Respostas fisiológicas e produtivas do controle ambiental em fêmeas suínas alojadas

As instalações suínicolas devem promover um ambiente adequado para o conforto térmico, sem afetar negativamente o desempenho produtivo e reprodutivo das porcas. O presente trabalho avaliou a influência do uso de diferentes equipamentos de climatização, em ambas as instalações abertas de gestação e maternidade, no desempenho das matrizes suínas. Na instalação de gestação foram testados dois tratamentos: ventilação natural e resfriamento; enquanto nas salas de maternidade foram aplicados três tratamentos: ventilação natural, ventilação mecânica e resfriamento adiabático com ventilação forçada. Matrizes escolhidas aleatoriamente, com a mesma genética, foram expostas a seis tratamentos combinados. O sistema de resfriamento adiabático na maternidade foi diferencial para o desempenho dos leitões ao nascer (4% superior) e no ganho de peso diário (15% superior), e também para as respostas fisiológicas das porcas com melhorias nos resultados de freqüência respiratória (8%) e espessura de toucinho (3%). Não houve influência na temperatura de pele dos animais. O uso de resfriamento evaporativo direcionado para a cabeça das porcas na maternidade demonstrou ser um procedimento positivo com melhorias nos resultados fisiológicos e produtivos.Swine housing must promote an adjusted environment for thermal comfort and high animal productivity without negatively affecting the sow performance and reproductive response. This study evaluated the use of distinct environmental cooling equipments on sow performance, both on the gestation and on nursing in open sided housing. Two treatments were tested in the gestation building: natural ventilation and mechanical ventilation associated to fogging; while in the nursing rooms three treatments were tested: natural ventilation; mechanical ventilation; and evaporative cooling with forced ventilation. Sows were randomly chosen from the same genetic lot form six combined treatments. The evaporative cooling system in the farrowing room differed for piglet performances, at birth (4% higher) and on daily weight gain (15% higher), and also for sow physiological response improving the respiratory rate (8%) and back fat thickness (3%), without influencing skin temperature. The use of evaporative cooling directed to the sow head during nursing improved the physiological and productive results

Distribuição da temperatura superficial de frangos de corte com 42 dias de idade

Broiler chickens in Brazil are generally reared from 1 to 42 days when they are exposed to procedures such as fasting, harvesting, crating and transport to slaughter. Maintaining homeostasis is of great importance for broiler survival under harsh environment especially prior to slaughter. Heat loss varies in the distinct parts of the body during the growth period, and it is related to the air temperature of the environment and to the amount of feather covering. This research aimed to study the surface temperature distribution using infrared thermographic image processing to characterize 42 day old broiler chicken surface temperature prior to slaughter. Broilers were reared for 42 days and prior to harvest and transport to slaughter the infrared surface temperature was recorded along the day. Data from the thermograms taken in feather and featherless regions were compared during the 42nd day of growth. High correlation between featherless regions and air temperature was found showing that these areas respond fast to changes in the rearing environment. Two functions were developed for predicting both surface temperature for featherless and feather covered areas of the broiler body parts.No Brasil frangos de corte são normalmente alojados de 1 até 42 dias, quando são expostos a procedimentos como: jejum, apanha, colocação em caixas e transporte até o abate. Manter a homeostase do corpo é de grande importância para a sobrevivência de frangos de corte sob ambiente quente, especialmente na 7ª semana de crescimento. A perda de calor varia nas partes do corpo e está relacionada à temperatura do ar e à cobertura de penas. Avaliou-se a distribuição da temperatura superficial usando o processamento de imagens de câmera termográfica infravermelho, para caracterizar a temperatura superficial de frangos de corte de 42 dias de idade, no período anterior à apanha para o abate. Os frangos foram alojados de 1 a 42 dias e, antes de serem apanhados e transportados para o abate, foram registradas temperaturas superficiais infravermelho durante o dia.. Os resultados dos termogramas das regiões com penas e sem penas foram comparados, durante o 42º dia. Alta correlação entre regiões sem penas e a temperatura ambiente foi encontrada, mostrando que estas áreas respondem rapidamente a alterações no ambiente do alojamento. Duas funções foram desenvolvidas para predizer a temperatura superficial das regiões com e sem penas, do corpo de frangos com 42 dias, sendo conhecida a temperatura do ar do ambiente

