Acondicionamento térmico artificial de instalações para produção animal no Brasil

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Considerando-se as características climáticas do Brasil, para que o desempenho produtivo dos animais de produção seja maximizado, faz- se necessário grande atenção ao manejo das variáveis do ambiente térmico no qual os mesmos estão inseridos, principalmente da temperatura e da umidade relativa do ar. Tal controle resultará em maior grau de conforto e bem-estar dos indivíduos que ocupam o espaço construído para o processo produtivo.

Uma das alternativas para o controle dos efeitos das variáveis do ambiente térmico sobre os animais consiste no acondicionamento térmico da instalação, que pode ser natural ou artificial.

O processo de acondicionamento térmico natural, tendo-se em vista atingir os objetivos mencionados acima, passa pela consideração acerca do clima, pela concepção arquitetônica da instalação, que envolve a escolha adequada de materiais de construção para os envoltórios, coberturas e pisos, adequação de inclinações das coberturas, correto dimensionamento de beirais e lanternins, bem como pela decisão acerca do uso ou não do forro, localização correta das aberturas de entrada e saída de ar na construção visando favorecer a ventilação natural, orientação e disposição das construções, adoção de paisagismo circundante e de sombreamentos naturais e artificiais, além de proteções específicas para as faces mais solicitadas da instalação, no que diz respeito à incidência de radiação.

Acondicionamento térmico artificial

O acondicionamento térmico artificial consiste na utilização de operações mais complexas, envolvendo um grau de sodisticação mais elevado, e está relacionado a processos arti ciais de puri cação, aquecimento, umidi cação, refrigeração e extração de umidade do ar presente no interior de uma construção. Além disso, abrange a distribuição e a movimentação apropriada desse ar dentro do espaço construído. Em alguns casos, são adotadas operações conjuntas, como por exemplo, a circulação do ar previamente umedecido ou puri cado.

A) Aquecimento do ar

O aquecimento sensível do ar consiste em adicionar calor ao ar sem mudar sua razão de umidade, sendo esta uma operação comum em instalações para animais, no período de inverno.

O aquecimento do ar é utilizado com maior frequência para o acondicionamento térmico de instalações para animais na fase inicial do ciclo de produção. Isso é devido ao fato de que esses animais não apresentam seu sistema termorregulador totalmente desenvolvido, os tornando mais vulneráveis aos problemas decorrentes das baixas temperaturas.

Para o aquecimento da instalação podem ser utilizados os sistemas globais e os localizados. No primeiro caso, o espaço total destinado aos animais é mantido em temperatura uniforme e no segundo, é no microambiente imediato ao animal que se faz a manutenção da temperatura desejada. No aquecimento global, o ar é aquecido e depois distribuído no volume construído, por meio de dutos, que podem ser pressurizados, podendo essa distribuição se dar com o auxílio de ventiladores insufladores, que empurram o ar quente para as saídas, estrategicamente posicionadas na instalação.

O aquecimento localizado pode ser promovido por meio de dutos posicionados estrategicamente na instalação, os quais conduzirão uidos aquecidos, aquecidos a partir dos quais o calor será distribuído para o espaço imediato. Esse tipo de aquecimento pode ser promovido ainda por aquecedores radiantes que utilizam a lenha ou o carvão como combustíveis. O gás ou a eletricidade podem ser utilizados também nesses processos radiantes.

Os aquecedores à lenha a utilizam como fonte de calor, sendo considerados pouco e cientes, pois necessitam de maior interferência de mão de obra quando comparado a outros. Além disso, o controle da temperatura é mais difícil. Outra des- vantagem desse tipo de aquecedor é a geração, no interior da instalação, de gases tóxicos como o Monóxido e Dióxido de carbono (CO e CO2), que são produzidos devido à queima da lenha.

