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Compost Barn túnel de vento: estratégias adotadas por produtores brasileiros

VÁRIOS AUTORES

PRODUÇÃO DE LEITE

EM 02/12/2020

11 MIN DE LEITURA

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O sistema compost barn em túnel de vento para vacas leiteiras baseia-se em uma estrutura fechada com pressão negativa, que garante a renovação do ar interno e o conforto térmico para os animais.

A incessante busca por sistemas de criação que contribuam para o aumento da produtividade e qualidade do leite com o uso racional dos recursos, e que sejam compatíveis com o clima do país, constitui um dos principais desafios da pecuária moderna, em especial ao que diz respeito à adoção de sistemas de alojamento adequados ao bem-estar animal e aplicáveis a realidade climática brasileira. Nesse sentido, o confinamento de bovinos de leite em instalações Compost Barn (CB) tem se mostrado promissor para a pecuária leiteira no país. 

Na medida em que se observa o aumento da tecnologia em sistemas de produção de leite no Brasil, também vem se intensificando os questionamentos, por parte dos produtores, quanto a real aplicabilidade de galpões totalmente fechados para as condições climáticas presentes no país. Entretanto, recentemente, tem-se observado uma crescente elevação de reclamações, questionamentos e até mesmo desistência de produtores de leite que adotaram este sistema.

Pensando nisso, a Engenheira Agrícola e doutoranda da Universidade Federal de Viçosa (UFV), Rafaella Resende Andrade, sob orientação dos professores Ilda de Fátima Ferreira Tinôco (UFV), Flávio Alves Damasceno (Universidade Federal de Lavras - UFLA) e Matteo Barbari (Univeristà degli Studi di Firenze - Itália), têm-se dedicado a analisar o sistema CB com ventilação negativa em modo túnel sob as condições climáticas do Brasil e entender os principais impactos aos animais (bem-estar e produção), aos produtores (econômicos e social) e ao meio ambiente. 

Como parte da investigação, a equipe de pesquisadores buscou selecionar os principais produtores de leite que adotaram o sistema no Brasil para entender como tem sido as suas experiências e estratégias adotadas para construção do galpão, manejo de cama e os principais cuidados com os animais.

Embora esse tipo de sistema já venha sendo amplamente aderido por grande parte dos produtores de aves e suínos do país, o fato é que é relativamente novo para a indústria de laticínios brasileira. O projeto pioneiro no mundo foi construído no estado de Minas Gerais, em 2015, e desde então já vem se difundindo em diversas regiões do país. O sistema busca garantir uma ventilação mais uniforme e que proporcione melhores condições de conforto no interior das edificações animais, principalmente, durante os períodos mais quentes do dia e do ano. 

O sistema CB com ventilação negativa em modo túnel baseia-se em uma estrutura com fechamento das laterais utilizando cortinas de polipropileno. Exaustores são posicionados numa das extremidades do galpão para succionar o ar interno e com isto é criada uma pressão negativa (vácuo parcial), forçando o ar externo a passar através de aberturas posicionadas na extremidade oposta (Figura 1), criando o efeito túnel de vento, garantindo a renovação do ar interno

Figura 1. Sistema de ventilação mecânica por exaustão (pressão negativa) em instalação Compost Barn em modo túnel. 

Para redução da temperatura do ar no interior do galpão, nas aberturas de entrada do ar são instaladas placas porosas umedecidas, que possibilitam o resfriamento adiabático do ar. Para as regiões de climas mais quentes e secos, essa redução de temperatura do ar pode chegar até 11°C (Figura 2).

Figura 2. Esquema de funcionamento da placa porosa umedecida.

O conjunto de exautores deve ser dimensionado para fornecer uma velocidade do ar mínima variando entre 2,0 a 4,0 m s-1. Além disto, é necessário verificar se a capacidade dos exaustores está adequada para garantir taxas renovação de ar no verão. Ademais, deve-se calcular o tempo que leva para todos os exaustores renovarem completamente o ar interno da instalação, sendo desejável uma renovação completa do ar em 1,0 minuto ou menos. Entretanto, à medida que se aumenta a taxa de ventilação, os custos energéticos operacionais para funcionar os exaustores também aumentam.

