Inovações Técnológicas na Bioclimatologia

8/14/2019 Inovaes Tcnolgicas na Bioclimatologia

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Inovaes tecnolgicas na bioclimatologia animal visandoaumento da produo animal: relao bem estar

animal x clima

por Tadayuki Yanagi Junior

1.INTRODUO

A produo animal e de derivados animais de grande importncia para o

agronegcio brasileiro, sendo fonte relevante de divisas para o pas. O Brasil possui

grande potencial de crescimento das fronteiras mercadolgicas, principalmente

devido aos progressos tecnolgicos nas reas de gentica, nutrio, manejo e

sanidade, que transformam a produo animal e de derivados animais em grande

empreendimento econmico provedor de protena animal, na forma de carne e ovos

para a populao.

Neste contexto insere-se a bioclimatologia, cincia que estuda as relaes

entre os animais e o clima, sendo necessrio, portanto, informaes precisas sobre

o clima e animais, abrangendo o conhecimento dos elementos meteorolgicos, das

respostas fisiolgicas e comportamentais dos animais, visando sempre a garantia

do bem-estar animal e aumento de sua produtividade.

Dentre as informaes climticas mais importantes para a caracterizao

do ambiente de produo animal, pode-se destacar o conhecimento da temperatura

de bulbo seco (tbs), umidade relativa (UR), velocidade (v) do ar, radiao solar eprecipitao.

Condies climticas inadequadas produo causam reduo no

desempenho produtivo e reprodutivo dos animais. Especialmente em regies

tropicais e subtropicais, um dos desafios a ser considerado para o sucesso da

produo animal a reduo dos efeitos climticos, sendo que para isto, torna-se

necessrio caracterizar o ambiente trmico.

Diante das adversidades climticas aos quais os animais esto sujeitos, o

constante aprimoramento do conhecimento entre as relaes animal e clima, tem

levado a avanos significativos na bioclimatologia animal, visando o bem-estar dos

animais e, conseqentemente, o aumento de produtividade. Diversos estudos

foram desenvolvidos visando o estudo dos efeitos das condies climticas sobre os

animais, para aves (CURTIS, 1983; DESHAZER & BECK,1986; SUK e WASHBURN,


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1995; MEDEIROS, 2001), sunos (CURTIS, 1983; SALES et al., 2006) e bovinos

(CURTIS, 1983; YOUSEF, 1985; MLLER, 1989).

Com base no exposto, o objetivo deste trabalho foi apresentar informaes

sobre os avanos tecnolgicos na bioclimatologia animal visando aumento de sua

produo, correlacionado bem-estar e clima.

2. EFEITOS DO AMBIENTE TRMICO SOBRE OS ANIMAIS

2.1. Conforto e desconforto trmico

O sucesso da produo animal depende, entre outros fatores, da reduo

dos efeitos climticos sobre os animais, sendo necessrio portanto, a caracterizao

do ambiente trmico.

O ambiente trmico, normalmente, engloba os efeitos da radiao solar,

temperatura de bulbo seco do ar (tbs), velocidade do ar (v), umidade relativa (UR) e

temperatura efetiva (tef) (FALCO, 1997; BAETA e SOUZA, 1997), e seus efeitos

sobre os animais podem ser avaliados por meio do comportamento e das respostas

fisiolgicas.

As caractersticas trmicas de uma regio so geralmente avaliadas pela tbs,

a qual varia com a altitude local, a proximidade do mar e com o paisagismo, alm

da movimentao de massas de ar que fazem com que haja oscilao,

possibilitando desta forma, a determinao de ndices indicativos que caracterizamas regies. Assim, a tbs uma das principais variveis para caracterizao trmica

de uma regio, destacando-se pela facilidade de medio e pela disponibilidade

para diversas localidades brasileiras.

Sabendo-se que a produo animal o resultado do potencial gentico das

espcies e conhecendo-se sua interao com a nutrio, sanidade, manejo e fatores

ambientais, verifica-se que muitos animais no conseguem expressar todo o seu

potencial produtivo sob as condies adversas do meio em que vivem. Assim, o

ambiente constitui-se em um dos responsveis pelo sucesso ou fracasso dosempreendimentos, uma vez que pode ser definido como a soma dos impactos dos

meios biolgicos e fsicos circundantes sobre os animais (CURTIS, 1983).