Impacto do aquecimento global no custo de produção de carne bovina no Brasil

Global warming is affecting agribusiness in its economic aspects. Therefore, the prediction of the evolution of Brazilian beef cattle production cost was made using the IPCC forecast scenario for global warming. The methodology consisted of two steps: (i) the development of a fuzzy model that estimated the grazing land capacity (RP) decrease risk as a function of the changes in the average total rain index, air temperature and increase in extension of the dry season; and (ii) the design of an algorithm for predicting the decrease in production as function of the RPfuzzy model, that results in the impact in beef cattle productivity, and consequent increase in production costs. Historical environmental data from important producing counties in the Cerrado were organized and a set of fuzzy Gaussian functions were developed, and three possible settings (optimistic, medium and pessimistic) were considered. The decrease in beef cattle productivity was estimated using the losses in production due to the increase in air temperature and vulnerability of pasture capacity. The boundary settings for the total increase of production cost scenario used the number of animals per area of grazing land, the adoption of grain supplement and its future scenario; and the result output function pointed to a threshold within a variation from an increase in production cost of 80% (optimistic) to 160% (pessimistic). Under the optimistic scenario the total cost of Brazilian beef cattle production in the Cerrado became near to US$2.88 kg-1, while in the pessimistic scenario this cost reached US$ 4.16 kg-1, challenging the international competitiveness of this economic segment.O aquecimento global afeta o agronegócio em seus aspectos econômicos. Foi feita previsão daevolução do custo de produção de carne bovina brasileira usando a predição de aquecimento global do IPCC. A metodologia consistiu de duas etapas: (i) o desenvolvimento de modelo fuzzy que estimou o risco de decréscimo da capacidade de pastagens (RP) em função das mudanças no índice pluviométrico total, na temperatura do ar e na extensão da estação de seca; e (ii) o desenvolvimento de um algoritmo para predição do decréscimo da produção em função de um modelo fuzzy de RP que resulte no impacto na produtividade bovina de corte e conseqüente aumento no custo de produção. Foram organizados os dados históricos de fatores ambientais dos municípios importante produção no Cerrado e um conjunto de funções Gaussianas fuzzy foi desenvolvido e três estimativas possíveis (otimista, média e negativa) foram consideradas. O decréscimo na produtividade do gado foi estimado usando as perdas de produção devido ao acréscimo da temperatura bem como da vulnerabilidade da capacidade de pastagem. O estabelecimento dos limites para o cenário do acréscimo do custo de produção usou o número de unidade animal por área de pastagem, a adoção de suplemento de grãos e o cenário de produção futura; e o resultado da função de saída apontou para uma variação do acréscimo do custo de produção de 80% (otimista) até 160% (pessimista). Sob o cenário otimista, o custo total da produção brasileira de carne bovina no Cerrado chega a US$2,88 kg-1, enquanto no cenário pessimista este custo pode atingir US$ 4,16 kg-1, o que pode comprometer a competitividade internacional do setor

