Apostila de Zootecnia, Manuais, Projetos, Pesquisas de zootecnia

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CURSO DE ZOOTECNIA

BIOCLIMATOLOGIA E AMBIÊNCIA ANIMAL

Prof. Fernando José dos Santos Dias

1. INTRODUÇÃO À BIOCLIMATOLOGIA ANIMAL

1 .1) DEFINIÇÃO

É o estudo da influência do clima na vida animal.

1. 2 ) INFLUÊNCIA CLIMÁTICA 1.2.1) Região Tropical a) Terras Aproximadamente 1/3 da superfície terrestre situa-se nesta região (entre as latitudes 30º N-S) sendo 6,5 ao norte do trópico de câncer e 6,5 ao sul do trópico capricórnio. b) População É caracterizada por um rápido crescimento populacional, mas com nível econômico muito baixo. c) Clima É uma região quente, com temperatura variando de 18 a 40ºC. Necessário se torna fazer um estudo mais aprofundado do clima nesta região, pois temos 7 a 8 meses de chuva no ano (acima de 750 mm) e 4 a 5 meses de seca, o que requer uma suplementação alimentar dos animais. d) Produção de alimentos Antes, deficiente na produção de alimentos (1/3 dos grãos do mundo), com apenas metade das terras aráveis, hoje, o Brasil passou da condição de importador para a de grande exportador de alimentos, saindo da posição de dependência de conhecimentos estrangeiros, para ser líder na área, com a invenção da “agricultura tropical”. e) Animais Encontramos também uma grande parcela dos animais criados no mundo, com alimentação deficiente, capacidade produtiva baixa, e velocidade de crescimento de 10 a 20% apenas em comparação com a região de clima temperado, o que ocasiona uma alta mortalidade dos animais, alcançando a produção de carne apenas 1/6 a 1/7 da produção das regiões temperadas. A parição desses animais coincide com o início da estação chuvosa e são desmamados por volta de 8 meses, quando se inicia a estação seca e o animal perde peso. 1.2.2) Região Temperada O maior progresso da criação animal se verificou-se nestas regiões (latitudes 30 a 50 graus) – Europa, Argentina, Califórnia, etc. Como os animais criados na região tropical apresentavam capacidade reprodutiva reduzida, tornava-se indispensável a introdução de animais provenientes de regiões de climas temperados, pela importação de animais e sêmen, para melhorar os índices zootécnicos aqui existentes, através da criação dos mesmos em rebanhos puros ou do uso em cruzamentos com animais nativos. Esses animais, por terem sido melhorados e selecionados lá, encontraram dificuldades de aclimação nos trópicos, com perda de suas características raciais e produtivas.

Os agentes térmicos responsáveis pela diferenciação do clima são os elementos climáticos, como a temperatura, umidade relativa e velocidade do ar, precipitação pluviométrica, radiação solar, pressões barométricas e ionização, são efeitos ou condições momentâneas que derivam dos fatores climáticos mais constantes ou de características locais, que afetam o clima de uma região e que influenciam na tomada de decisões necessárias para se conseguir a manutenção do conforto térmico para os animais. 2 .1) Temperatura do ar É um estado atmosférico do ar que nos dá a sensação de frio ou de calor, e que varia de 0 a 100oC, sendo o elemento climático mais fácil de ser mensurado e de mais fácil compreensão de suas sensações. É um elemento climático de efeito direto sobre os animais, ou seja, qualquer alteração nos seus valores promove, em curto prazo, alterações no comportamento e na fisiologia dos mesmos. Podem estar associados à esse elemento, a umidade relativa, bem como o vento. Por isso, é interessante descrevermos o ambiente na forma de temperatura efetiva, ou seja, aquela que realmente descreva a sensação térmica do animal, por combinar outros elementos climáticos e expressar um único valor. Do ponto de vista da produção animal, é interessante conhecer o comportamento da temperatura ao longo das 24 horas do dia, tanto a máxima quanto a mínima. Para as medidas de temperatura do ambiente, são utilizados os termômetros, que devem ser colocados sempre nos locais onde os animais são mantidos e à meia altura do corpo dos animais, por melhor caracterizar o microclima no qual o animal está exposto. 2 .2) Umidade relativa do ar Diz respeito à quantidade de água presente em um volume de ar em relação à quantidade de água presente na atmosfera saturada, ou seja, quando a umidade relativa (UR) for de 75%, quer dizer, que a massa de ar do ambiente está com 755 de sua capacidade total de retenção de água. Assim, quanto maior for a UR, menor será, naquele momento, a quantidade de água que poderá se transformar em vapor e se dissociar na atmosfera, e por isso, ela exerce grande influência sobre os animais, afetando o seu bem estar e, em conseqüência, a sua produtividade. Os efeitos da UR sobre os animais dependem da temperatura ambiente, pois em temperaturas e UR altas no mesmo instante, a massa de ar terá pouca capacidade de reter mais água e o processo se tornará ineficiente, por isso, que, em regiões com alta temperatura e alta umidade, os animais têm maior dificuldade de manutenção de sua temperatura corporal apresentando queda na produção de leite, carne e ovos, caso não sejam realizadas modificações ambientais adequadas para se garantir o conforto térmico aos animais. A UR do ambiente deve estar na faixa de 40 a 70%, para a maioria das espécies domésticas. UR muito baixa, favorece a dissipação do calor através do processo evaporativo, mas poderá trazer problemas de ressecamento de mucosas e vias respiratórias. A UR reduzida, promove elevação das partículas sólidas em suspensão que são prejudiciais para as bactérias em suspensão, geralmente encontradas em instalações para animais. UR alta, maior será a incidência de doenças, principalmente aquelas do trato respiratório (pneumonia, bronquite, etc.) É importante salientar que a UR varia de forma indireta com a temperatura ambiente, ou seja, quando a temperatura está mais elevada (por volta de 13 a 15 horas), são observados os menores valores de UR do dia, fato de suma importância para utilização de mecanismos de resfriamento do ambiente que utilizem o processo evaporativo.