No Brasil, o principal fator de adaptao dos animais para a produo tem

sido os altos valores de tbs associados a altos valores de UR, que ocorrem em


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algumas regies, o que reduz a produtividade de algumas espcies estabelecidas,

quando comparados aos nveis de produo em climas subtropicais e temperados.

Portanto, de todas os fatores que afetam o ambiente, o clima , sem dvida,

o mais importante, sendo que a eficincia produtiva e reprodutiva de qualquer

animal se relaciona com estmulos aos ambientes onde vivem. Contudo existe, paracada espcie, uma faixa de condies ambientais, denominada zona de conforto

trmico, na qual o animal apresenta os melhores resultados com o menor gasto

energtico e mnimo esforo dos mecanismos termorregulatrios, possibilitando

melhor converso alimentar, rpido crescimento corporal e menor mortalidade

(CURTIS, 1983).

2.2. Ambiente trmico vs produtividade

O setor agropecurio brasileiro tem obtido grande destaque na economianacional, tendo grande importncia como instrumento de gerao de supervit na

balana comercial brasileira. Fatores como a globalizao, o aumento da

concorrncia e a exigncia crescente dos consumidores com relao qualidade

tm levado os produtores a investir cada vez mais no sentido de otimizar a

produo.

Neste contexto, grandes investimentos tm sido feitos para aumentar a

produtividade e o bem-estar dos animais, principalmente nas reas de

melhoramento gentico, nutrio, manejo e sanidade. Entretanto, para que as aves

possam expressar todo o seu potencial gentico, torna-se indispensvel, tambm, o

desenvolvimento de outras reas envolvidas na produo, como o ambiente de

criao. Desta forma, para se garantir o mximo de produtividade imprescindvel

um elevado potencial gentico, aliado a uma alimentao com nvel nutricional

adequado, em ambiente assptico e termicamente ajustado s necessidades dos

animais.

2.2.1. Temperatura do ar

A tbs o principal elemento climtico condicionante para o conforto trmico efuncionamento geral dos processos fisiolgicos, por envolver a superfcie corporal

dos animais, afetando diretamente a velocidade das reaes que ocorrem no

organismo e influenciando a produo animal.

Assim, o conhecimento das temperaturas mdias, mximas e mnimas de

determinada regio fundamental para o projeto e manejo de instalaes para


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produo animal. A escolha dos materiais construtivos mais adequados, a definio

do tipo de ventilao a ser adotada, bem como a verificao da necessidade de se

usar algum tipo de sistema de resfriamento evaporativo so exemplos a serem

citados.

A faixa de temperatura de conforto trmico ou zona termoneutra, varia deacordo com a espcie e sua constituio gentica, idade, peso e tamanho corporal,

estado fisiolgico, dieta alimentar, exposio prvia ao calor (aclimatao),

variao da tbs e UR, v e radiao incidente no ambiente de criao (CURTIS, 1983;

TEETER, 1990).

FABRCIO (1994) cita as seguintes temperaturas ambientais como sendo as

ideais para frangos de corte do nascimento ao abate (Quadro 1).

Quadro 1. Temperaturas ambientais ideais para frangos de corte, de acordo com afase de criao.Manual Cobb de frangos de corte Sadia-Concrdia S/A

Idade (dias)Temperatura

(C)Idade (dias)

Temperatura(C)

1 7 35 1 3 31

8 14 32 4 7 28

15 21 29 8 14 26

22 28 27 15 21 24

29 35 24 22 30 23

35 abate 21 31 abate 21Fonte: FABRCIO (1994).

A zona de conforto trmico para aves a partir da segunda e terceira

semanas de vida oscila entre tbs de 15C e 26C, para valores de UR de 50% a

70%, segundo YOUSEF (1985), estando de acordo com os limites sugeridos para

frangos de corte adultos que variam de 15C a 25C (MILLIGAN e WINN, 1964;

REECE et al., 1986; CURTIS, 1983; ESMAY e DIXON, 1986 e TIMMONS e GATES,

1988), podendo variar em funo da sua constituio gentica, idade, sexo,

tamanho corporal, peso, dieta e exposio prvia ao calor (aclimatao), conforme

citado anteriormente.