Impacto do aquecimento global no custo de produção de carne bovina no Brasil

Global warming is affecting agribusiness in its economic aspects. Therefore, the prediction of the evolution of Brazilian beef cattle production cost was made using the IPCC forecast scenario for global warming. The methodology consisted of two steps: (i) the development of a fuzzy model that estimated the grazing land capacity (RP) decrease risk as a function of the changes in the average total rain index, air temperature and increase in extension of the dry season; and (ii) the design of an algorithm for predicting the decrease in production as function of the RPfuzzy model, that results in the impact in beef cattle productivity, and consequent increase in production costs. Historical environmental data from important producing counties in the Cerrado were organized and a set of fuzzy Gaussian functions were developed, and three possible settings (optimistic, medium and pessimistic) were considered. The decrease in beef cattle productivity was estimated using the losses in production due to the increase in air temperature and vulnerability of pasture capacity. The boundary settings for the total increase of production cost scenario used the number of animals per area of grazing land, the adoption of grain supplement and its future scenario; and the result output function pointed to a threshold within a variation from an increase in production cost of 80% (optimistic) to 160% (pessimistic). Under the optimistic scenario the total cost of Brazilian beef cattle production in the Cerrado became near to US$2.88 kg-1, while in the pessimistic scenario this cost reached US$ 4.16 kg-1, challenging the international competitiveness of this economic segment.O aquecimento global afeta o agronegócio em seus aspectos econômicos. Foi feita previsão daevolução do custo de produção de carne bovina brasileira usando a predição de aquecimento global do IPCC. A metodologia consistiu de duas etapas: (i) o desenvolvimento de modelo fuzzy que estimou o risco de decréscimo da capacidade de pastagens (RP) em função das mudanças no índice pluviométrico total, na temperatura do ar e na extensão da estação de seca; e (ii) o desenvolvimento de um algoritmo para predição do decréscimo da produção em função de um modelo fuzzy de RP que resulte no impacto na produtividade bovina de corte e conseqüente aumento no custo de produção. Foram organizados os dados históricos de fatores ambientais dos municípios importante produção no Cerrado e um conjunto de funções Gaussianas fuzzy foi desenvolvido e três estimativas possíveis (otimista, média e negativa) foram consideradas. O decréscimo na produtividade do gado foi estimado usando as perdas de produção devido ao acréscimo da temperatura bem como da vulnerabilidade da capacidade de pastagem. O estabelecimento dos limites para o cenário do acréscimo do custo de produção usou o número de unidade animal por área de pastagem, a adoção de suplemento de grãos e o cenário de produção futura; e o resultado da função de saída apontou para uma variação do acréscimo do custo de produção de 80% (otimista) até 160% (pessimista). Sob o cenário otimista, o custo total da produção brasileira de carne bovina no Cerrado chega a US$2,88 kg-1, enquanto no cenário pessimista este custo pode atingir US$ 4,16 kg-1, o que pode comprometer a competitividade internacional do setor.010