OBS: Os registros de temperatura ambiente e umidade ao longo dos dias e estações do ano são parâmetros fundamentais na criação de animais de produção, sendo os fatores climáticos preponderantes na viabilidade do projeto, uma vez que, estes afetam diretamente o desempenho de espécies de interesse zootécnico nos trópicos. 2 .3) Vento Diz respeito à movimentação das massas de ar. A ventilação do ambiente, mesmo não reduzindo a temperatura do ar, promove elevação do processo convectivo de troca e, se estiver dentro das recomendações, melhora a sensação térmica do animal, possibilitando, dentro de certos limites, controlar a temperatura e a umidade do ambiente. No verão, a ventilação tem o objetivo de controle térmico, de modo a extrair o calor produzido pelos animais para que a temperatura no interior das instalações não aumente, minimizando, assim, os efeitos estressantes do calor nos animais. No inverno, a ventilação tem o objetivo de controle sanitário, sendo conhecido como ventilação higiênica, por eliminar os gases nocivos e permitir o controle da pureza do ar, prover a instalação de oxigênio, eliminar amônia, CO 2 e outros gases nocivos aos animais e ao homem, além de eliminar o excesso de umidade e odores. As recomendações de velocidade do vento serão feitas para cada espécie e categoria animal, mas, de modo geral, deve estar em torno de 5 a 8 km/hora. Tem um padrão local, que depende da topografia do terreno e da estrutura da superfície. Segundo Baccari Jr. (2001) de acordo com a velocidade, o vento obedece à seguinte classificação:

1. Calmaria atmosférica - < 1m s-^1
2. Fraco – 1 a 4 m s-^1
3. Forte – 8 a 16 m s-^1
4. Violento – 16 a 25 m s-^1
5. Furação - > 25 m s-^1 2 .4) Chuvas É a precipitação da água no estado líquido. Precipitação pluviométrica – é o volume de chuvas que precipitam ou caem em um determinado período de tempo. A quantidade de chuva de uma região influencia diretamente a UR da mesma. Para os animais, a chuva apresenta efeitos diretos e indiretos. Para aqueles que estão no campo, expostos à precipitação, ela promove sensação de diminuição da temperatura ambiente e pode ser benéfica, enquanto refresca a superfície do animal. A condução de calor causada pela chuva é mais eficiente do que a evaporação pulmonar e superficial. Assim, o animal molhado perde calorias para o ambiente, sendo beneficiado. Entretanto, para os animais expostos ou não, que estejam em estresse calórico, o aumento da UR do ar apresenta efeitos prejudiciais por dificultar a evaporação da água. Assim, do ponto de vista dos efeitos diretos da chuva, esta somente será prejudicial quando o animal estiver em ambiente com alta UR e calor, sendo os efeitos negativos sentidos pelo animal após cessar a chuva, com elevação da UR e calor predominante. É a conhecida sensação de mormaço que o homem tem quando permanece em um ambiente com alta temperatura e umidade. Os efeitos indiretos da chuva ocorrem em médio prazo e são percebidos apenas por animais que estejam em pastejo, pois o aumento da umidade do solo promoverá maior disponibilidade de forragem aos animais, sendo benéfico para o seu crescimento e desempenho. 2. 5 ) Radiação É muito importante para todos os animais, principalmente para aqueles que estão nos trópicos.

É definido como o tempo que transcorre entre o nascer do sol, ou entre o começo do crepúsculo da manhã e o final do crepúsculo à tarde, que corresponde a um ângulo solar de 6o, variando como a latitude e a estação do ano. O fotoperíodo influencia no desenvolvimento das plantas, como a floração, germinação de sementes, crescimento de caules e folhas, formação de órgãos de reservas e partição de assimilados. O Brasil tem uma grande parte de suas terras próximo a linha do equador (período grande de dia) e isso possibilita aos pecuaristas utilizarem uma grande quantidade de plantas que produzem grande quantidade de massa, que são plantas bem adaptadas aos dias longos. Com a variação do fotoperiodo, os animais foram classificados em dois tipos: animais de dias longos e animais de dias curtos. No estado primitivo “animais que não sofreram o processo de domesticação”. Animais de dias longos: nesta classificação incluem os equinos e os bovinos, pois a atividade sexual se manifesta após o solstício de inverno “quando o dia cresce”. Animais de dias curtos: nesta classificação incluem os ovinos, caprinos e suínos, pois a atividade sexual se manifesta após solstício de verão “quando o dia decresce”. As éguas, muito mais que os garanhões, estão sujeitas aos efeitos do ambiente, os quais determinam a estacionalidade do ciclo reprodutivo descoberta há milhares de anos; mas foi somente nos últimos 60 anos, que a duração do dia ou fotoperíodo foi reconhecido para muitas espécies como a principal variável ambiental que sincroniza o ciclo reprodutivo, com a estação apropriada do ano. Assim, os equinos podem conceber na primavera, dado que seu período de gestação de onze meses possibilita nascerem suas crias na mesma estação no ano seguinte, pois se mantêm protegidos pelo ventre dos rigores do inverno. A égua é um animal poliéstrico-estacional, que apesar de apresentar o cio durante grande parte do ano, é nos períodos da primavera e verão que se observa maior atividade ovariana e, consequentemente, índices elevados de fertilidade, uma vez que coincide com o aumento do comprimento do dia, da temperatura ambiente e maior disponibilidade de forragens. A atividade ovariana da égua é suprimida durante os meses de outono e inverno e, com a chegada da primavera, há o prolongamento do fotoperíodo, com aumento da temperatura e início da reconstituição vegetativa das plantas forrageiras. Os raios solares penetram nos olhos e atingem a retina, estimulando os fotorreceptores “rodopsina”, que enviam mensagens que são convertidas em impulso neural. Essas mensagens seguem via fibras simpáticas do nervo óptico, que são transportadas ao núcleo supra-quiasmático, passando pelo gânglio cervical superior, que libera a norepinefrina, que na glândula pineal ou epífise, é responsável pela síntese e secreção de melatonina, que por sua vez, é sintetizada a partir da serotonina, proveniente da hidroxilação e descarboxilação do triptofano retirado da corrente sanguínea. A glândula pineal é um mediador entre os fotorreceptores e o eixo hipotálamo-hipófise, cuja função é de tradutor neuro-endócrino, ou seja, converte um impulso neural em síntese hormonal. Dessa forma, o aumento do fotoperíodo regula síntese de secreção de melatonina e provoca a liberação do GnRH pelo hipotálamo, que estimula a liberação dos hormônios FSH (folículo estimulante) e LH (luteinizante), pela adenohipófise, desencadeando alterações a nível ovariano, tais como: crescimento folicular e ovulação. Já os caprinos e ovinos, por perderem sistematicamente suas crias nascidas no inverno, têm como única opção de sobrevivência a parição na primavera, resultante das fecundações de outono. Em algumas espécies, como a bovina e a suína, entretanto, as modificações impostas pela domesticação foram tão intensas, que estes animais passaram a conceber e parir em qualquer período do ano. Em todos os casos, porém, as espécies domésticas conservam subjacentes os mecanismos fisiológicos ligados a estacionalidade apesar dos muitos milhares de anos da domesticação. Por isso, é possível um retorno ao estado primitivo, desde que o processo seletivo venha a ser interrompido. 2.8) Sazonalidade