De acordo com SILVA (2000), frangos de corte so muito sensveis a

temperaturas elevadas por serem animais que no se ajustam perfeitamente aos

extremos de temperatura, por possurem alto metabolismo e por terem grande

capacidade de reteno de calor atravs da sua cobertura corporal. Portanto, em

situaes de grande amplitude trmica, as aves tm sua sobrevivncia ameaada,


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particularmente acima de 38C e sob condies de alta UR. Nessas situaes, as

aves diminuem o ganho de peso e a eficincia de converso alimentar. MEDEIROS

(2001) cita as provveis conseqncias das variaes da temperatura sobre o

comportamento produtivo das aves (Quadro 2).

Quadro 2. Influncia da temperatura do ar (tbs) sobre a produtividade de aves.tbs (C) Conseqncias

< 10 Reduo no ganho de peso e na eficincia alimentar;10 a 21 Eficincia alimentar permanece afetada;

20 Elevao da UR no interfere na perda de calor por evaporao;15 a 26 Melhor eficincia alimentar e ganho de peso;

20 Ideal para ganho de peso de aves de corte. Cada 1C a mais entre 21 e30oC e 32 a 38oC implica em decrscimo na ingesto alimentar de 1,5 e4,6%, respectivamente;

29 a 32 Consumo alimentar diminui; ganho de peso baixo;32 a 35 Consumo alimentar diminui; ganho de peso baixo. Consumo alimentar

continua decrescente. O consumo de gua passa a ser superior ao dobrodo normal; nesta faixa de temperatura ambiente a temperatura interna

da ave comea a aumentar;35 a 38 Prostrao por calor: medidas emergenciais so necessrias para oresfriamento das aves. A luta pela sobrevivncia o interesse maiornessa faixa de temperatura.

Fonte: MEDEIROS (2001).

SUK e WASHBURN (1995) observaram, em estudos com aves de 4 a 7

semanas, que o ganho de peso e consumo alimentar foram maiores quando

mantidas sob tbs de 21,1C, em comparao ambientes de 26,7C.

Para os bovinos adultos de raas europias, a zona de conforto trmico est

compreendida pelo intervalo de 1 a 16C, enquanto NS (1989) e YOUSEF(1985), citam a faixa de 13 a 18C para a maioria dos ruminantes, sendo de 4 a

24C para vacas em lactao ou, em funo da UR e da radiao solar, se restringir

ao intervalo de 7 a 21C. Esta faixa de temperatura est prxima ao intervalo

reportado por HUBER (1990) e citado por BACCARI (1998), que de 4 a 26C.

De acordo com MLLER (1989), as raas bovinas europias diminuem o

potencial de crescimento quando submetidas temperatura constante acima de

24oC, e os efeitos se agravam para temperaturas de 29 a 32oC, pois praticamente

cessa o aumento de peso; em temperaturas acima de 41o

C sobrevm a prostrao,especialmente se a UR alta.

Em relao ao crescimento ps-natal, a estao em que ocorre o nascimento

afeta as crias em lactao, que dependem tanto do meio circundante, quanto dos

fatores ambientais impostos me, refletidos na quantidade de leite. Para sunos,


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com estes autores, as trocas trmicas entre o animal e o meio, no so afetadas

nesse intervalo de UR.

Para sunos, o intervalo de UR ideal de 50% a 70% (ESMAY, 1982; NS

et al. 1995 e 1998). Com relao aos bovinos, cerca de 75% da troca de calor

corporal com o ambiente, se faz por meio da conduo, da conveco e daevaporao, sendo importante, portanto, que a UR no ultrapasse 70% (NS,

1989).

2.2.3 velocidade do ar

A velocidade do ar influencia positivamente na condio de conforto dos

animais, auxiliando-os na manuteno de sua produtividade. Assim, a partir do

conhecimento das necessidades ambientais das espcies, do tipo de manejo, clima

local e das caractersticas da tipologia construtiva, pode-se projetar o sistema de

ventilao natural ou artificial para atendam s necessidades de ventilao para os

animais.