Development of a fuzzy control system for chicken egg setter

Orientador: Nelson Luis CappelliDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia AgricolaResumo: Dentro do complexo econômico de produção de carnes, a avicultura se constitui na atividade mais dinâmica e o Brasil possui uma das mais desenvolvidas aviculturas comerciais do mundo. Diante das atuais exigências na qualidade e segurança do produto, a moderna indústria avícola brasileira tem progredido, essencialmente pela adoção crescente de novas tecnologias. Na cadeia toda, a incubação dos ovos representa a origem do processo, pois é responsável por transformar biologicamente ovos férteis em pintos de um dia de idade. Em escala industrial, utilizam-se máquinas incubadoras para reproduzir as condições naturais de incubação das aves, objetivando elevar, ao máximo, o índice de eclosão e a qualidade de nascimento dos pintos. Porém, o desenvolvimento embrionário no interior dos ovos é substancialmente afetado pelas condições ambientais da incubadora. Os embriões não são aptos para controlar as trocas térmicas e mássicas durante a incubação; assim, as principais variáveis ambientais que exercem influência no processo, como temperatura e umidade relativa do ar, necessitam ser criteriosamente ajustadas, pois manter as condições adequadas ao redor dos ovos é um ponto crítico de controle do processo. Conhecimentos das áreas de automação e controle são capazes de influenciar positivamente o rendimento na incubação, portanto, o sistema de controle deve garantir a estabilidade operacional para as condições do processo e suas variáveis, dentro de limites desejados. O controle fuzzy é o mais adequado, para processos que apresentam não-linearidades e comportamento transiente, uma vez que descrevem numa rotina, a experiência humana para controlar o processo. Diante desse contexto, propôs-se, no presente estudo, desenvolver uma arquitetura de automação composta por um sistema de controle fuzzy, para proporcionar um controle mais preciso das variáveis de interesse na incubação. O estudo foi desenvolvido em duas etapas, sendo: 1) ensaio experimental de identificação dinâmica e modelagem matemática de uma incubadora de estágio único; e 2) simulação do processo de incubação dos ovos. Foi desenvolvido um modelo computacional da incubadora composto pela representação matemática da incubadora, pelas interações de transferência de calor e massa entre os ovos e o ambiente e, pelo sistema de inferência fuzzy utilizado para controlar o processo de incubação. A simulação proporcionou a execução de diversos cenários operacionais da incubadora, possibilitando o ajuste adequado para o sistema de controle proposto. Obteve-se, como principal resultado o comportamento ao longo do tempo das seguintes variáveis: temperatura dos ovos e do ambiente, massa dos ovos, umidade relativa do ar, produção de calor embrionária, detalhes da interação entre ovo e ambiente e as condições de atuação da incubadora estudada. Os resultados obtidos foram comparados aos valores de referência da literatura, indicando diferenças mínimas entre a temperatura dos ovos e o seu valor de referência. Os resultados relativos à massa de ovos tiveram desempenho abaixo do esperado e, para tal, o sistema de controle precisa receber ajustes. De maneira geral, foram obtidos conhecimentos técnicos mais apurados da incubação, que podem ser úteis para implementação real do sistema de controle desenvolvido.Abstract: Within the meat production economical complex broiler production is the most dynamic activity, and Brazil has one of the world most developed commercial broiler production. Facing today's needs in terms of quality and safety of the product, modern Brazilian poultry production has improved essentially by the increasing adoption of new technologies. In the whole chain eggs incubation represents the origin of the process; as it is responsible of transforming biologically fertile eggs intone day old chicks. In the industrial scale incubator machines are used to reproduce natural bird's incubation conditions with the objective of increasing at its maximum the hatching index as well birth quality of the broilers. However, the embryonic development inside the eggs is substantially affected by the environmental conditions within the incubator. Embryos are not apt to control heat or mass exchanges during incubation; then, the main ambient variables which influence the process such as air temperature and relative humidity need to be adjusted with criterion, as maintaining the adequate conditions around the eggs is a critical control point of the process. Knowledge on the automation and control areas is able to positively influence incubator efficiency; then, the control system must warrant operational stability for the process conditions as well as its variables, within certain wanted limits. fuzzy control is the most adequate use for the processes which present non-linearity and transient behavior, since it describes in a routine the human experience for controlling the process. In this context it was proposed in the present study to develop an automation architecture composed by a fuzzy control system in order to provide more precise control of the variables that are of interest on incubation. The study was developed in two stages, being 1) and experimental trial of dynamic identification and mathematical modeling of an incubator of single stage; and 2) process simulation of eggs incubation. It was developed a computer model of the incubator built from the mathematical representation of the incubator, the interaction of the heat and mass transfer between the eggs and the environment, and by the fuzzy inference system used for controlling the incubation process. Simulation led to built up various incubators operational scenarios providing the adequate adjustment for the proposed control. It was found as main result the behavior of the following variables along the time: eggs' and ambient temperatures, eggs mass, air relative humidity, embryonic heat production, details of the eggs and ambient, and the studied incubators performing conditions. The obtained results related to eggs mass were below the expected, and for that the control system needs to be adjusted. Generally technical knowledge regarding incubation were achieved, and they may be useful for implementing a real control system.MestradoMaquinas AgricolasMestre em Engenharia Agrícol