Os aquecedores à gás podem utilizar como fonte de geração de calor, tanto o gás natural quanto o GLP. Outra tendência atual que tem sido muito constante é o uso do biogás nesse tipo de processo.Os aquecedores desse grupo podem ser do tipo campânula, que possui um queimador de gás e transfere o calor aos animais através de mecanismos de condução e convecção; do tipo placa de cerâmica, que funciona de forma semelhante ao de campânula, porém com a adição de uma placa cerâmica refratária como componente, a qual gera a transferência de calor para os animais por meio de processos de radiação; ou do tipo infravermelho que são constituídos de queimadores metálicos com alta capacidade de suportar calor, os quais ao serem aquecidos tornam-se totalmente incandescentes e transmitem o calor ao ambiente por meio de radiação.

Esses aquecedores apresentam algumas vantagens quando comparados àqueles à lenha, como por exemplo, menor gasto com mão de obra, menos riscos ambientais e melhor controle da variação desejada de temperatura.

Os aquecedores elétricos são utilizados em campânulas e são constituídos por resistências elétricas ou lâmpadas infravermelhas, que são instalados debaixo da campânula e atuam como um refletor transferindo o calor aos animais, de cima para baixo por meio de mecanismos de condução e radiação. Resistências elétricas podem também ser embutidas sob o piso das instalações para, assim, promoverem a transferência do calor aos animais, via mecanismos de condução e radiação, que ocorrem da parte inferior para a superior das superfícies onde as mesmas estão instaladas, ou seja, de baixo para cima.

Esse tipo de aquecedor apresenta como vantagens a produção mais constante de calor, quando comparado aos aquecedores à lenha, e a não geração de gases tóxicos. Porém a grande desvantagem desse sistema está no aumento do custo de produção associado à sua utilização, em virtude dos elevados preços da energia elétrica.

É importante frisar que, quando há necessidade de que as temperaturas sejam diferenciadas no interior da instalação, como é o caso das porcas e dos leitões, em maternidades, o aquecimento localizado gura como o processo mais e ciente e mais econômico.

B) Resfriamento do ar

O resfriamento do ar no interior de uma instalação é de grande importância para o bem-estar de animais criados em condições de clima quente como no Brasil. O resfriamento sensível do ar consiste em se reduzir a temperatura de bulbo seco do mesmo, sem que se faça alteração na sua razão de umidade. Ou seja, calor é retirado do volume construído e a quantidade de água em suspensão no ar é mantida constante. Os processos de resfriamento do ar que resultam em variação do conteúdo de umidade são denominados latentes e apresentam grande e ciência no acondicionamento do ambiente interno de instalações localizadas em regiões de clima quente e seco. Um exemplo considerado dos mais e cazes para o resfriamento do ar em instalações para criação animal é o Resfriamento Adiabático Evaporativo, que promove a mudança do estado psicrométrico do ar, aumentando sua umidade e reduzindo sua temperatura, porém, o volume de controle não perde e nem ganha calor. Esse sistema funciona da seguinte forma: o ar que será resfriado e conduzido ao espaço interno da construção entra em contato com uma superfície umedecida ou com água pulverizada ou aspergida, trocando calor com a mesma, que está à temperatura mais baixa, resultando no decréscimo da temperatura do ar e consequentemente resfriando o ambiente (Figura 1).

Os principais sistemas utilizados para o resfriamento evaporativo são:

  • Material poroso umedecido – Nesse tipo de sistema o ar atravessa o material poroso umedecido, trocando calor com esse material, sendo resfriado antes de ser conduzido para o interior da instalação. Podem ser utilizados os seguintes mate- riais porosos como constituintes dos pai- néis de resfriamento: raspas de madeira, bras de poliéster, placas de celulose, argila expandida, etc.
  • Nebulização – Consiste no bombeamento de água para o interior do galpão com auxílio de bicos nebulizadores que atomizam as partículas da água, aumentando sua superfície especí ca, formando uma espécie de névoa. Essas partículas de água, ao evaporarem, absorvem o calor do ambiente, resfriando o ar.

O resfriamento adiabático evaporativo, com aplicação dos painéis de celulose, tem sido mui- to empregado no resfriamento do ar em galpões para produção de frangos de corte, de galinhas poedeiras e de suínos.