A renovao do ar no interior da instalao permite a reduo da

transferncia de calor da cobertura, facilitando as trocas de calor corporal por

conveco e evaporao (BAETA e SOUZA, 1997), diminui o excesso de umidade

ambiente e de outros gases como NH3,CO2 e H2S, advindos da cama, da respirao

e dos excrementos, evitando as doenas pulmonares.

Para as aves adultas, a velocidade do ar mxima recomendada de

aproximadamente 0,2 m s-1 no inverno e 0,5 m s-1 no vero, segundo estudos de

LLOBET e GONDOLBEU (1980), VAQUERO (1981) e CURTIS (1983). Contudo, esse

limite pode ser menor para as aves mais jovens, para evitar a ocorrncia de

doenas pulmonares (CURTIS, 1983).

Estudos realizados por YOUSEF (1985) e MEDEIROS (2001), sobre a

influncia do ambiente trmico na produtividade de frangos de corte entre a 4 e a

6 semanas de idade, verificaram que as faixas de tbs, UR e v que resultam em

maior desempenho, ocorrem entre 21 e 27C, 50 e 70% e 0,5 e 1,5 m s -1,respectivamente.

Dessa maneira, quando a ventilao natural for insuficiente, a utilizao de

sistema de ventilao artificial torna-se importante para garantir nveis adequados

de qualidade do ar, atuando positivamente na promoo do conforto trmico.


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Diversos autores mostram o efeito atenuante da ventilao sobre o

desconforto trmico para aves (MEDEIROS, 2001; YANAGI JUNIOR et al., 2001 a e

b; YANAGI JUNIOR, 2002).

Com relao aos sunos, de acordo com BENEDI (1986), citado por SILVA

(1999), a velocidade do ar recomendada para leites de 0,1 a 0,2 m s -1 e paraanimais adultos, de 0,1 a 0,3 m s-1, estando associada preveno de doenas,

como a pneumonia.

Para bovinos, HAHN (1982), sugere para uma melhor produo leiteira em

climas quentes, que a v seja aproximadamente de 8 m s-1.

2.3. Quantificao do ambiente trmico

Desde que foram reconhecidas as diferenas, entre os animais, quanto

capacidade de enfrentar as variaes climticas do meio em que vivem, tm sido

feitas tentativas para que se estabeleam critrios de classificao dos diversos

ambientes e combinaes de fatores que proporcionem conforto trmico aos

animais. Neste contexto, diversos ndices do ambiente trmico tm sido

desenvolvidos, englobando em um nico parmetro, o efeito conjunto dos

elementos meteorolgicos e do ambiente.

Dentre os mais simples, aqueles que envolvem um menor nmero de

variveis, o ndice de temperatura e umidade (ITU) tem se destacado, por englobar

apenas os efeitos da tbs e UR. Exemplos do desenvolvimento destes ndices so o

ITU desenvolvido por THOM (1959) e DESHAZER & BECK (1986) (equaes 1 e 2,

respectivamente).

ITUThom = tbs + 0,36 . tpo + 41,5 (1)

ITUD&B = 0,6 . tbs + 0,4 . tbu (2)

em que,

tbs = temperatura de bulbo seco (C),

tpo = temperatura do ponto de orvalho (C),

tbu = temperatura de bulbo mido (C).


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Para frangos de corte, valores de ITUThom menores que 74, configuram

conforto trmico para o animal; entre 74 e 79, representam situaes de alerta

para os produtores e perigo para a produo; entre 79 e 84 indicam situaes de

perigo com possibilidades de ocorrncias de perdas na produo e, valores acima

de 84 configuram situaes de emergncia, sendo necessrias providncias

urgentes para se evitar a perda do plantel (NSCR, 1976). Por sua vez, um grau de

desconforto trmico brando foi verificado para vacas holandesas para ITUThom

variando de 72,3 a 74,4 (AGUIAR et al., 2005).