Techniques for measuring ventilation rate through naturally ventilated buildings

The objective of this work was to develop both an accurate ‘reference’ measurement technique to determine ventilation rate through naturally ventilated buildings and a ‘practical’ direct measuring principle for online and continuous field measurements of ventilation rate through naturally ventilated sections. Using tracer-gas decay technique to analyse 444 laboratory experiments in a ventilated room with a ‘reference’ technique for scientific and calibration purposes revealed 35% inaccuracy. Aside the assumption of perfectly mixing, zonal modelling approach has been used for post-processing of tracer-gas data and allowed 14% inaccuracy even at low ventilation rates. To develop a measuring sensor for continuous use in farms with natural ventilation system, two measuring principles have been tested in laboratory conditions: 1) heat dissipation from the heat source at 17 different ventilation rates of a test room in comparison with an accurate ventilation reference measurement. This technique provided 15% inaccuracy as an average of all laboratory experiments. 2) Transit time sonic anemometers were developed for a large scale section by using 16 acoustical lines. They were tested in a chimney with a large diameter (Φ = 0.80 m) and a length of 1.1 m. In total 980 experiments were realised in combination with a reference technique and resulted in 9% inaccuracy even at disturbed flow conditions.status: publishe

Physiological and productive responses of environmental control on housed sows

Swine housing must promote an adjusted environment for thermal comfort and high animal productivity without negatively affecting the sow performance and reproductive response. This study evaluated the use of distinct environmental cooling equipments on sow performance, both on the gestation and on nursing in open sided housing. Two treatments were tested in the gestation building: natural ventilation and mechanical ventilation associated to fogging; while in the nursing rooms three treatments were tested: natural ventilation; mechanical ventilation; and evaporative cooling with forced ventilation. Sows were randomly chosen from the same genetic lot form six combined treatments. The evaporative cooling system in the farrowing room differed for piglet performances, at birth (4% higher) and on daily weight gain (15% higher), and also for sow physiological response improving the respiratory rate (8%) and back fat thickness (3%), without influencing skin temperature. The use of evaporative cooling directed to the sow head during nursing improved the physiological and productive results

Respostas fisiológicas e produtivas do controle ambiental em fêmeas suínas alojadas

Swine housing must promote an adjusted environment for thermal comfort and high animal productivity without negatively affecting the sow performance and reproductive response. This study evaluated the use of distinct environmental cooling equipments on sow performance, both on the gestation and on nursing in open sided housing. Two treatments were tested in the gestation building: natural ventilation and mechanical ventilation associated to fogging; while in the nursing rooms three treatments were tested: natural ventilation; mechanical ventilation; and evaporative cooling with forced ventilation. Sows were randomly chosen from the same genetic lot form six combined treatments. The evaporative cooling system in the farrowing room differed for piglet performances, at birth (4% higher) and on daily weight gain (15% higher), and also for sow physiological response improving the respiratory rate (8%) and back fat thickness (3%), without influencing skin temperature. The use of evaporative cooling directed to the sow head during nursing improved the physiological and productive results.As instalações suínicolas devem promover um ambiente adequado para o conforto térmico, sem afetar negativamente o desempenho produtivo e reprodutivo das porcas. O presente trabalho avaliou a influência do uso de diferentes equipamentos de climatização, em ambas as instalações abertas de gestação e maternidade, no desempenho das matrizes suínas. Na instalação de gestação foram testados dois tratamentos: ventilação natural e resfriamento; enquanto nas salas de maternidade foram aplicados três tratamentos: ventilação natural, ventilação mecânica e resfriamento adiabático com ventilação forçada. Matrizes escolhidas aleatoriamente, com a mesma genética, foram expostas a seis tratamentos combinados. O sistema de resfriamento adiabático na maternidade foi diferencial para o desempenho dos leitões ao nascer (4% superior) e no ganho de peso diário (15% superior), e também para as respostas fisiológicas das porcas com melhorias nos resultados de freqüência respiratória (8%) e espessura de toucinho (3%). Não houve influência na temperatura de pele dos animais. O uso de resfriamento evaporativo direcionado para a cabeça das porcas na maternidade demonstrou ser um procedimento positivo com melhorias nos resultados fisiológicos e produtivos.335339Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP