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26 a 30 de maio de 2008 João Pessoa, PB – UFPB/ABZ 1 AVALIAÇÃO DO MICROCLIMA NO INTERIOR DE UM APRISCO LOCALIZADO EM UMA REGIÃO SEMI-ÁRIDA João Batista Freire de Souza Junior 1 , Rosiane Batista da Silva 1 , Jacinara Hody Gurgel Morais 2 , Alex Sandro Campos Maia 3 1 Discentes do curso de Zootecnia pertencentes ao Núcleo de Pesquisa e Estudo em Biometeorologia e Bem-Estar Animal (NUBEA) da Universidade Federal Rural do Semi-Árido. e-mail: [email protected] ; [email protected] 2 Discente do Curso de Zootecnia da Universidade Federal Rural do Semi-Árido. e-mail: [email protected] 3 Professor Adjunto I de Bioclimatologia e Bem-Estar Animal da Universidade Federal Rural do Semi-Árido-Departamento de Ciências Animais. Laboratório de Biometeorologia e Bem-Estar Animal. Caixa Postal 137, CEP: 59625-900, Mossoró, RN. e-mail: [email protected] Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar o microclima no interior de um aprisco localizado em uma região semi-árida, com base na carga térmica radiante (CTR) e quantificar a CTR ao longo do dia, encontrando a hora do dia em que esta se localiza no ponto máximo. Os resultados mostram que quanto mais próximo ao meio dia (10:30 h às 14:30 h), maior era a CTR local, indicando que os níveis de radiação que chegam à superfície terrestre, em regiões de baixa latitude, são maiores nestes horários. A CTR à sombra apresentou pequena variação ao longo do dia, onde seu valor máximo foi de apenas 541,25 W/m 2 às 13:45 h, diferentemente da CTR ao sol, que apresentou uma ampla variação ao decorrer do dia, alcançando seu pico às 12:45 h com 1196,63 W/m 2 . Os resultados encontrados mostram que a cobertura do aprisco conseguiu reduzir em média 45,55% a CTR no interior da instalação. Com isso, o fornecimento de sombra aos animais em regiões de baixa latitude se torna indispensável, pois a elevada CTR causa desconforto térmico e, conseqüentemente, redução no desempenho produtivo dos animais. Palavras–chave: ambiente térmico, baixa latitude, carga térmica radiante Evaluation of the microclimate inside a located fold in a semi-arid region Abstract: The objective of this work was to evaluate the microclimate inside a located fold in a semi-arid area, with base in the radiant thermal load (CTR) and to quantify CTR along the day, finding the hour of the day in that this he/she is located in the maximum point. The results show that the more close to the half day (10:30 h to 14:30 h), adult was local CTR, indicating that the radiation levels that arrive to the terrestrial surface, in areas of low latitude, are larger on these schedules. CTR to the shade presented small variation along the day, where your maximum value was from only 541,25 W/m2 to 13:45 h, differently of CTR in the sun, that it presented a wide variation when elapsing of the day, reaching your pick to 12:45 h with 1196,63 W/m2. The found results show that the covering of the fold got to reduce 45,55% on average CTR inside the installation. With that, the shade supply to the animals in areas of low latitude becomes indispensable, because high CTR causes thermal discomfort and, consequently, reduction in the productive acting of the animals. Keywords: thermal environment, low latitude, radiant thermal load Introdução A região semi-árida, situada em uma região de baixa latitude, é caracterizada por variáveis meteorológicas que impedem com que os animais de interesse zootécnico demonstrem os seus caracteres produtivos, dando destaque às altas temperaturas ambientes e, principalmente, os elevados índices de radiação térmica. A radiação térmica incidente pode ser evitada se for fornecido sombreamento aos animais. Essa proteção contra a radiação solar direta, segundo Costa (1982), pode ser obtida com o uso de coberturas com alto poder reflectivo, uso de isolantes térmicos e uso de materiais de grande inércia térmica. Bond et al. (1976), afirmou que o sombreamento pode reduzir cerca de 30% ou mais a carga térmica radiante (CTR) incidente sobre o animal e esta redução depende do material de

AVALIAÇÃO DO MICROCLIMA NO INTERIOR DE UM APRISCO ... · com média de 28,5 ºC, e o mês mais frio é julho, com média de 26,5 ºC. As temperaturas máximas e mínimas do ar têm

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26 a 30 de maio de 2008

João Pessoa, PB – UFPB/ABZ

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AVALIAÇÃO DO MICROCLIMA NO INTERIOR DE UM APRISCO LOCALIZADO EM UMA REGIÃO SEMI-ÁRIDA

João Batista Freire de Souza Junior1, Rosiane Batista da Silva1, Jacinara Hody Gurgel Morais2, Alex Sandro Campos Maia3

1Discentes do curso de Zootecnia pertencentes ao Núcleo de Pesquisa e Estudo em Biometeorologia e Bem-Estar Animal (NUBEA) da Universidade Federal Rural do Semi-Árido. e-mail: [email protected]; [email protected]