São as transformações que ocorrem no ambiente ao longo das estações do ano. Estas transformações estão, portanto, muito ligadas ao comportamento do clima e geram variações intensas no ambiente, a ponto de modificar profundamente a comunidade biológica nele presente. As variações sazonais ou estacionais, como também são chamadas, podem ocorrer nos parâmetros climáticos mais comuns, como temperatura, umidade, radiação solar, por exemplo. No equador, a temperatura varia menos ao longo do ano do que nas regiões temperadas. Isso significa que as estações do ano são menos marcadas nos trópicos. Nas áreas temperadas, primavera, verão outono e inverno são estações bem definidas. Nos pólos apenas duas estações ocorrem, a estação clara e a escura, cada uma com aproximadamente seis meses de duração. No equador e nos trópicos, as estações se dividem em épocas de chuvas e de seca. Esta gama de variações ambientais temporais, geram modificações na estrutura da comunidade. Assim, no inverno dos pólos, muitos animais migram para fugir do frio, como é o caso dos pingüins e baleias. Nas regiões temperadas, as árvores perdem as folhas no outono, e no inverno o solo fica recoberto pela neve. Alguns mamíferos hibernam ou trocam de pelagem. Nas florestas tropicais, como a Amazônia, na época das chuvas, muitos animais terrestres precisam subir para as copas das árvores pois a floresta fica alagada por vários meses. Neste período, até mesmo os hábitos alimentares destas espécies podem mudar. No ambiente marinho, como por exemplo nos costões rochosos, durante o inverno, espécies de clima frio instalam-se nas pedras, mas no verão, com o aumento da temperatura, elas desaparecem, surgindo apenas no inverno seguinte. Estes são alguns exemplos das variações sazonais existentes nos ecossistemas naturais. As variações sazonais contribuem para que os ecossistemas não sejam estáticos, mas dinâmicos e variáveis, o que dificulta bastante o seu estudo, devido à dificuldade de se estabelecer os limites destas variações naturais. Especialmente para a avaliação de impactos causados pelo homem, as variações sazonais devem ser consideradas para que as variações naturais não sejam confundidas com as alterações induzidas pela ação antrópica. As cabras e ovelhas são animais sazonais que respondem a luz do dia. Muitas espécies não entram em seu ciclo durante o inverno e a primavera – de acordo com sua espécie, nutrição, nível de produção e pecuária. Então, segundo a Bioclimatologia, as melhores condições de ambiente para a criação de animais são: Um ambiente que tenha uma temperatura em torno de 13 a 18oC, uma velocidade do vento de 5 a 8 km/hora, uma umidade relativa de 60 a 70%, que tenha solos férteis, sem parasitos e bactérias e uma radiação solar de primavera e outono. Com relação aos efeitos do clima sobre os animais domésticos, podemos dizer que ele atua de duas formas, e isto corre, devido à ação isolada ou em interação dos elementos climáticos ou variáveis climáticas que são: A) Direta Ocorre principalmente pela ação da temperatura do ar, radiação solar e pela umidade do ar quando associada à temperatura, influindo nas funções orgânicas envolvidas na manutenção da temperatura corporal normal do corpo. B) Indireta Verifica-se através do solo e da vegetação, onde o elemento climático mais importante é a precipitação pluviométrica que além de controlar a quantidade de forragens

