Conforto Térmico Em Abrigos Construídos Com Bambu

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CONFORTO TÉRMICO EM ABRIGOS CONSTRUÍDOS COM BAMBU UTILIZANDO DIFERENTES COBERTURAS Raphaela Christina Costa Gomes1,4, Sandra Regina Pires de Moraes2 , Adriana Garcia do Amaral3,4, João Maurício Fernandes Souza 3,4, Evandro Ribamar.Maranhão Araújo Junior3,4, José Henrique Stringhini5 , Maria Clorinda Soares Fioravanti6 . 1 Bolsista PBIC/UEG Professora - Orientadora 3 Voluntário (a) Iniciação Científica PVIC/UEG 4 Curso de Engenharia Agrícola, Unidade de Ciências Exatas e Tecnológicas, UEG 5 Eng. Agrônomo, Prof. Doutor, UFG, Goiânia – GO 6 Med. Veterinária, Profª. Doutora, UFG, Goiânia – GO 2 Resumo - A utilização de materiais alternativos na construção de instalações animais é uma das opções para pequenos produtores diminuírem os custos na produção e aumentarem a produtividade. Desta forma, os objetivos deste trabalho foram os de determinar o conforto térmico dos abrigos construídos com bambu em modelos reduzidos, com coberturas de bambu, bambu com forro de embalage ns longa vida e fibrocimento; calcular o índice de temperatura de globo negro e umidade (ITGU), a carga térmica de radiação (CTR) e a efetividade (ε). O experimento foi realizado na Unidade de Ciências Exatas e Tecnológicas da Universidade Estadual de Goiás, Anápolis-GO. O delineamento utilizado foi inteiramente casualizado, 3 x 5, 3 tipos de coberturas e 5 horários de coleta de dados em 8 dias. Os modelos estatísticos foram escolhidos com base no coeficiente de determinação R2 , utilizando o Software R ®. Os resultados indicaram maior efetividade para o tratamento bambu com forro, 24% mais efetiva que a de fibrocimento, enquanto que a telha de bambu foi 26% menos efetiva do que a de fibrocimento. O forro confeccionado a partir de embalagens longa vida reutilizadas, também apresentam como excelente opção, pois são de fácil aquisição, montagem e manutenção. Palavras–chave: bambu, cons truções rurais, conforto térmico Introdução O Estado de Goiás é apontado como uma região de grande potencial na produção suinícola, sendo a atividade de subsistência praticada pela maioria dos agricultores familiares caracterizada por utilizar abrigos reaproveitados, sem, entretanto considerar o conforto térmico da instalação que, segundo diversos autores, é representado pela temperatura, umidade relativa, movimentação do ar e radiação solar, os quais comprometem a manutenção 2 da homeotermia. Projetar instalações adequadas leva a melhores condições de manejo e de conforto térmico, com reflexos em melhor sanidade e maior produtividade animal (ALVES e RODRIGUES, 2004). A cobertura ideal de instalações para animais, nas condições brasileiras, deve apresentar grande capacidade para refletir a radiação solar, ter considerável capacidade de isolamento térmico e capacidade de retardo térmico em torno de 12 horas (BAÊTA e SOUZA, 1997). Segundo ABREU et al. (2001), o forro, por agir como segunda barreira física permite a formação de uma camada de ar junto à cobertura, contribuindo na redução da transferência de calor para o interior da construção. O crescente interesse pelo bambu como material alternativo para construções rurais simples, em nível de pequenas propriedades, está baseado em fatores estruturais pela sua leveza, resistência e flexibilidade, fácil manejo e transporte (BERALDO e AZZINI, 2004; SONDY, 1940). Segundo NEUBAUER (1972), o estudo com modelos reduzidos simula os efeitos em modelos de escala real, de maneira que os princípios envolvidos tenham aplicações práticas. Os objetivos do trabalho foram: Determinar o conforto térmico dos abrigos construídos com materiais alternativos (bambu; bambu com forro de embalagens longa