SALES et al. (2006) avaliaram as variveis de desempenho reprodutivo de

fmeas sunas submetidas a diferentes temperaturas e umidades. Foram analisados

dados reprodutivos relativos a um perodo de quatro anos (2000 a 2003), de uma

granja com 1.650 matrizes. Os autores verificaram que a zona de

termoneutralidade (61


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nmero de horas de ocorrncia e o nvel de intensidade de ITU (HAHN e MADER,

1997).

Apesar do ITU ainda ser muito utilizado, principalmente nos pases de clima

temperado, onde as instalaes zootcnicas possuem bom isolamento trmico,

tem-se buscado incorporar a velocidade do ar ao ITU, em estudos das condies dedesconforto por calor.

Recentemente, YANAGI JUNIOR et al. (2001) e TAO e XIN (2003)

desenvolveram o ndice de temperatura, umidade e velocidade do ar (ITUV) para

galinhas poedeiras e frangos de corte, respectivamente, sujeitos condio aguda

de desconforto trmico por calor (equaes 3 e 4, respectivamente).

(3)

(4)

em que,

, sendo PWS.(tdb)a presso de saturao de

vapor calculado em funo da tbs, (kPa).

v = velocidade do ar (m s-1).

Outros ndices incorporando tbs, UR e v tm sido desenvolvidos. A equao 5

mostra o ndice ambiental de produtividade para frangos de corte (IAPfc)

desenvolvido por MEDEIROS (2001).

(5)

Valores de IAPfc de 21 a 24 (confortvel) esto associados mxima

produtividade; para valores entre 25 e 27 (moderadamente confortvel), perda de

peso da ave em torno de 1 a 5%; para valores entre 28 e 30 (desconfortvel),


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perda de 5,1 a 15%;para valores entre 31 e 34 (extremamente desconfortvel),

perda de 15,1 a 30%; e para valores acima de 35 (perigoso), perda de 30,1 a

87%.

As trocas de calor por radiao tm grande importncia na quantificao do

ambiente trmico, especialmente para instalaes que apresentam baixo ndice deisolamento trmico e animais criados em ambientes externos. Nestes casos,

recomenda-se o uso do ndice de temperatura do globo negro e umidade (ITGU),

proposto por BUFFINGTON et al. (1981), em razo de incorporar a t bs, a UR, a v e a

radiao, em um nico valor.

ITGU = 0,72 (tgn + tbu) + 40,6 (5)

em que,

tgn = temperatura do globo negro (C);

tbu = temperatura de bulbo mido (C).

Para frangos de corte TINCO (1988) constatou que valores de ITGU

superiores a 75,0, para condies de vero, provocam desconforto e agravamento

da situao de estresse a partir dos 15 dias de vida. TEIXEIRA (1983) verificou que

valores de ITGU entre 78,5 e 81,6 mostraram ser adequados ao ganho de peso e

converso alimentar para a fase de 1 a 14 dias de idade e que para frangos de

corte entre 43 a 49 dias, valores de ITGU entre 73,3 a 80,5 refletiram em aumentode 41% na converso alimentar e em reduo de 37,2% no ganho de peso.

Umas das desvantagens do uso do ITGU para se fazer o zoneamento

bioclimtico de uma determinada regio a inexistncia de medies de tgn nas

estaes meteorolgicas distribudas ao longo do pas. Desta forma, para este tipo

de estudo, o ITU ou ITUV se tornam mais fceis de serem aplicados, uma vez a t bs,

UR e v so medidas diariamente nestas estaes e compem diversos bancos de

dados disponveis on-line.

O avano no desenvolvimento no desenvolvimento dos ndices de conforto e

desconforto trmico, seja para condies crnicas ou agudas, tem propiciado

avanos significativos na definio de estratgias de controle do ambiente trmico

e de manejo dos animais quando criados em ambientes externos, seja no

dimensionamento de sistemas de ventilao e resfriamento, bem como na


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definio de estruturas de sombreamento artificial ou na definio da vegetao

em ambientes externos (piquetes).