atmômetros ou evaporímetros de piche, de livingston, de bellani e de disco poroso negro, evapotranspirômetro, lisímetros, pluviômetro, orvalhômetro. OBS: Além das medições feitas com aparelhos, também são observados determinados tipos de fenômenos, como: nevoeiro, nuvem (quantidade, altura e tipo), trovoadas, relâmpagos, ventania, visibilidade e arco-íris. b) Equipamentos isolados, que além de fornecem leituras importantes dos elementos climáticos, fornecem dados dos animais: b.1) Termômetro de máxima e de mínima b.2) Termo-higrômetro ou psicrômetro b.3) Anemômetro Digital Portátil - aparelho utilizado para medir a velocidade do vento, que tem importante papel na dissipação de calor (termólise) em países tropicais onde a zona de conforto térmico em termos de temperatura e umidade fica muito abaixo das condições climáticas locais. b.4) Pluviômetro - é o aparelho que se destina a registrar a quantidade de precipitação ocorrida em um determinado espaço de tempo. O volume de chuvas está intimamente ligado à produção de alimentos para os animais, o que torna esta aferição de suma importância para avaliar a época adequada de plantio e estocagem, a fim de possibilitar uma produtividade animal menos susceptível à sazonalidade. Além disso, quanto maior a incidência de chuvas em uma determinada região, maiores serão os percentuais de umidade que, em geral, acarretam maiores problemas sanitários à rebanhos. b.5) Termômetro de globo negro - que é constituído de uma esfera oca com 15 cm de diâmetro, pintada de preto fosco externamente, que deve ser colocado na altura do animal (ou na altura da paleta do animal), nos fornece uma estimativa dos efeitos combinados das trocas de calor por radiação e por convecção, associados à temperatura ambiente. Com isso, conseguimos medir a temperatura do ar, associada aos efeitos da radiação e do vento. b.6) Data Logger (estação meteorológica digital) - com 2 termohigrômetros com conexão para computador, que registra dados de temperatura e umidade na instalação zootécnica da propriedade rural e com o auxílio dos termohigrômetros possibilita a extensão destes dados para fora da mesma, ou seja, para pastos, piquetes ou outras áreas de contenção de animais. b.7) Termômetro Infravermelho com Mira Laser - utilizado para aferição da temperatura corporal de diferentes espécies em situações de campo, sob radiação solar intensa ou outro tipo de fator climático adverso. A utilização deste aparelho possibilita avaliar as condições de regulação térmica dos animais sem precisar contê-los, o que geraria estresse, acabando por intervir na temperatura corporal. b. 8 ) Termômetros Veterinários - usados para medir temperatura retal em animais submetidos à experimentação onde são avaliados parâmetros bioclimatológicos que influenciam na condição de homeotermia dos mesmos, afetando seu desempenho produtivo (zootécnico). c) Abrigo meteorológico OBS: Existem determinados estudos que requerem medições especiais, como: balanço energético de um estábulo ou de um abrigo natural, balanço de radiação da superfície de um animal, temperatura do piso e das paredes de uma pocilga, onde temos que utilizar instrumentos mais sensíveis.

4. REGULAÇÃO TÉRMICA Todo animal para manter um funcionamento perfeito de seu organismo, necessita de uma temperatura adequada, pois nesse meio, as proteínas, enzimas, reações químicas e físicas vão agir de uma forma rápida ou muito lenta. Assim, quando a temperatura baixar muito as reações ficam

lentas e podem até cessar parando a função corporal, mas se a temperatura se eleva, pode até desnaturá-las, ocasionando problemas no organismo. Assim, é fundamental que os animais disponham de estratégias para regular a temperatura corporal, que de um modo geral, esse mecanismo, depende da classe animal e de seu modo de vida, sendo assim, os animais podem ser classificados quanto a temperatura corporal em dois grupos: Definição É o processo de controle da To^ em um sistema físico qualquer. Organismos vivos são sistemas físicos geradores de energia térmica, produzida no decorrer de processos metabólicos de manutenção dos fenômenos vitais. Ao mesmo tempo, ocorrem trocas (ganhos e perdas) dessa energia térmica com o meio ambiente. a) Homeotérmicos ou Endotérmicos São animais com capacidade de controlar, dentro de certos limites a sua temperatura corporal (também chamados de reguladores de temperatura), por isso, eles podem sobreviver em uma ampla variedade de ambientes e podem ficar ativos no inverno. Porém, eles precisam ingerir mais alimento que outros animais, pois para manter sua temperatura necessitam de processos metabólicos que demandam grande quantidade de energia, ou seja, a quantidade de energia térmica estocada depende essencialmente de uma elevada taxa metabólica ( taquimetabolismo ). Podemos dizer que por tudo isso, têm um estilo de vida mais rápido, envolvendo grandes fluxos de energia. São animais de maior importância quanto ao componente térmico liberado, diferentemente dos pecilotérmicos que são capazes de sobreviver por longos períodos sem alimento porque precisam de muito menos energia. São mais independentes do meio ambiente no que diz respeito à energia térmica, por esse motivo, podem se adaptar a uma gama maior de ambientes. São animais nos quais a variação da quantidade de calor estocado é mantida dentro de limites especificados e geralmente bastantes estreitos, independentes das variações térmicas do ambiente externo. Quando esses limites de variação de calor estocado são muito estreitos, dentro do valor de um desvio-padrão da temperatura corporal média da espécie (medida em ambiente termoneutro), então temos a condição de cenotermia. Por isso, as aves e os mamíferos, são considerados animais homeotérmicos, e o homem, cenotérmico. Suas temperaturas internas variam de 35 a 41ºC, que é controlada pelo centro termorregulador localizado no hipotálamo, que funciona como um termostato fisiológico para receber sensações de frio ou de calor através de células especializadas, chamadas termorreceptoras periféricas. b) Pecilotérmicos ou Ectotérmicos São animais cuja temperatura corporal acompanha a temperatura do meio ambiente (também chamados ajustadores de temperatura), mas controlam essa variação por métodos comportamentais. Apresentam temperatura corporal mais próxima daquela do meio ambiente, dispendem menos energia na produção de calor e geralmente vivem com uma baixa taxa metabólica, podendo investir uma grande parte do seu aporte de energia no crescimento e na reprodução. Necessitando de menos alimento, podem passar grande parte do seu tempo em locais protegidos e abrigados. A quantidade de energia térmica estocada depende mais da energia proveniente do ambiente externo. São mais lentos e apresentam menores fluxos de energia.

