Potencialidade do uso de sistemas de resfriamento evaporativo em bovinocultura leiteira a partir de índices do ambiente térmico

Abstract

Na implementação de sistemas de produção de leite especializados, em que há exploração de vacas de alta produção e elevado investimento, é fundamental que sejam realizados estudos de avaliação e caracterização das condições locais. Esses dados são necessários ao projetar instalações para utilizar métodos de acondicionamento térmico capazes de atender a demanda térmica dos animais que serão alojados. Esses estudos, são fundamentais no Brasil, pois em grande parte do território nacional a temperatura de bulbo seco permanece elevada ao longo do ano. Nesse sentido, frequentemente é necessário utilizar técnicas de resfriamento evaporativo corporal dos animais e/ou do ar, uma vez que o estresse térmico por calor é um problema recorrente em bovinos leiteiros de alta produção, animais que normalmente são de origem europeia. Desse modo, objetivou-se nesse estudo avaliar se há potencialidade para uso da técnica de resfriamento evaporativo do ar em sistemas de produção de bovinos leiteiros de alta produção. Para tal avaliação, foram utilizadas duas variáveis que, associadas, são capazes de indicar, sob diferentes proporções, se a utilização de resfriamento evaporativo é necessária, bem como qual a sua capacidade de redução de Carga Térmica Radiante (CTR). Para realização do estudo, foram utilizados dados obtidos de estações meteorológicas automáticas do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) para os municípios de Uberlândia (MG), Luziânia (GO) e Uruguaiana (RS). Calculou-se o Índice de Temperatura e Umidade (ITU) e foram propostos dois pontos de estado de potencial de uso do resfriamento evaporativo do ar distintos. No ponto de estado 1, a CTR foi calculada com base em dados de temperatura de bulbo seco do ar e velocidade do vento, obtidos a partir das estações meteorológicas automáticas. No ponto de estado 2, a CTR foi calculada simulando condições de ventilação forçada, com velocidade do vento de 2,5 m∙s-1, e utilizando a temperatura que o ar alcançaria caso fosse resfriado a pressão constante. Com base nos pontos de estado 1 e 2, foi calculada a Variação Teórica de Umidade Absoluta (ΔUA). Para o ITU, observou-se que os três municípios apresentavam condições térmicas distintas durante o ano e que o estresse térmico foi mais frequente no período de verão. Em termos médios, o ITU em Uberlândia (72,95 ± 1,00) foi mais elevado, seguido por Luziânia (70,40 ± 0,90) e Uruguaiana (66,38 ± 1,90). Para a Variação Teórica de CTR (CAP), também foi observado tendência de crescimento e decréscimo, sendo observados valores mais baixos nos meses iniciais do ano (Verão) em Uberlândia e Luziânia. No outono, a CAP apresentou comportamento ascendente até atingir o extremo superior no inverno, cerca de 97,5 ± 14,6 W∙m- e 96,3 ± 15,0 W∙m-2 em Luziânia e Uberlândia, respectivamente. Em contrapartida, para Uruguaiana observou-se comportamento inverso, com extremo superior de CAP, cerca de 50,6±16,6 W∙m-2, obtido na primavera. Com base nos resultados de ITU e CAP retratados, constatou-se que, em termos médios, a maior potencialidade de uso de resfriamento evaporativo do ar foi obtida para Uberlândia, em que foi obtido ITU e CAP médios mais elevados, seguido por Luziânia e Uruguaiana. Por fim, a ΔUA se mostrou superior em Uberlândia (342,2 ± 78,8 g∙m-3), seguido de Luziânia (315,1 ± 73,4 g∙m-3) e Uruguaiana (199,8±59,2 g∙m-3). Palavras-chave: Carga térmica radiante. Variáveis meteorológicas. ITU. ITGU.

In the implementation of specialized dairy production systems, where high-producing cows and substantial investments are involved, it is crucial to conduct studies to evaluate and characterize local conditions. This data is necessary for designing facilities that utilize thermal conditioning methods capable of meeting the thermal demands of the animals to be housed. These studies are fundamental in Brazil because, in much of the national territory, the dry bulb temperature remains high throughout the year. In this context, it is often necessary to use techniques for the evaporative cooling of animals and/or air, as heat stress is a recurring issue in high-producing dairy cattle, which are typically of European origin. Thus, this study aimed to evaluate the potential for using air evaporative cooling techniques in high-producing dairy cattle systems. To assess this, two variables were used that, when combined, can indicate, under different conditions, whether evaporative cooling is necessary and its capacity to reduce Radiant Heat Load (RTL). For the study, data from automatic weather stations of the National Institute of Meteorology (INMET) for the municipalities of Uberlândia (MG), Luziânia (GO), and Uruguaiana (RS) were used. The Temperature and Humidity Index (THI) was calculated, and two distinct potential usage states of air evaporative cooling were proposed. In State 1, the RTL was calculated based on dry bulb temperature and wind speed data obtained from the automatic weather stations. In State 2, the RTL was calculated by simulating forced ventilation conditions with a wind speed of 2.5 m∙s-1 and using the temperature that the air would reach if it were cooled at constant pressure. Based on States 1 and 2, the Theoretical Variation in Absolute Humidity (ΔAH) was calculated. For the THI, it was observed that the three municipalities had different thermal conditions throughout the year, with heat stress being more frequent in the summer period. On average, THI in Uberlândia (72.95 ± 1.00) was higher, followed by Luziânia (70.40 ± 0.90) and Uruguaiana (66.38 ± 1.90). For the Theoretical Variation in RTL (TRL), a trend of increase and decrease was also observed, with lower values in the early months of the year (summer) in Uberlândia and Luziânia. In autumn, the TRL showed an ascending trend until reaching the upper extreme in winter, about 97.5 ± 14.6 W∙m -2 and 96.3 ± 15.0 W∙m-2 in Luziânia and Uberlândia, respectively. In contrast, Uruguaiana showed an inverse pattern, with the upper extreme of TRL, around 50.6 ± 16.6 W∙m-2, observed in spring. Based on the THI and TRL results, it was found that, on average, the greatest potential for using air evaporative cooling was found for Uberlândia, which had the highest average THI and TRL, followed by Luziânia and Uruguaiana. Finally, ΔAH was higher in Uberlândia (342.2 ± 78.8 g∙m -3), followed by Luziânia (315.1 ± 73.4 g∙m-3) and Uruguaiana (199.8 ± 59.2 g∙m-3). Keywords: Radiant Heat Load. Meteorological variables. ITU. ITGU.