3. INOVAES TECNOLGICAS NA BIOCLIMATOLOGIA

3.1. Dados meteorolgicos

Os dados meteorolgicos servem como base para estudos realizados na

rea de bioclimatologia. Desta forma, a sua disponibilidade, qualidade e distribuio

espacial na regio a ser analisada so importantes para o desenvolvimento destes

estudos. Alm dos dados oriundos de estaes meteorolgicas, outra fonte passvel

de ser utilizada em estudos bioclimatolgicos so aqueles originados de sensores

orbitais (satlites), que tm a vantagem de cobrirem maior rea, porm com

perodo de coleta curto.

Alguns bancos de dados meteorolgicos esto disponveis, como os dados

do Projeto Re-anlise do National Centers for Environmental Prediction (NCEP) e do

National Center for Atmospheric Research (NCAR), que envolvem dados de

estaes superficiais, bales, aeronaves, navios, satlites, dentre outros. Esse

projeto trabalha com revises, ou re-anlises, dos dados coletados em dcadas

anteriores possibilitando, por meio de programas computacionais e sistemas de

assimilao e coletas em tempo real, a correo de possveis erros e o controle da

qualidade dos dados utilizados em pesquisas e monitoramento climtico. Estes tipos

de dados tm sido usados por alguns autores em estudos envolvendo ambincia

animal e humana (SILVA, 2003; OLIVEIRA, 2004; SILVA 2006)

Normalmente, os dados meteorolgicos esto disponveis para algumas

horas do dia, necessitando assim, de interpolaes para obteno de valores

mdios horrios para estudo das condies de conforto dos animais ao longo do

dia. Exemplos de mtodos de interpolao podem ser obtidos em ZOLNIER (1996)

e CAMPBELL e NORMAN (1998).

Um dos usos dos dados meteorolgicos na rea de bioclimatologia a

gerao de mapas temticos usados no zoneamento bioclimtico de diversasregies e para diversas espcies animais.

CABRAL (2001) utilizou um banco de dados de elementos climticos (de

1960 a 1978), as Normais Climatolgicas do INMET (1992) para o perodo de 1961

a 1990 e programa Arcview para gerar mapas de iso-ITU, calculados pela equao

de THOM (1959), para a Regio Sudeste do Brasil e classificar o nvel de estresse


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trmico para a regio, alm de contabilizar a mdia diria de horas de exposio ao

estresse para a pecuria leiteira. OLIVEIRA (2004) estudou o efeito do clima, por

meio do ndice de temperatura e umidade (ITU), no conforto trmico animal e

humano para a Regio Sudeste do Brasil utilizando dados de Re-anlise do

NCEP/NCAR.

3.2. Medies

Com o desenvolvimento dos equipamentos utilizados para medio dos

elementos meteorolgicos e para quantificao das respostas fisiolgicas dos

animais, foi possvel obter dados mais freqentes e com preciso superior, sendo

facilitada ainda, a forma de aquisio.

Enquanto um termmetro de mercrio, usado na medio da temperatura do

ar ou temperatura retal de um animal, possui preciso de 1C, sensores RTDpodem atingir valores de preciso da ordem de 0,03C, respectivamente. Este

aumento na preciso permite a obteno de resultados mais confiveis e que

possibilitam correlacionar melhor ambiente trmico e resposta de um determinado

animal, possibilitando classificaes mais realsticas da sua condio em relao ao

clima. Para a umidade relativa do ar, enquanto um hidrgrafo microprocessado

possui preciso de 5% (entre 30 a 90% de UR), respectivamente, um sensor de

UR porttil acoplado a um registrador possui preciso da ordem 2% (10 a 95%).

Recentemente, com os avanos obtidos na tecnologia wireless, sensores tm

sido acoplados a transmissores de dados via telemetria, possibilitando a recepo

prxima ao animal, porm sem contato fsico entre sensor e registrador, ou

distante, com a adoo de transferncia de dados por meio de radiofreqncia,

telefonia, etc.