2Discente do Curso de Zootecnia da Universidade Federal Rural do Semi-Árido. e-mail: [email protected] Adjunto I de Bioclimatologia e Bem-Estar Animal da Universidade Federal Rural do Semi-Árido-Departamento de Ciências Animais. Laboratório de Biometeorologia e Bem-Estar Animal. Caixa Postal 137, CEP: 59625-900, Mossoró, RN. e-mail: [email protected]

Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar o microclima no interior de um aprisco localizado em uma região semi-árida, com base na carga térmica radiante (CTR) e quantificar a CTR ao longo do dia, encontrando a hora do dia em que esta se localiza no ponto máximo. Os resultados mostram que quanto mais próximo ao meio dia (10:30 h às 14:30 h), maior era a CTR local, indicando que os níveis de radiação que chegam à superfície terrestre, em regiões de baixa latitude, são maiores nestes horários. A CTR à sombra apresentou pequena variação ao longo do dia, onde seu valor máximo foi de apenas 541,25 W/m2 às 13:45 h, diferentemente da CTR ao sol, que apresentou uma ampla variação ao decorrer do dia, alcançando seu pico às 12:45 h com 1196,63 W/m2. Os resultados encontrados mostram que a cobertura do aprisco conseguiu reduzir em média 45,55% a CTR no interior da instalação. Com isso, o fornecimento de sombra aos animais em regiões de baixa latitude se torna indispensável, pois a elevada CTR causa desconforto térmico e, conseqüentemente, redução no desempenho produtivo dos animais.

Palavras–chave: ambiente térmico, baixa latitude, carga térmica radiante

Evaluation of the microclimate inside a located fold in a semi-arid region

Abstract: The objective of this work was to evaluate the microclimate inside a located fold in a semi-arid area, with base in the radiant thermal load (CTR) and to quantify CTR along the day, finding the hour of the day in that this he/she is located in the maximum point. The results show that the more close to the half day (10:30 h to 14:30 h), adult was local CTR, indicating that the radiation levels that arrive to the terrestrial surface, in areas of low latitude, are larger on these schedules. CTR to the shade presented small variation along the day, where your maximum value was from only 541,25 W/m2 to 13:45 h, differently of CTR in the sun, that it presented a wide variation when elapsing of the day, reaching your pick to 12:45 h with 1196,63 W/m2. The found results show that the covering of the fold got to reduce 45,55% on average CTR inside the installation. With that, the shade supply to the animals in areas of low latitude becomes indispensable, because high CTR causes thermal discomfort and, consequently, reduction in the productive acting of the animals.

Keywords: thermal environment, low latitude, radiant thermal load

IntroduçãoA região semi-árida, situada em uma região de baixa latitude, é caracterizada por variáveis

meteorológicas que impedem com que os animais de interesse zootécnico demonstrem os seus caracteres produtivos, dando destaque às altas temperaturas ambientes e, principalmente, os elevados índices de radiação térmica. A radiação térmica incidente pode ser evitada se for fornecido sombreamento aos animais. Essa proteção contra a radiação solar direta, segundo Costa (1982), pode ser obtida com o uso de coberturas com alto poder reflectivo, uso de isolantes térmicos e uso de materiais de grande inércia térmica.

Bond et al. (1976), afirmou que o sombreamento pode reduzir cerca de 30% ou mais a carga térmica radiante (CTR) incidente sobre o animal e esta redução depende do material de

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cobertura utilizado para promover o sombreamento. A carga térmica radiante (CTR) expressa a radiação total recebida pelo globo negro proveniente ao seu redor (ESMAY, 1982). Conforme Silva et al. (1990), o mais importante nas instalações é diminuir o balanço de energia entre o animal e o meio, até um limite de otimização, sendo a CTR um dos principais componentes. Com isso, o objetivo deste trabalho foi avaliar o microclima no interior de um aprisco localizado em uma região semi-árida, com base na carga térmica radiante (CTR) e quantificar a CTR ao longo do dia, encontrando a hora do dia em que esta se localiza no ponto máximo.

Material e MétodosO trabalho foi desenvolvido no sítio Pau D’Arc, localizado na zona rural do município de

Mossoró/RN, localizada à latitude 05º11’S e longitude 037º22’W. Pela classificação de Thornthwaite, a região apresenta clima do tipo semi-árido, com pouco ou nenhum excesso de água durante o ano. A média anual de precipitação é de aproximadamente 679 mm. A média anual de temperatura é de aproximadamente 27,5 ºC, sendo que o mês mais quente é dezembro, com média de 28,5 ºC, e o mês mais frio é julho, com média de 26,5 ºC. As temperaturas máximas e mínimas do ar têm valores médios iguais a 33,3 e 22,7 ºC respectivamente.