B) Metabolismo celular; C) Funções associadas - transformação da energia química dos alimentos, ingestão de alimentos (da queima de carboidratos, gorduras e proteínas), atividade muscular, prenhez (metabolismo fetal), produção de leite, batimentos cardíacos, atividade da tireóide, centro do apetite, atividade da adrenal. B) Para a perda ou dissipação do calor, o animal se utiliza dos seguintes processos físicos para transferir calor ao meio onde vive: A) Esfriamento evaporativo - superfície respiratória, funções associadas (consumo de água, perda de umidade pela urina e fezes, perda metabólica de peso); B) Esfriamento não evaporativo - condução, convecção e radiação, vasodilatação ou vasoconstrição, isolamento devido a pelagem e região superficial relativa como orelhas, etc.). Então, podemos dizer que o hipotálamo controla a produção e a dissipação de calor por vários mecanismos. Entre eles, devem ser destacadas as modificações no fluxo de sangue pela pele (mecanismo vasomotor); a ereção de pêlos; o processo de produção de suor pelo funcionamento das glândulas sudoríparas (sudorese), as alterações na freqüência respiratória e modificação na taxa metabólica dos animais. Fórmula: PRODUÇÃO DE CALOR = perda + armazenamento de calor Podemos dizer que, a homeotermia também impõe limitações. No frio, o organismo homeotérmico pode requerer grande quantidade de alimento como combustível para o aquecimento do corpo; e no calor, ele necessita de grandes quantidade de água para resfriamento do corpo por evaporação. A falta de alimento e de água, portanto, constituem os principais fatores que limitam a homeotermia em climas extremos. Segundo Hardy (1991), a manutenção de uma temperatura corporal relativamente estável sob diversas condições ambientais, requer um sistema efetor eficiente, isto é, uma alta produção de calor metabólico e meios para influenciar a perda de calor devem ser capazes de ajustamentos rápidos e exatos em resposta a alterações nas temperaturas corporal e ambiental, isto é, deve haver um modo sensível de integrar os mecanismos termorreguladores efetores.

5. PROCESSOS DE PRODUÇÃO DE CALOR NOS ANIMAIS (termogênese) Para que o animal mantenha sua temperatura corporal, ele deve produzir calor. A produção de energia é chamada de termogênese. Os homeotérmicos produzem energia continuamente para atender a demanda para síntese de novas células, produção de fluídos digestivos e pela atividade muscular. Assim, a produção de calor é fundamental para a sobrevivência do animal, principalmente em caso de ambiente de baixa temperatura. Isso pode ser demonstrado pela duplicação da taxa metabólica dos tecidos, quando sua temperatura aumenta cerca de 10oC. A produção de calor é medida pelo consumo de oxigênio. Quanto maior o consumo de oxigênio, maior será a produção de calor. O cérebro consome cerca de 10 mm por minuto para manutenção de 100 gr de tecido. O fígado, por sua vez, consome 1,1 mm para a mesma quantidade de tecido, enquanto que os músculos esqueléticos consomem 0,4 mm de oxigênio por minuto. Esse é apenas um mecanismo através do qual o organismo produz energia. A quantidade de calor produzida é variável de um animal para outro e é influenciada pela fisiologia do mesmo, pelo comportamento, nível de desempenho, pelo manejo e pela temperatura ambiente, pois o animal utiliza diversos mecanismos fisiológicos, comportamentais, etc. em um mesmo instante, com a finalidade de manutenção da sua homeotermia.

Funções orgânicas basais de produção de calor O calor gerado pelo metabolismo basal (funções orgânicas basais) é aquele originado pelo funcionamento normal de órgãos, mesmo quando o organismo se encontra em repouso total. Órgãos como o coração, pulmão, fígado e outros, ao trabalharem para a manutenção da vida do animal, produzem calor. A quantidade de calor proveniente de cada órgão varia com a espécie e dentro da espécie com o sexo, a idade, o tamanho corporal, a etapa de gestação, fase de nutrição e também com as flutuações de temperatura ao longo do ano. No inverno, os animais precisam produzir mais calor para se manterem aquecidos e essa exigência faz com que os órgãos aumentem de tamanho nos meses frios. De maneira geral, no inverno, os órgãos representam maior parcela de participação no peso vivo dos animais, quando comparados ao peso desses no verão. O fato de os animais homeotérmicos apresentarem órgãos proporcionalmente maiores no inverno, apresenta importância prática fundamental, quando se trata de avaliação de rendimento corporal em abatedouros. Na Tabela abaixo, são mostrados valores de peso absoluto (em gramas) e de valores relativos (porcentagem da carcaça) de órgãos de leitoas criadas em diferentes ambientes térmicos dos 15 aos 30 kg. Tabela 3 - Efeito da temperatura sobre os pesos absolutos-relativos de órgãos de leitoas dos 15 aos 30 kg. Item Temperatura ambiente (^0 C) 15 22 32 Peso absoluto (g) Fígado (^795)  55 a^709  67 b^584  46 c Rim (^159)  17 a^150  22 a^133  12 b Coração (^139)  10 a^125  12 b^108  8 c Pulmão 315  50 a^259  26 b^222  17 c Estômago (^225)  19 - - Intestino (^989)  93 - - Peso relativo (% da carcaça) Fígado 3,760,30 a^ 3,450,38 b^ 2, 68 0,21 c Rim (^) 0,750,07 a^ 0,730,10 a^ 0,610,48 b Coração (^) 0,650,47 a^ 0,610,54 b^ 0,500,35 c Pulmão (^) 1,490,26 a^ 1,270,16 b^ 1,020,09 c Estômago (^) 1,060,93 - - Intestino (^) 4,680,91 - - Médias seguidas de mesma letra não diferem, entre si, pelo teste de Newman keuls, a 1%.