O sistema de acondicionamento ambiente opera através de painel com comando automático para acionamento de exaustores e do molhamento das placas porosas. São posicionados no interior do CB, sensores que monitoram as condições ambientais, o que permite que o sistema de resfriamento seja acionado, geralmente, quando a temperatura do ar é igual ou superior a 21 °C. Quando a umidade relativa atingir valores próximos a 80%, o sistema de resfriamento deve ser desligado.

Manter uma rotina de manejo bem programada é importante para manter o sistema funcionando adequadamente, pois, sempre que os portões são abertos ocorre à entrada de ar quente no galpão, provocando picos de aumento de temperatura do ar interno. Também se deve evitar entrada de ar periférico, por exemplo, por falhas de vedação, o que pode provocar a redução na eficiência do sistema. 

Outro ponto é a falha no dimensionamento das dimensões de entrada de ar que podem interferir na perda de carga do sistema, sobrecarregando os exaustores e consequente acarreta em aumento do consumo de energia elétrica.

O emprego desse sistema demanda o uso de um gerador de boa qualidade e que seja adequadamente projetado para manter o funcionamento em caso de falta de energia. O produtor de leite deve ficar atento, pois, como o sistema é altamente dependente de energia elétrica e, mesmo com a abertura de cortinas, se a energia elétrica não voltar rapidamente, a temperatura do ar interna se eleva consideravelmente, podendo provocar estresse por calor nos animais. Com isto a necessidade de se ter geradores. 

O sistema de resfriamento adiabático evaporativo tem se mostrado mais eficaz em regiões de clima quente e seco. Portanto, a capacidade de redução da temperatura do ar através deste sistema é significativamente maior quanto maior for a temperatura do ar e menor for a umidade relativa do ar a ser resfriado. De forma contrária, em situação de aumento da umidade relativa do ar, a capacidade de se reduzir a sua temperatura através do resfriamento evaporativo diminui. 

Por isso, antes da implantação do sistema é necessário um estudo criterioso do clima da região. O Brasil possui grande diversidade climática, sendo assim, o sistema tem potencial de utilização em significativa parte do território brasileiro, podendo ser utilizado com melhor eficiência em função das condições climáticas nas regiões Nordeste, Centro-Oeste e Sudeste. Para as regiões Norte e Sul, principalmente regiões litorâneas, necessita-se de maior cautela, visto que os altos valores de umidade relativa do ar podem comprometer a eficiência do sistema.

Neste sistema de criação animal climatizado, o prévio resfriamento do ar realizado forçando-se a passagem do ar externo através de placas com material poroso umedecido deve ser realizado com cautela. O fato é que embora possibilite redução substancial da temperatura do ar, ocorre consequente aumento da umidade relativa do ar, podendo reduzir a quantidade de calor dissipado pelo animal na forma evaporativa, tornando as condições ambientais internas em condições de estresse térmico moderado.  Esse aumento da umidade relativa do ar, também pode umedecer e dificultar a secagem da cama, tornando-se um fator limitante, dificultando o manejo da mesma e podendo influenciar negativamente na higiene dos animais, qualidade do leite, processo de compostagem da cama, aumento da emissão de gases nocivos, como a amônia (NH3). 

Ao se decidir pela adoção de instalações CB fechado, climatizada por sistema de ventilação por pressão negativa em modo túnel, o produtor deve ficar atento a alguns fatores, como maior dificuldade em manejar a cama (Figura 3a), disponibilidade de espaço adequado para implantação do projeto, maior custo energético e de manutenção, quantidade suficiente de material de cama para reposição mais frequente, qualidade do ar, necessidade de geradores, necessidade de pintura das estruturas metálicas com tinta apropriada (Figura 3b), dentre outros.  