vida; cimento-amianto); Calcular o índice de temperatura de globo negro e umidade (ITGU), a carga térmica de radiação (CTR) e a efetividade (ε). Material e Métodos O experimento foi desenvolvido na Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas (UnUCET) da Universidade Estadual de Goiás, Anápolis-GO, situado a 16° 19’ 36’’ Latitude Sul, 48° 57’ 10’’ longitude Oeste e 1.017 m de altitude. Foram montados três abrigos com estrutura feita em bambu e diferentes coberturas: fibrocimento (FC), bambu com forro (BF) e bambu (B) (Figura 1). As telhas foram feitas com o bambu da espécie Dendrocalamus giganteus, sendo todos os colmos de bambu mineralizados; definido por ALVES (1976) como um processo que consiste na preparação de uma solução de silicato de sódio, que ao ser aplicado em fibras vegetais, ajudam a eliminar o efeito da absorção de água; e cortados longitudinalmente, tendo seus nós quebrados para melhor encaixe do modelo utilizado, capa – canal, e o fo rro a partir de embalagens de leite longa vida com a parte aluminizada voltada para cima, ficando 2 cm abaixo do telhado. Cada modelo reduzido possuía 1,0 m de comprimento, largura de 1,4 m, pé-direito de 1,5 m, sem fechamento, cobertura em uma água, beiral de 0,20 m, inclinação de 45º para coberturas com telhas de bamb u e 15º para cobertura de fibrocimento. 3 (a) (b) (c) Figura 1. Tratamentos/Coberturas: a) fibro-cimento; b) bambu com forro; c) bambu As leituras dos dados temperatura do ar, bulbo seco (Tbs), umidade relativa do ar (UR), velocidade do vento (VV) e Temperatura de Globo Negro (TGN), coletados por meio dos equipamentos, Termômetros de globo negro (TGN), Anemômetro e Termo-Higrômetro foram feitas em cada modelo reduzido e na parte externa (PE), nas proximidades de cada globo negro, durante o período de novembro de 2006, em dias típicos de primavera-verão, céu sem nuvens com sol, de 8 a 18 horas, a cada duas horas. Com a finalidade de caracterizar o nível de conforto térmico ambiental, foram utilizados o Índice de Temperatura de Globo Negro e Umidade (ITGU) e a Carga Térmica de Radiação (CTR). O cálculo da CTR dos abrigos (W.m-2 ) foi efetuado a partir da equação proposta por ESMAY (1974): CTR = σ (TRM ) sendo: s = constante de Stefan-Boltzmann (5,67.10-8 W. m-2 . K-4 ); e TRM = 4 temperatura radiante média, K. A temperatura radiante média (TRM) é a temperatura de uma circunvizinhança considerada uniformemente negra, de modo a eliminar o efeito de reflexão, com o qual um corpo (globo negro) troca tanta energia quanto a do ambiente atual considerado (BOND TRM = 100 e 4 KELLY, 2 , 51 1955). A v (Tgn − Tbs ) + (Tgn / 100 TRM )4 pode ser expressa pela equação: sendo: ν = velocidade ar, m.s-1 ; Tgn = temperatura de globo negro, K; e Tbs = temperatura de bulbo seco, K. O delineamento utilizado foi inteiramente casualizado (DIC) esquema fatorial 3 x 5, com 3 tipos de coberturas, 5 horários de coleta de dados e 8 dias, usando médias para cálculo das curvas de regressão. Os dados foram interpretados estatisticamente por meio de análises de variância e regressão. As médias foram comparadas utilizando-se o teste de Tukey a 5% de probabilidade. Os modelos estatísticos foram escolhidos com base no coeficiente de determinação R2 , utilizando o Software R ®. Resultados e Discussão 4 Comparando-se os abrigos observa-se que não houve diferença significativa a 5% de probabilidade para o teste Tukey para a CTR, o que não ocorreu com o ITGU, já que houve diferença significativa a 5% de probabilidade para o teste Tukey do abrigo B para os abrigos BF e FC como mostra a Tabela 1. Tabela 1. Resumo dos Índices qualitativos para o conforto térmico, comparados pelo teste de Tukey Tratamentos CTR (W.m-2 ) ITGU Bambu 535,87 a 77,99 a Bambu