Orientadores: Daniella Jorge de Moura, Danilo Florentino Pereira

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola

Resumo: Na avicultura, com o recente aumento no número de aviários climatizados, projetar e adequar instalações ao clima quente que permitam a manutenção da temperatura, umidade relativa, velocidade do ar, concentração de amônia e dióxido de carbono em limites ideais às exigências das aves, sem...

Resumo: Na avicultura, com o recente aumento no número de aviários climatizados, projetar e adequar instalações ao clima quente que permitam a manutenção da temperatura, umidade relativa, velocidade do ar, concentração de amônia e dióxido de carbono em limites ideais às exigências das aves, sem aumento dos custos de produção, tem sido um grande desafio. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o sistema de ventilação em quatro diferentes tipologias de aviários para frangos de corte em relação à qualidade do ambiente por meio de técnicas computacionais de simulação, tais como, Computational Fluid Dynamics, geoestatística e redes neurais e posicionamento estratégico de sensores. Para isso, o trabalho foi conduzido em quatro instalações de frangos de corte localizados na região de Campinas com sistema de ventilação artificial e diferentes tipologias. Os sistemas de ventilação avaliados foram: BH - isolamento lateral por cortinas azuis e sistema de ventilação artificial de pressão negativa com exaustores; DH - isolamento lateral por cortinas pretas e sistema de ventilação mecanizada com exaustores e entrada de ar através do painel evaporativo; SW - isolamento lateral por paredes de alvenaria e sistema de ventilação artificial de pressão negativa com exaustores e entrada de ar através do painel evaporativo; e DWH - isolamento lateral por cortinas pretas e sistema de ventilação artificial de pressão negativa com exaustores e entrada de ar através do painel evaporativo (DWH). Foram monitoradas as variáveis climáticas (temperatura, umidade relativa e velocidade do ar) e o ambiente aéreo (concentração de dióxido de carbono e amônia) duas vezes ao dia (9h00min e 14h00min), semanalmente aos 21, 28, 35 e 42 dias de idade das aves, em 52 pontos equidistantes na altura das mesmas, no período de inverno e verão. Os dados foram analisados por meio da análise estatística, geoestatística, redes neurais e CFD no intuito de avaliar, entender e sugerir mudanças para o sistema de ventilação. A partir das análises realizadas no presente trabalho foi possível observar que o período de verão é o mais crítico para criação de aves na fase final de criação. A análise geoestatística mostrou que a presença ou não do painel evaporativo influencia na condição padrão de funcionamento do sistema de ventilação. O painel evaporativo auxilia no resfriamento do ar no centro do aviário, enquanto nas paredes laterais ocorrem temperaturas acima do recomendado pela literatura em instalações com largura menores que 20 m. Aviários com largura maiores que 20 m apresentam regiões com baixa renovação de ar nas laterais e em todo o comprimento. A melhor disposição dos sensores (de temperatura e umidade) no interior do aviário foi três pontos equidistantes. A técnica do CFD permitiu visualizar o encaminhamento do ar de acordo com as diferentes condições de funcionamento dos exaustores em 2D e 3D e, determinar o melhor arranjo para o acionamento de exaustores a fim de evitar a formação de regiões com baixa renovação do ar e zonas de turbulência. As redes neurais artificiais foram capazes de auxiliar a tomada de decisão quanto da vazão de ar dos exaustores necessária para renovação e resfriamento do ar nas instalações de frango de corte

Abstract: With the recent increase in the acclimatized broiler houses in Brazil, the design and adaptation to the hot climate condition allowing the maintenance of the ideal temperature, relative humidity, air velocity, ammonia and carbon dioxide concentration has been a major challenge. The aim of...

Abstract: With the recent increase in the acclimatized broiler houses in Brazil, the design and adaptation to the hot climate condition allowing the maintenance of the ideal temperature, relative humidity, air velocity, ammonia and carbon dioxide concentration has been a major challenge. The aim of this study was to evaluate the ventilation system in four different broiler houses typology in relation to air quality and thermal environment using computational techniques such as: computational fluid dynamics (CFD), geostatistics and neural networking. The research was carried out in four facilities located in Campinas region. Each facility had a different acclimatization system. The acclimatization system evaluated were: BH ¿ side wall curtains and exhaust fans in negative pressure ventilation system, DH ¿ side wall curtains and exhaust fans in negative pressure ventilation system with evaporative cooling panel, DWH ¿ side wall curtains and exhaust fans in negative pressure ventilation system with evaporative cooling panel and SW ¿ concrete bricks wall and exhaust fans in negative pressure ventilation system with evaporative cooling panel. The following climates were evaluated twice a day 9 AM and 2PM: temperature, relative humidity, air velocity, carbon dioxide and ammonia concentration when the birds were aged 21, 28, 35 and 42 days old. The data were monitored in 52 equidistant points, in the height of the birds, in summer and winter time. Data were evaluated by statistics analysis, geostatistic, neural networking and CFD in order to assess, understand and suggesting changes to the ventilation systems. The results showed that summer time is the more critical for final phase. Geostatistical analysis demonstrated the presence or absence of the evaporative panel influences the pattern of air flow. The ventilation systems with pad cooling chilled the air in the center of the building while the side walls active temperature above the temperature recommended in facilities with less than 20 m wide. However, poultry facilities greater than 20 m wide presents regions with lower air exchange, especially nearby side walls. The best position to locate the temperature and relative humidity sensors was in three equidistant points. The CFD technique allowed to visualize the air flow in 2D and 3D according to the different working conditions for the exhaust fans and, as well as determined the best exhaust fans arrangement to work avoiding low air exchange or turbulence area. The artificial neural networking was able to assist the decision making regards the ideal the air flow from the exhaust fans required to air exchanged and air cooling in the broiler house