• não observado Fonte : Ferreira et al. (1998) Outra questão que deve ser levada em consideração, quanto ao fornecimento de calor adicional para os animais, diz respeito ao funcionamento do organismo, que exige a manutenção diária de seus sistemas. O calor produzido pela manutenção diária está associado à produção de sucos digestivos, movimentos realizados pelo trato digestório, processos químicos da digestão, microflora de rúmen, absorção de produtos digestivos no canal alimentar, atividade glandular e outros processos associados à manutenção das células vivas. Nas espécies homeotérmicas, com o aumento da temperatura ambiente, os animais diminuem, de maneira geral, o seu metabolismo. Como visto anteriormente, não somente os órgãos diminuem de tamanho, como também diminuem sua atividade relativa. No calor, com a menor demanda de energia para a manutenção da homeotermia, os animais diminuem o consumo de alimentos, tendo como consequência menor exigência de produção de sucos digestivos e outros

da digestão da forragem, de maneira que a temperatura do rumem se situa 1 a 2 graus acima da temperatura retal. Com aumento da produção de leite aumenta nos bovinos a formação de calor no fígado e nas glândulas mamárias de forma acentuada. No fígado aumenta neoglicogênese e síntese de lipoproteínas. Com aumento de produção de leite, os bovinos ficam mais sensíveis a um aumento da temperatura ambiente acima da zona térmica neutra, reduzindo a secreção de tiroxina; assim conseguem reduzir a formação de calor, mas também ocorre redução na síntese do leite uma vez que a tiroxina é via comum para ambos eventos. A) Calor produzido pelo comportamento Outra fonte de calor aos animais se refere àquele produzido pelo comportamento relativo a cada indivíduo. Esse calor inclui aquele decorrente do hábito do animal; se ele se encontra em pé, tranquilo ou movendo-se. Nesse aspecto, o grau de docilidade também influi sobre a produção de calor. Por exemplo, animais de comportamento agitado ou inquietos são classificados como hiperativos, produzem mais calor do que os mais calmos. Um dos motivos é o agito dos hiperativos levando ao maior movimento dos músculos, gerando, portanto, mais calor. Esses animais se envolvem mais em conflitos sociais, gerando lutas por domínio de espaço ou grupos sociais. Esses conflitos levam a produção de calor pelo exercício físico adicional ocorrido nestas situações. Em alguns casos, a produção de calor gerada pelas formas comentadas, pode não ser suficiente para manter a sobrevivência do animal. Nessa situação, poderá ocorrer a termogênese com tremor, que se refere ao calor produzido pelo trabalho involuntário de contração de músculo esquelético. Esse mecanismo é pouco eficiente, por ocorrer na periferia do corpo do animal onde há grande perda de calor. Entretanto, pode ser o meio adicional importante de produção de calor. B) Desempenho e produção de calor O nível de desempenho de um animal também afeta sua termogênese. Ele se refere à porção da produção total de calor resultante dos processos de produção de leite, ovos, carne, etc. Aqui se incluem, também, o calor resultante das funções de reprodução e de crescimento, uma vez que a prioridade de atendimento é o processo de mantença, o processo de reprodução e, em seguida, os processos de produção. Animais geneticamente selecionados geram maior quantidade de calor. Por isso, os rebanhos modernos apresentam temperaturas críticas mais baixas, ou seja, nas linhagens de animais atualmente disponíveis, o controle do ambiente torna-se ferramenta indispensável, ao lado de nutrição e manejo, para que os indivíduos expressem o seu potencial genético produtivo e reprodutivo. No caso específico das aves em postura, os animais mais leves apresentam maior produção de calor corporal. Para os frangos de corte e suínos, quanto maior for o ganho de peso dos animais, maior será a sua produção de calor. A produção de calor, nesse momento, refere-se à produtividade animal. Entretanto, existe a produção de calor metabólico basal produzido pelo animal em jejum, em ambiente confortável e em repouso. O calor metabólico basal pode ser estimado por equações que levam em consideração o peso do animal ou a sua superfície corporal. Tabela 4 - Taxas metabólicas dos animais, considerando o peso e a superfície corporal. *Animais Peso médio (kg) Metabolismo Watt/kg Watt/m^2 Gado leiteiro 453 0,73 82, Cavalo 441 0 ,55 45, Suíno 128 0,92 52, Galinha 2,0 3 ,44 48, Homem 6 4,3 1,55 50,

Fonte : Ferreira et al. (1998)