Figura 3. Os altos valores de umidade relativa interna podem dificultar o manejo da cama e acelerar a oxidação de partes metálicas.

Dentre os produtores de leite avaliados que optaram por adotar este tipo de sistema, alguns relataram terem migrado do semi-confinamento, confinamento em free stall, ou até mesmo do sistema CB convencional, com o intuito de: a) adotar um modelo inovador de edificação animal; b) pela busca de melhor eficiência produtiva e um futuro promissor para a atividade; c) melhores condições de conforto térmico; d) significativo aumento da produção e reprodução; e e) que fosse viável economicamente. O tempo que os produtores avaliados estão com o sistema CB fechado variou de 3 a 54 meses (Figura 4).

Figura 4. Tempo de implantação do sistema Compost Barn fechado

Em relação ao grau de satisfação dos produtores em relação ao sistema, observou que 50,0% estavam muito satisfeitos, 16,7% estavam insatisfeitos e 33,3% estavam muito insatisfeitos (Figura 5). Dentre os produtores que se disseram muito satisfeitos com o sistema, identificou-se como principal ponto positivo o conforto térmico das vacas, ao qual foi atribuído aumento produtivo e reprodutivo, e estabilidade de produção, tanto no verão quanto no inverno. Também foi relatado sobre a facilidade de manejo dos animais nesse sistema. Entretanto, as principais dificuldades observadas foram conseguir manter a cama em níveis adequados de umidade, custo de manutenção elevado e dificuldade de se obter a quantidade suficiente de material de cama para reposição constante, principalmente durante os períodos de chuvas. 

Figura 5. Grau de satisfação dos produtores em relação ao sistema Compost Barn fechado.

As limitações relatadas pelos produtores não satisfeitos pode-se perceber que alguns disseram ter desistido do sistema fechado pelos fatores, tais como: necessidade de grande quantidade de material para a reposição constante de cama, dificuldade em manejar a cama adequadamente e o custo elevado com a alta reposição. A dificuldade se elevou durante períodos de chuvas, chegando a ter de se repor a cama semanalmente, o que inviabilizou a continuidade de uso do sistema.  

Outros problemas relatados pelos produtores foram: baixa taxa de reprodução, aumento do descarte por problemas de casco, mastite e elevada incidência de pneumonia. Aumento excessivo da umidade relativa do ar no interior do galpão, principalmente no verão. Também foi comentado sobre o desgaste rápido da lona utilizada no fechamento das laterais dos galpões. 

Entre os principais materiais utilizados como cama, destaca-se a maravalha, serragem e/ou casca de café. Foram poucos os produtores que citaram o uso da casca de arroz e, mesmo assim, quando utilizada, isto tem ocorrido em quantidades reduzidas e com certa cautela. Contudo, observou-se que o material da cama a ser utilizado é dependente da disponibilidade e custo nas diferentes épocas do ano. O revolvimento da cama tem sido realizado seguindo a mesma recomendação do sistema CB aberto convencional, ou seja, de duas a três vezes por dia, geralmente no horário da ordenha (Figura 6).

Figura 6. Frequência de revolvimento diária da cama adotada no sistema Compost Barn fechado.

O ponto que chamou atenção neste estudo foi a densidade animal, sendo geralmente destinada área de cama superior a 13,0 m²/vaca na maioria dos casos (Figura 7). Produtores que adotaram densidade animal menores, tais como 10,0 m² de área de cama/vaca, tiveram problemas com o manejo da cama. A frequência de reposição da cama teve valor mínimo de 7 dias e valor máximo de 90 dias (Figura 8), ou seja, observou uma necessidade de reposição da cama constante e em intervalo de dias muito curto, aumentando assim os custos de manutenção do sistema.

Figura 7. Quantidade de vacas por área de cama (m² cama/vaca) no sistema Compost Barn fechado

Figura 8. Frequência de reposição de cama, em dias, no sistema Compost Barn fechado.