Apesar de ainda ser uma tecnologia com pouca aplicao em

monitoramentos de campo, a tecnologia de biosensores uma alternativa

promissora em relao s tcnicas convencionais de medio. Os biosensores so

aparelhos analticos compactos (alguns tm dimenso 0,6 mm), que incorporam

elementos sensores biolgicos ou biomimticos, ou seja, que imitam organismos

vivos. Estes so conectados a um sistema transdutor, que mede uma variao de

pH, por exemplo, amplifica o sinal e faz o processamento para determinao da

varivel desejada (Figura 1). O processamento pode envolver tcnicas matemticas

avanadas, como a lgica fuzzy ou redes neurais, dentre outras. O princpio de

deteco se baseia na ligao especfica do elemento de interesse ao elemento


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complementar de bio-reconhecimento imobilizado em um meio de suporte

satisfatrio. A interao especfica resulta na mudana de uma ou mais

propriedades de fsico-qumico (mudana de pH, transferncia de eltron, mudana

de massa, transferncia de calor, ganho ou liberao de gases ou ons especficos,

etc.) que, so detectadas e podem ser medidas por meio de um transdutor

(VELASCO-GARCIA & MOTTRAM, 2003).

Figura 1. Princpio de operao de um biosensor.

Os biosensores apresentam grande vantagem em relao as tcnicas

convencionais devido a sua alta especificidade e a possibilidade de ser fazer

anlises em tempo real, alm de ter alta sensibilidade, apresentar rapidez nas

medies e simplicidade de operao. Um exemplo a aplicao de biosensor paradetectar a variao de progesterona no leite de vacas com a finalidade de se

detectar o cio (PEMBERTON et al., 1998; MOTTRAM et al., 2000), permitindo assim,

a inseminao no momento correto, reduzindo custos e aumentando a eficincia

reprodutiva dos animais. Estudos similares podem ser feitos para deteco de

estresse trmico em animais por meio de biosensores com base em medies de

transferncia de calor entre o animal e o ambiente.

Os avanos obtidos at os dias atuais influenciam diretamente a produo,

uma vez que o aumento da preciso alm de garantir a medio mais realstica dasvariveis, permite o desenvolvimento de ndices de conforto ou desconforto trmico

mais preciso, com classificaes mais realsticas, principalmente nas faixas de

transio entre estados ou nveis de conforto ou desconforto trmico. Estas

informaes podem ser posteriormente utilizadas em controladores mais simples

(com base na temperatura ou umidade do ar) ou naqueles mais sofisticados, que

trabalham com algoritmos mais complexos.


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3.3. Comportamento animal

Tradicionalmente, a avaliao e controle do ambiente trmico e,

conseqentemente do conforto animais criados em condies de confinamento,

baseada em valores pr-estabelecidos de tbs e, em alguns casos, conjuga-se UR.

Entretanto, esta forma tradicional de se quantificar o estado de conforto oudesconforto ao qual um animal est submetido no suficiente para se obter as

reais necessidades dos animais (XIN & SHAO, 2005). Assim, outros fatores

necessitam ser considerados, tais como, ventilao (natural ou forada), radiao

solar, tipos de piso e suas condies, estado nutricional e de sade do animal,

dentre outros fatores que auxiliam na caracterizao do bem-estar dos animais.

Neste contexto, a anlise do comportamento do animal mais adequada, pois

envolve fatores inerentes ao prprio animal, bem como, aqueles referentes ao

ambiente ao seu redor. Neste caso, os prprios animais so usados como

biosensores, reagindo ao ambiente devido a variaes do ambiente.

At pouco tempo atrs, a forma mais utilizada para o estudo do

comportamento animal era observao visual (ABRAHAMSSON, 1996), que se

caracterizava pela subjetividade, elevado gasto de tempo e alta susceptibilidade

aos erros humanos, pois a experincia e treinamento do observador eram de

extrema importncia, bem como o seu estado fsico e psicolgico durante a fase

observacional e de classificao.

Entretanto, com os avanos na rea de desenvolvimento de hardware esoftware, outras tecnologias foram surgindo e se tornando mais acessveis, tal

como a anlise de imagens em tempo real por meio do uso de cmera, placa de

aquisio de imagens conectada a um computador e software para anlise de

imagens, ou seja, envolvendo as fases de aquisio, processamento e classificao.