• Relação peso/potência Quanto maior o nível de produção do animal, para atender sua demanda em nutrientes e energia, maior será sua atividade metabólica. A atividade metabólica se refere ao conjunto de fenômenos físico-químicos que ocorrem no organismo para assimilação ou não das substâncias necessárias à manutenção da vida. É um excelente indicador de desempenho. C) Manejo e produção de calor A sobrevivência pode estar associada não somente à produção de calor, mas também à maior conservação do calor produzido. Ao se observar os animais na rotina diária de manejo, a redução de perda calórica pelo animal pode ser conseguida pela adoção de uma postura que minimize a exposição da área superficial ao frio, como a posição “enrolada” dos animais. Durante a exposição aguda, os animais podem, além disso, aumentar o isolamento efetivo ou pelame, além de realizarem a piloereção. O maior crescimento dos pêlos ou penas e a deposição de gordura subcutânea são outros artifícios eficientes para manter o isolamento corporal. O aumento desses isolantes ocorre em médio prazo. O manejo que é aplicado ao rebanho também é importante porque ele consiste na produção adicional de calor procedente de fontes que muitas vezes passam despercebidas aos olhos do produtor. Como exemplo: a) animais criados a pasto, as distâncias que eles devem percorrer para conseguir alimento e água afetam sua produção de calor. Quanto maior for a distância percorrida, mais calor será produzido pela movimentação. b) Em ambiente quente, o problema se agrava se os animais não tiverem proteção contra a radiação solar como árvores no pasto ou mesmo sombrite para reduzir a carga de calor incidente. Uma boa técnica de manejo para diminuir a produção de calor pelos animais soltos a campo é o fornecimento de sombras, com a finalidade de reduzir a incidência de radiação solar. Um aspecto importante, quando se decide plantar linhas de árvores no pasto, é que elas devem ser feitas no sentido norte-sul, para se aproveitar ao máximo a projeção da sombra. Se a linha de árvores for feita no sentido leste-oeste, em grande parte do dia, a projeção da sombra irá incidir sobre as próprias árvores, tornando a área útil de sombra reduzida. Detalhes de manejo, como a forma de fornecimento de alimentos (c) , também influenciam na quantidade de calor produzido. Com relação a sua qualidade, alimentos mais ricos em lignina (fibra) aumenta, mais ainda, a produção de calor em relação aos nutrientes obtidos. Nesse aspecto, alimentos fibrosos, que possuem alto incremento calórico, devem ser evitados em regiões de climas quentes ou na época de verão. Além da qualidade da alimentação, a quantidade (d) também apresenta um efeito marcante sobre a produção de calor pelo animal. Animais que consomem maior quantidade de alimentos produzem maior quantidade de calor, é a chamada termogênese induzida pela dieta. Esse é um dos principais motivos pelos quais ocorre diminuição no consumo de alimentos em épocas de calor. Do ponto de vista prático, entretanto, o manejo da alimentação (fornecimento de alimento) (e) pode garantir a produtividade ou a sobrevivência dos animais. Em situações de estresse de calor, é normal ocorrer diminuição no consumo de alimentos em suínos, aves e bovinos. O manejo alimentar pode ser um auxiliar com o objetivo de reduzir as conseqüências geradas pela menor ingestão de alimentos. O que se faz é fornecer a alimentação nas horas mais frescas do dia. Porcas em lactação em estresse de calor, por exemplo, que têm dificuldade de consumir a quantidade de ração adequada para garantir a produção de leite para os leitões, apresentam maior consumo à noite, quando a temperatura ambiente diminui e permite que os efeitos indesejáveis da termogênese induzida pela dieta sejam menos prejudiciais. Reações semelhantes terão os suínos em terminação, frangos de corte e bovinos leiteiros altamente produtivos. Além da nutrição e alimentação, a maneira com que se cuida dos animais no dia a dia (f) também influencia a quantidade de calor produzida. Em criações confinadas, esse aspecto é mais evidente. Os animais se acostumam com o tratador e respondem à altura, quando se trata de cuidados recebidos. Tratadores que lidam com os animais com paciência e carinho permitem que a

conseguem ganhar e conservar calor ou em um ambiente frio ou dissipar o calor corporal em um ambiente quente. As trocas de calor entre um animal e seu ambiente são realizadas por meio de mecanismos físicos, conhecidas como sensíveis e latentes. Os mecanismos sensíveis são assim chamados, por serem dependentes de um gradiente de temperatura, ou seja, deve existir uma diferença entre as temperaturas do animal e do meio para que a troca ocorra. Esses mecanismos são: radiação, condução e convecção. Por outro lado, as trocas latentes (evaporação e condensação), também chamadas de insensíveis, não são exigentes quanto ao gradiente de temperatura. A ocorrência de troca sensível não significa que a troca latente não esteja ocorrendo. Do ponto de vista prático, elas ocorrem com maior ou menor intensidade e eficiência e dificilmente são consideradas inocorrentes. Em temperatura ambiente mais baixa, as perdas sensíveis ocorrem com maior intensidade, elas representam cerca de 75% da dissipação de calor nesse ambiente. À medida que a temperatura se eleva, a dissipação de calor latente (evaporação) assume a maior participação na dissipação de calor do animal para o ambiente. Para aves, bovinos e suínos mantidos em ambiente acima de 27oC, a evaporação, seja pelo trato respiratório ou pela ativação das glândulas sudoríparas (nos bovinos), assume papel fundamental para controle da homeotermia. Alguns autores classificam as aves, os suínos e os bovinos leiteiros como “animais de sangue quente”, ou seja, animais cuja temperatura corporal se mantém dentro de uma faixa de variação, mas apenas os equinos são classificados dessa maneira, que é uma classificação com base nas suas características físicas: sangue quente – são cavalos e pôneis de climas quentes, pois têm o pêlo mais fino, mais curto, membros mais longos e cauda afastada do corpo, com função de reduzir calor. Sangue frio – são cavalos adaptados a clima frio, pois apresentam o corpo arredondado e pelagens mais espessas, mais longas e cauda mais próxima do corpo e cavalos de sangue temperado, como o hanoveriano e o de sela francês, que resultam do cruzamento de raças de sangue quente e frio. Um suíno adulto, por exemplo, mantém sua temperatura corporal interna em torno de 39oC e sua temperatura superficial será de 34oC. Se esse animal for mantido à temperatura ambiente de 19 oC, o gradiente será de 15oC, ou seja, a diferença entre a temperatura do ambiente e a temperatura superficial do animal. Neste momento, a maior parte da dissipação de calor corpóreo extra está ocorrendo de forma sensível, porque existe o gradiente de temperatura. Se esse mesmo animal fosse colocado em uma sala com temperatura de 34oC, não existiria mais o gradiente de temperatura. Nesse momento, o animal, para sobreviver, deveria utilizar, principalmente, mecanismos latentes de troca. Assim, podemos dizer que o corpo perde calor além dos processos acima citados, pela excreção de fezes e urina, que são respostas fisiológicas do organismo que ocorrem sempre procurando manter a temperatura dentro de uma faixa desejada. A) Condução É a transferência de calor entre as moléculas, ou seja, é o processo através do qual ocorre a passagem de calor desde o núcleo central do organismo até a periferia (superfície corporal externa) do animal, através do contato entre partículas dos tecidos ou superfícies e da superfície da pele para o meio. É também, o meio de transferência de calor do animal para qualquer objeto com que ele possa ter contato. Para ocorrer troca de calor por condução (uma forma sensível de dissipação), deve existir o gradiente térmico. Outra exigência dessa forma de transferência de calor é o contato. Dessa maneira, somente quando o animal entrar em contato com a superfície do objeto ou com as paredes da construção ocorrerá condução. Por exemplo, se um animal que estiver com uma temperatura superficial da pele em torno de 36oC entrar em contato com qualquer objeto ou parede da instalação, ele somente irá dissipar calor se o objeto estiver a uma temperatura inferior a 36oC. Entretanto, se o objeto ou parede estiver com uma temperatura superior a 36oC, ocorrerá o inverso; o calor será transferido para o animal. Essa quantidade de calor a ser transferida do animal para o objeto mais frio que ele depende da condutância do material que é dada em kcal/(moCh). Por