Em relação à produtividade de leite, observou-se que teve predominância o valor médio variando de 31 a 36 kg/vaca/dia (Figura 9), sendo que para os produtores, essa produção ficou abaixo do esperado para o valor investido. 

Figura 9.  Produtividade média de leite (kg/leite/dia) no sistema Compost Barn fechado.

Algumas estratégias adotadas, por produtores brasileiros, como forma de melhorar o manejo do sistema CB com ventilação em modo túnel: 

  • Adoção de maior área de cama por animal, sendo igual ou superior a 14 m²/vaca; 

  • Adoção de densidades diferentes entre os lotes no interior do sistema, de acordo com o clima regional. Ou seja, um exemplo adotado, em regiões mais úmidas recomenda-se adotar uma densidade maior e, em regiões mais secas, densidade menor: por exemplo, perto da placa de resfriamento (material poroso umedecido), adoção de áreas provavelmente iguais ou superiores a 18 m²/vaca, e próximo aos exaustores, 14 m²/vaca;

  • Realizar a manutenção da placa de resfriamento evaporativo no início e final do verão, de forma a se evitar baixa eficiência do sistema; 

  • Adoção de 2 ou 3 estágios de funcionamento do sistema de resfriamento evaporativo (SRE), por exemplo: a) no estágio 1, o sistema seria configurado para que o SRE ficasse desligado se a temperatura do ar externa for igual ou inferior a 10°C e, nesta situação, somente alguns exaustores iriam funcionar (garantindo ventilação mínima para manutenção da qualidade higiênica do ar); b) no estágio 2, com temperatura do ar entre 11 a 19°C, mais exautores iriam ser acionados e seria ligado o SER apenas para valores de umidade relativa do ar interno abaixo de 80%; c) e por fim, no estágio 3, com temperatura acima de 21°C, todos exautores seriam acionados, mantendo-se o SRE ligado para valores de umidade relativa do ar menores que 80%; 

  • Adoção de camas com profundidade máxima de 50 cm;

  • Colocar a sala de ordenha no interior da instalação, próximo às placas evaporativas (assim, os animais ficam no ambiente climatizado durante todo o tempo e evita-se a entrada e saída de ar quente e indesejado no sistema);

  • Galpões muito compridos podem dificultar muito o manejo da cama; 

Como conclusão, tem-se observado uma tendência crescente de modernização e significativa aderência de produtores aos atuais modelos fechados de instalações CB em modo túnel. Verifica-se que as opiniões e experiências se contradizem, por isso, é muito importante que a elaboração e condução de atividades dos projetos de galpões CB sejam realizadas por profissionais habilitados, que se realize um estudo criterioso sobre o local e clima antes da implantação do sistema. Neste tipo de edificação, o manejo adequado da cama é um dos pontos chaves para o sucesso do sistema, devendo ser realizado diariamente, evitando a umidade excessiva, que pode prejudicar o processo de compostagem da cama. Além disso, é essencial que os produtores verifiquem sobre custo e disponibilidade de material suficiente para a reposição de cama, entre outros fatores. Todos esses fatores necessitam, portanto, ser bem analisados para a adequada montagem do sistema.

Veja também > Embrapa coloca em operação primeiro sistema de produção de leite em Compost barn para pesquisa

Free stall cross ventilation > Especial Região Sul, Leitaria Tirolesa: onde história e tecnologia formam uma receita de sucesso

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ILDA DE FÁTIMA FERREIRA TINÔCO

FLAVIO ALVES DAMASCENO

D.Sc. em Engenharia Agrícola e Ambiental - UFV
Universidade Federal de Viçosa

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MARCUS VINICIUS CASTRO MOREIRA

PAINEIRAS - MINAS GERAIS - CONSULTORIA/EXTENSÃO RURAL

EM 12/12/2020

Excelente artigo!
RAFAELLA ANDRADE

VIÇOSA - MINAS GERAIS

EM 12/12/2020

Obrigada!!
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