C) Ventilação

A ventilação é aplicada às instalações de criação de animais com o intuito primeiro de remover o excesso de calor, ou seja, reduzir a temperatura e resfriar a instalação, e assim, facilitar as trocas térmicas entre os animais e o ambiente. Outros objetivos da ventilação correspondem à redução da concentração de gases tóxicos, principalmente representados pela amônia (NH3), Monóxido (CO) e Dióxido de Carbono (CO2), aceleração da retirada de massas indesejáveis de vapor d’água presentes no ambiente, além de eliminação de poeiras e odores.

No caso do acondicionamento térmico artificial, a ventilação, ou seja, a movimentação das massas de ar, é um processo realizado com o auxílio de ventiladores e exaustores, que mecanicamente, geram diferenças de pressão. A ventilação mecânica pode ser do tipo exaustora, correspondendo a um sistema por pressão negativa, ou do tipo diluidora, por pressão positiva.

No sistema de ventilação por pressão positiva, o ar externo é mecanicamente forçado, via ventiladores, para dentro da instalação passando por aberturas de entrada nas suas faces, aumentando a pressão do ar no interior do galpão, o que o faz movimentar-se da parte interna para o exterior da construção, através de aberturas de saída. Recebe o nome de ventilação diluidora devido ao fato do ar insuflado no interior da instalação se misturar com o ar viciado do ambiente, promovendo a renovação desse ar. A ventilação por pressão positiva pode ser do tipo lateral, na qual o fluxo de ar se dá no sentido transversal (Figura 2) ou do tipo túnel, com uxo de ar no sentido longitudinal da instalação (Figura 3), sendo que nesse caso, as laterais da instalação são fechadas.

É de suma importância posicionar adequadamente o conjunto de ventiladores, o que se faz com base em conhecimentos de ambiência. Um procedimento inicial é aproveitar o sentido do vento dominante, quando for o caso. Dessa forma, a e ciência do sistema será otimizada, o que acarretará em redução de custos, no que se refere ao uso de energia. Em adição, devem estar à altura correspondente à metade do pé-direito do galpão, ligeiramente direcionados para baixo, sem entretanto, incidirem diretamente sobre os animais. Porém, a localização dos ventiladores é menos importante do que um bom projeto e localização adequada das entradas e saídas de ar na instalação.

No sistema de ventilação por pressão negativa, o ar é puxado para fora da instalação, por ação de exaustores, o que gera vácuo parcial no interior da instalação, fazendo com que, devido à diferença de pressão entre o ambiente interno e o externo, o ar exterior seja “succionado” para o interior da construção. Nesse sistema, os exaustores são posicionados em uma das extremidades do galpão e, na outra, são dispostas as aberturas para entrada do ar (Figura 5).

Nesse tipo de ventilação, uma das maiores preocupações refere-se à vedação do galpão que deve ser total, ou seja, o ar deve entrar pelas aberturas de entrada ou pelo painel evaporativo e ser retirado, com constância de pressão, na extremidade oposta. Frestas ou outros pontos de fuga no galpão causam perda de diferencial de pressão e o vácuo deixa de ser formado, ou seja, deixa de funcionar o princípio da ventilação por pressão negativa.

O planejamento e o dimensionamento do sistema de ventilação abrangem escolhas adequadas de ventiladores e exaustores, com base em suas rotações, potências, vazões e rendimento, além da velocidade do ar requerida no ambiente. Ademais, envolve o posicionamento e cálculo das áreas de entrada e saída de ar no volume de controle. É importante ainda considerar, no pla- nejamento, a automação envolvida no controle de acionamento dos componentes especí cos, podendo-se inclusive adotar o manejo automati- zado integrado em painéis.

Redução do custo

Faz-se necessário enfatizar que mesmo que os meios artificiais de acondicionamento tenham que ser aplicados com o objetivo de se manter os padrões ambientais desejados, seu custo poderá ser minimizado com base em condutas que resultam em maior e ciência global do sistema e portanto, menor custo. A própria escolha adequada dos materiais que compõem a construção, principalmente a cobertura, que influi sobremaneira na sua carga total de calor, reduz as solicitações sobre os componentes.

 

2018-03-25T04:15:41+00:00