A coleta de dados foi realizada no mês de novembro, tendo início às 8:30 h e término às 16:30 h. Os dados foram coletados a cada 15 minutos e anotados em uma planilha. A temperatura do ar (TA; ºC) e a velocidade do vento (Vv; m.s-1) foram medidas com um termo-anemômetro digital modelo Alnor APM-360. A umidade relativa do ar (UR;%), foi medida com um termo-higrômetro digital modelo HT-300. A temperatura do globo (TG; ºC), nos dois ambientes, foi medida utilizando dois termo-sensores modelo S-03K introduzido tanto no globo negro localizado no interior do aprisco quanto no globo negro exposto à radiação solar direta. A temperatura do globo entrará no cálculo da temperatura radiante média (TRM) que pode ser estimada utilizando a equação proposta por Silva (2000):

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14

AGRM

T)TT(T

G

GGGh

onde G = 0,95 é a emissividade do globo negro, TG (K) é a temperatura do globo negro, TA (K) é a temperatura do ar, =5,67051x10-8 W.m-2.K-4 é a constante de Stefan-Boltzman e hG (W.m-2.K-1) é o coeficiente de convecção do globo negro. Sendo assim, a carga térmica radiante apresenta-se:

4. RMTCTR

Os dados foram analisados pelo método dos quadrados mínimos em um delineamento em blocos ao acaso utilizando o software Statistical Analysis System (SAS), sendo o dia o bloco, em um esquema de sub-parcelas, sendo a hora de coleta a sub-parcela. O modelo deste delineamento apresenta-se:

ijklikkijjiijkl eIhIdauY

Onde a é o efeito fixo do i-ésimo ambiente de coleta (i= 1, 2), d é o efeito fixo do j-ésimo dia de coleta (j= 1, 2), Iij é o efeito da interação entre o i-ésimo ambiente com o j-ésimo dia de coleta, h é o efeito fixo da k-ésima hora de amostragem (k= 1,..., 33), Iik é o efeito da interação entre o i-ésimo ambiente com a k-ésima hora de amostragem, u é a média paramétrica e e é o erro aleatório.

Resultados e DiscussãoOs resultados da carga térmica radiante (CTR), em função dos dois ambientes e do

horário de coleta de dados, estão apresentados na forma de valores médios na Tabela 2. Houve efeito significativo dos tratamentos (ambientes) para todas as variáveis. As horas de medição influenciaram significativamente todas as variáveis analisadas. Esses resultados mostram que quanto mais próximo ao meio dia (10:30 h às 14:30 h), maior é a CTR local, indicando que os níveis de radiação que chegam à superfície terrestre, em regiões de baixa latitude, são maiores nestes horários. Com estes resultados, entende-se que o meio mais econômico de ajudar um

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animal a manter o balanço de energia térmica é controlar a entrada de radiação nas instalações. As elevadas cargas de radiação térmica são substancialmente reduzidas com telhados que minimizem a incidência de radiação solar direta.

Tabela 1. Resumo das médias da Carga Térmica Radiante (W/m2) ao logo do dia nos dois ambientes, sol e sombra.

A figura 1 mostra a variação da CTR ao longo das horas do dia nos dois ambientes, sol e sombra. Observou-se que a carga térmica radiante à sombra apresentou pequena variação ao longo do dia, onde seu valor máximo foi apenas de 541,25 W/m2 às 13:45 h, diferentemente da CTR ao sol, que apresentou uma ampla variação ao decorrer do dia, alcançando seu pico às 12:45 h com 1196,63 W/m2.

Os resultados encontrados mostram que a cobertura do aprisco conseguiu reduzir em média 45,55% a CTR no interior da instalação. Com isso, verificou-se que fornecer sombreamento nesse tipo de instalações se faz necessário devido aos elevados índices de radiação solar em regiões tropicais, mais precisamente no semi-árido. Os resultados da CTR mostram claramente que fornecer sombra, natural ou artificial, é indispensável para que os animais possam expressar, ao máximo, seus caracteres produtivos.

Figura 1 variação da carga térmica radiante ao longo das horas do dia nos dois ambientes, sol e sombra, e temperatura do globo negro ao longo do dia ao sol.

ConclusõesA carga térmica radiante é um excelente parâmetro para avaliar o microclima no interior de

instalações zootécnicas, visto que, no semi-árido, a principal variável meteorológica é a elevada carga de radiação térmica. Com isso, o fornecimento de sombra aos animais em regiões de baixa latitude se torna indispensável, pois a elevada CTR causa desconforto e redução no desempenho produtivo dos animais.

AmbienteHora

8:30 10:30 12:30 14:30 16:30

Sol 651,61 1022,65 1196,63 1160,17 630,80

Sombra 501,40 511,01 513,83 526,51 487,87

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Literatura citadaBOND, T.E.; NEUBAUER, L.W.; GIVENS, R.L. The influence of slope and orientation on

effectiveness of livestock shades. Transaction of the ASAE, 19(11):134-6. 1976.COSTA, E.C. 1982. Arquitetura ecológica: condicionamento térmico natural. São Paulo:

Edgard Blücher. 264p.ESMAY, M.L. Principles of animal environment. Westport: Avi, 1982. 325p.SILVA, I.J.O.; GHELFI FILHO,K.; CONSIGLERO, F.R. Materiais de cobertura para instalações

animais. Engenharia Rural, Piracicaba, v.1, n.1, p.51-60. 1990.SILVA, R.G. Introdução à Bioclimatologia Animal. São Paulo: Nobel, 285p, 2000.STATISTICAL ANALYSES SYSTEM – SAS. SAS user`s guide: statistics, Cary: 2001. 956p.