcida. Tese de Doutorado, FEAGRI/UNICAMP. Silva IM, Pandorfi H, Almeida GLP, Guiselini C, Caldas AM, Jacob AL (2012) Análise espacial das condições térmicas do ambiente pré-ordenha de bovinos leiteiros sob regimes de climatização. R. Bras. Eng. Agríc. Ambiental 1:903-909. Silva Filha, O.L. 2006. Caracterização da criação de suínos locais no Curimataú Paraibano. Tese (Doutorado em Zootecnia) pelo Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal da Paraíba - PPGZ/CCA/UFPB, 2006. 57f. VII Brazilian Congress of Biometeorology, Ambience, Behaviour and Animal Welfare 5