com forro 514,33 a 76,65 b Fibrocimento 518,93 a 77,02 b Médias seguidas por letras iguais nas colunas, não diferem entre si, a 5% de probabilidade, pelo teste de Tukey. De modo geral, os resultados indicaram que os maiores valores ITGU ocorreram na RE e B, seguido de CA, indicando assim, a necessidade de alternativas para melhorar a eficiência destas coberturas. O BF apresentou os menores valores, o que garante um maior conforto aos animais quando comparado às alternativas testadas. Figura 2. Curvas ajustadas para Índice de Temperatura de Globo Negro e Umidade, em função das horas y = - 0 , 0 2 1 4 x 8 6 3 2 - 1 , 5 1 5 2 x + 1 2 , 6 5 2 x + 6 0 , 9 7 2 R = 0 , 9 9 2 5 R E B F C B F 8 4 y = - 0 , 2 1 1 8 x 8 2 3 2 + 1 , 5 7 4 1 x - 1 , 3 3 7 x + 7 4 , 3 6 5 2 R = 0 , 9 7 2 8 ITGU 8 0 7 8 y = 0 , 0 0 3 4 x 7 6 3 2 - 0,894x + 7 , 4 0 6 8 x + 6 4 , 4 1 3 2 R = 0 , 9 8 6 4 7 4 y = - 0 , 0 1 0 5 x 7 2 3 2 - 0 , 7 6 6 9 x + 7 , 1 7 7 4 x + 6 3 , 9 3 6 2 R = 0 , 9 9 0 5 7 0 8 1 0 1 2 H o r á r i o s 1 4 d e 1 6 1 8 o b s e r v a ç ã o As equações de regressão ajustadas aos dados de CTR, com os respectivos coeficientes de determinação (R2 ) em cada tratamento são apresentadas na Figura 3. Figura 3. Curvas ajustadas para Carga Térmica de Radiação, em função das horas 5 RE 660 640 620 y = 0,3948x 600 CTR 580 y = -2,4592x 560 540 520 3 3 2 + 19,587x - 28,129x + 517,99 2 R = 0,7951 y = 0,683x 500 480 B FC BF 2 - 27,951x + 191,29x + 308,76 2 R = 0,9748 3 2 - 16,419x + 102,44x + 359,2 2 R = 0,9586 3 2 y = 0,3499x - 12,807x + 91,774x + 361,64 2 R = 0,9714 460 440 8 10 12 14 16 18 Horário de observação A efetividade foi calculada a partir do ITGU, pois de acordo com MORAES (1999), este é mais indicado por ser um índice utilizado na quantificação das condições de conforto térmico em instalações zootécnicas, no Brasil. Tabela 2. Valores de ITGU e ε para as coberturas e horário de observação (16 h) Tratamentos ITGU ε Bambu com forro 78,86 1,24 Bambu 79,10 1,00 Fibrocimento 79,95 0,74 Os resultados indicaram maior efetividade para o tratamento bambu com forro, a cobertura foi considerada 24% mais efetiva que a de fibrocimento, enquanto que a telha de bambu apresentou ser 26% menos efetiva do que a cobertura de fibrocimento. Conclusões A cobertura mais eficiente na melhoria do ambiente térmico para instalações suinícolas foi à de bambu com forro, enquanto que a telha de bambu apresentou-se como a menos eficiente alternativa testada. Apesar dos materiais utilizados como cobertura terem melhorado o conforto térmico em relação às condições ambientais, ainda não foram suficientes para atender às condições ideais de conforto térmico, definido por alguns pesquisadores por valores de ITGU menores que 74. A utilização de bambu possibilitou ao pequeno produtor uma opção de fácil acesso, por poder ser retirado na propriedade e do processo de mineralização ser de simples aplicação. O forro confeccionado a partir de 6 embalagens longa vida reutilizadas se apresenta como excelente opção, pois estas são de fácil aquisição, montagem e manutenção. Referências Bibliográficas ABREU, P.G. de.; ABREU, V.M.N.; DALLA COSTA, O.A. Avaliação de Coberturas de Cabanas de Maternidade em Sistema Intensivo de Suínos Criados ao Ar Livre (SISCAL), no Verão. Revista Brasileira de Zootecnia, 30(6): 1728-1734, 2001. ALVES, J. D. Influência das fibras nas propriedades do concreto. In: IBRACON – Instituto Brasileiro do Concreto, XVIII Jornadas Sul-Americanas de Engenharia Estrutural. Salvador, 1976. ALVES, S. P.; RODRIGUES, E. H. V. Sombreamento arbóreo e orientação de instalações avícolas. Revista Eng. Agríc., Jaboticabal, v.24, n.2, p.241-245, 2004. BAÊTA, F.C.; SOUZA, C.F. 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