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Tipo: Tese
Título: Partial surface wetting to relieve acute thermal stress of laying hens
Molhamento superficial parcial para alívio de estresse térmico agudo em galinhas poedeiras
Autor(es): Yanagi Junior, Tadayuki
Abstract: A control and measurement system was developed for studying physiological responses of poultry to thermal challenges and means of thermal stress relief. The system features automatic control of air temperature (t a,SP ±0.2 oC) and relative humidity (RH SP ± 2 %); manual setting of air velocity (V SP ± 0.1 m· s -1 ); and continuous recording of thermographs (i.e., core body temperature (t b ) of the animal. surface temperature, t surf ) and The controlled thermal conditions in the animal-occupied zone (AOZ) are achieved through operation of a small wind tunnel (V = 0 to 1.5 m· s -1 ) inside a t a - and RH-controlled environmental room (5 m L × 3.5 m W × 3.0 m H). Target t a and RH values are achieved by controlling auxiliary heaters and humidifiers in two stages via a programmable measurement and control module and peripherals. Thermographs (0.06°C discernability) are acquired with an infrared (IR) imager whose operation is remotely controlled by a PC. Core body temperature (t b , ±0.1°C) is recorded with a surgery-free telemetric sensing unit that is also interfaced with a PC. In addition, a video monitoring system is used to observe and archive animal behaviors. The instrumentation developed was used in an experiment to establish empirical equations to describe the need of partial surface wetting for cooling laying hens (Hy-Line W-98, 34 ±1 wk old) subjected to a range of thermal stress conditions. The thermal exposures consisted of a factorial combination of 3 dry bulb temperatures (t db ) (35, 38 and 41 °C) × 2 dew point temperatures (t dp ) (21.1 and 26.7 ° C) × 3 air velocities (V) (0.2, 0.7 and 1.2 m· s - ). The environmental conditions were expressed as 18 combinations of air vapor pressure deficit (VPD air ) × V. The water necessary to limit hen surface temperature from rising was expressed in terms of sprinkle interval (SI 10 , min) for a constant spray dosage (10 ml· spray -1 ) or evaporation rate (ER, ml· min -1 ) of the sprayed water. ER was directly proportional to VPD air · V . The relationships may serve as the basis for optimizing an intermittent partial surface cooling system for thermal stress relief of caged layers. Also from the study, a thermal discomfort index (TDI) was derived based on physiological responses, surface temperature (t surf ) and core body temperature (t b ) of the control (non-cooled) hens. Based on t b rise after 50 min of thermal exposure (Δt b,50 ), TDI related to VPD air and V as: TDI = -15.17 + 18.62 (t db ) n – 0.92· (VPD air · was V ) n . Using TDI, four zones of thermal discomfort (safe, alert, danger, and fatal) were defined for various combinations of thermal conditions. Furthermore, theoretical transient heat and mass transfer model was proposed to predict Δt b,50 as a function of environmental conditions, physiological responses of the hens and surface wetness level (β). The model provides a convenient, interactive tool for determining Δt b,50 on wetted and non-wetted hens for t db ranging from 35 to 38 °C.
Um sistema de medição e controle foi desenvolvido para o estudo de respostas fisiológicas de aves sujeitas a mudanças térmicas como meio de alívio de estresse térmico. O sistema faz o controle automático da temperatura (t a,SP ±0,2 oC) e da umidade relativa do ar (RH SP ±2 %); sendo que a velocidade do ar foi controlada manualmente (V SP ±0,1 m· s -1 ); e contínuo armazenamento das termografias (ex., temperatura superficial, t surf ) e da temperatura corporais (t b ) dos animais. As condições térmicas controladas na zona de ocupação animal (AZO) são atingidas pela operação de um pequeno túnel de vento (V = 0 to 1,5 m· s -1 ) colocado no interior de uma sala ambiental com t a e RH controlados (5,0 m comprimento × 3,5 m largura × 3,0 m altura). Os valores desejados de t a e RH foram alcançados por meio de aquecedores e umidificadores controlados em dois estágios via um módulo de controle e medição programável, e periféricos. Termografias (discernabilidade de 0.06°C) são adquiridas com uma camera infravermelho cuja operação é controlada remotamente por um PC. t b (±0.1°C) é armazenado em uma unidade de telemetria, sem a necessidade de intervenção cirurgica, que também é conectado a um PC. Em adição, um sistema de video tem sido usado para observar e arquivar os comportamentos do animal. A instrumentação desenvolvida foi usada em um experimento para ajustar equações empíricas para descrever as necessidades de molhamento parcial da superfície em galinhas poedeiras (Hy-Line W98, com 34 ± 1 semanas) sujeitas a condições de estresse térmico. A água necessária para limitar o aumento da temperatura superficial das galinhas foi expressada em termos de intervalo de aspersão (SI 10 , min) para uma dosagem constante (10 ml· aspersão -1 ) ou para uma taxa de evaporação (ER, ml.min -1 ) de água aspergida. As exposições térmicas consistiram de uma combinação fatorial de 3 temperaturas de bulbo seco (t db ) (35, 38 e 41 °C) x 2 temperaturas de ponto de orvalho (t dp ) (21,1 e 26,7 °C) x 3 velocidades do ar (V) (0,2, 0,7 e 1,2 m· s -1 ). As condições ambientais foram expressas como 18 combinações de déficit de vapor de pressão do ar (VPD air ) x V. ER foi diretamente proporcional ao produto VPD air · V . As relações podem servir como a base para a otimizar o sistema de resfriamento superficial intermitente para alívio de estresse térmico em galinhas criadas em gaiolas. Ademais, um índice de desconforto térmico (TDI) foi derivado com base nas respostas fisiológicas, temperatura superficial (t surf ) e temperatura corporal (t b ), de galinhas sujeitas a exposições térmicas. Com base no aumento da t b aos 50 min de exposição térmica (Δt b,50 ), um TDI foi relacionado ao VPD air e a V da seguinte forma: TDI = -15.17 + 18.62 (t db ) n – 0.92 · (VPD air · V ) n . Usando TDI, quatro zonas de desconforto térmico (segura, alerta, perigo e fatal) foram definidas para as várias combinações de condições térmicas. Um modelo teórico de transferência de calor e massa em regime transiente também foi proposto para predizer Δt b,50 em função das condições ambientais, das condições fisiológicas das aves e do nível de molhamento (β). O modelo proporciona uma ferramenta conveniente e interativa para determinar Δt b,50 nas galinhas submetidas ou não ao molhamento superficial para t db variando de 35 a 38 °C.
Palavras-chave: Poultry
Laying hens
Thermal stress
Physiological responses
Partial surface wetting
CNPq: Ciências Agrárias
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Titulação: Doutor em Engenharia Agrícola
Citação: YANAGI JUNIOR, Tadayuki. Partial surface wetting to relieve acute thermal stress of laying hens. 2002. 93 f. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2002.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/11515
Data do documento: 28-Fev-2002
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