Diversas pesquisas tm sido feitas utilizando a anlise do comportamento

animal por meio de imagens de vdeo para aves (DURSENBRY, 1985), sunos (GEER

et al., 1991; SHAO et al., 1997 e 1998; HU & XIN, 2000; PANDORFI, 2002; XIN &

SHAO, 2005) e bovinos (PERISSINOTTO, 2003; MATARAZZO, 2004).

XIN & SHAO (2005) desenvolveram um sistema para anlise do

comportamento de sunos em repouso com base em imagens de vdeo obtidas em

tempo real (Figura 2). O procedimento desenvolvido pode ser utilizado para o

controle de ambientes com base no comportamento animal, conforme fluxograma

mostrado na Figura 3. O processamento utilizado pelo sistema consiste na


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aquisio de imagens e sua segmentao, deteco de movimento, extrao das

caractersticas da imagem e sua classificao e, controle do sistema de

aquecimento e ventilao.

a b cFigura 2. Tela do programa para classificao da condio de conforto de sunos

mostrando trs diferentes cenrios: a) sunos em movimento classificaoinvlida, b) sunos em repouso ambiente confortvel e c) sunos em repouso

ambiente frio (XIN & SHAO, 2005).


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Figura 3. Esquema do procedimento (a) e sistema (b) para avaliao docomportamento de sunos e controle do ambiente trmico (XIN & SHAO,

2005).

Apesar do sistema desenvolvido por XIN & SHAO (2005) necessitar ser

testado em campo, para diversas condies do ambiente trmico e diferentes

animais, verifica-se o potencial desta tecnologia no controle mais eficaz de sistemas

para propiciar melhores condies de conforto aos animais.

Para aves, BARBOSA FILHO (2004) estudou o comportamento individual deaves alojadas em grupo em uma cmara climtica sob diversas condies

climticas. Para identificar cada ave, utilizou-se a marcao por meio da pintura do

dorso com uma tinta no txica. Posterior a captura e armamento, as imagens

foram analisadas visualmente (Figura 4). Estudos utilizando este nvel de tecnologia

so teis para a melhor compreenso do efeito do ambiente trmico sobre o

comportamento dos animais, que reflete no desempenho dos mesmos, porm tem

aplicao limitada para uso em condies comerciais de produo, pela

dependncia da classificao visual.


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(a) (b) (c)Figura 4. (a) Sistemas de marcao de aves por meio de cores; (b) aquisio eanlise das imagens composto por cmeras instaladas em uma cmara climtica;(C) computador equipado com placa de aquisio de dados e programascomputacionais para a aquisio e anlise de imagens (BARBOSA FILLHO, 2004).

Em um estudo anterior, FIGUEIREDO et al. (2003) desenvolveram um

algoritmo para anlise do comportamento de frangos de corte em resposta ao

ambiente trmico com base na anlise de imagens de vdeo, considerandoalojamento em baixa, mdia e alta densidade. O algoritmo desenvolvido apresentou

grande variabilidade nas classificaes quando comparado a classificao manual,

apresentado diversas inconsistncias. Os principais problemas na classificao

foram devidos ao reconhecimento de grupos contguos de aves e ao aumento da

densidade de alojamento, que dificulta a separao dos indivduos. Os autores

verificaram que o tamanho da ave e iluminncia do ambiente afetam diretamente o

desempenho do algoritmo.

Outras tcnicas que podem ser aplicadas para o estudo do comportamentoanimais so a identificao eletrnica e a vocalizao.

3.4. Modelagem matemtica

A modelagem matemtica uma ferramenta importante nos estudos

bioclimatolgicos. Simulaes computacionais feitas a partir de modelos

previamente validados permite o estudo de diversos cenrios (envolvendo variveis

relacionadas ao animal, clima, instalao, manejo, etc.) sobre a condio de

conforto de animal. Resultados destas simulaes podem envolver a determinao

de ndices de conforto ou desconforto trmico, respostas fisiolgicas e produtivas

de animais, dentre outras.

Diversos modelos matemticos tm sido propostos para predizer a

transferncia de calor e/ou massa entre o animal e o ambiente circundante

(BOUCHILLON et al., 1970; WATHEN et al., 1971; MITCHELL, 1976; MAHONEY &


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Inovações Técnológicas na Bioclimatologia