exemplo, o granito possui uma condutância que pode chegar a 3,5; já a condutância de uma parede de pedra arenosa é de 1,5 e, se a parede for de tijolos, a condutância será de 0,8 4 kcal/(moC h). Esses coeficientes nos mostram que se as divisórias, construídas com os materiais mencionados, estiverem com a mesma temperatura, e esta for mais baixa que aquela do animal, ao existir contato do animal com as divisórias, ele terá a sensação de que a divisória de granito estaria mais fria que a divisória de tijolos, o que não é real. Entretanto, o granito tem maior condutância (3,5) e, rapidamente promove um fluxo de calor na direção animal-divisória, causando essa sensação ao indivíduo. Quando, em temperaturas elevadas, a velocidade de perda vai depender do gradiente térmico entre a pele e o meio da cobertura cutânea. B) Radiação O fluxo de calor neste processo não depende da temperatura do ar, mas sim da temperatura corporal e da natureza da superfície da pele. Os princípios físicos relacionados ao estudo da transferência de calor entre o animal e o ambiente, por meio de radiação, são também aplicáveis às trocas decorrentes por radiação entre os materiais de construção. Dessa maneira, pode-se perceber que a troca de calor por radiação sempre ocorrerá, mesmo que o animal esteja isolado, em quarentena, numa baia. As paredes, o teto, etc. estarão trocando calor com o animal. Essa troca ocorre em função da existência de um gradiente de temperatura entre o animal, os objetos e superfícies no meio ambiente. O animal irradia calor até em objetos mais frios que ele, e recebe de objetos mais quentes que ele. A radiação é o processo de troca no qual os objetos emitem calor na forma de ondas eletromagnéticas. Para os animais domésticos, o ganho de calor por radiação pode ser significativo, quando se considera a insolação direta e indireta e a energia proveniente dos telhados e da circunvizinhança do galpão. Animais e objetos de cor clara refletem mais radiação do que aqueles de cor escura, por essa razão, animais de pêlo escuro, que absorvem mais a radiação, sofrem mais em climas quentes e aqueles de pêlo claro, são mais indicados para a criação ao ar livre. Da mesma maneira, a cobertura de uma construção rural destinada ao abrigo dos animais em regiões tropicais deve apresentar cor clara na sua superfície externa, porque terá maior capacidade de reflexão da radiação solar incidente. Entretanto, o lado interno do telhado deve ser de cor escura para absorver a radiação proveniente dos animais e ser dissipada pelas correntes de vento. A constituição do material de cobertura é muito importante, para evitar a transferência de calor externo (absorvido pela radiação solar) para os animais dentro da instalação. Na Tabela 5 , são apresentadas algumas opções de materiais que podem ser utilizados na cobertura do telhado. A telha de cerâmica apresenta a eficiência relativa padrão (1,00) sendo usada como referência. De posse dos valores relativos apontados na tabela, um galpão coberto com capim, por exemplo, apresentaria uma eficiência de 1,20, ou seja, comparado com o telhado de cerâmica, ele teria uma capacidade 20% maior em reter a radiação solar e evitar o aquecimento interno do galpão. Atualmente, além daqueles apresentados na Tabela 5, existe no mercado uma infinidade de materiais para cobertura com os isolantes incluídos na constituição da cobertura ou adicionados em sua superfície interna, como telhas com isopor, espuma isolante ou poliuretano, todos utilizados com o objetivo de melhorar a ambiência interna das instalações. No momento da tomada de decisão por este ou aquele material de cobertura, cabe ao técnico analisar o custo do investimento, considerando seu comportamento térmico e benefícios causados aos animais. Tabela 5 - Eficiência relativa de materiais utilizados na construção de um sombreamento Material Eficiência relativa Capim (feno - 15 cm) 1, Cerâmica 1,