Livro bioclimatologia-zootc3a9cnica

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Livro bioclimatologia-zootc3a9cnica

  1. 1. Leonardo Susumu TakahashiJaqueline Dalbello BillerKarina Manami TakahashiBIOCLIMATOLOGIAZOOTÉCNICA1ª EdiçãoJaboticabal2009
  2. 2. © 2009 - Todos os direitos reservadosLeonardo Susumu TakahashiJaqueline Dalbello BillerKarina Manami TakahashiDiagramação e capa: Renato TrizolioNão é permitida a reprodução total ou parcial desta obra sem a autorizaçãoexpressa dos editores.Takahashi, Leonardo SusumuT136b Bioclimatologia zootécnica / Leonardo Susumu Takahashi,Jaqueline Dalbello Biller, Karina Manami Takahashi. -- Jaboticabal :2009.91 p. ; il. ; 21 cmInclui bibliografiaISBN:1. Bioclimatologia. 2. Termorregulação. 3.Adaptação e evolução.I. Biller, Jaqueline Dalbello. II. Takahashi, Karina Manami. III. Título.CDU 591.54Ficha catalográfica elaborada pela Seção Técnica de Aquisição e Tratamento daInformação - Serviço Técnico de Biblioteca e Documentação - Unesp, Câmpus deJaboticabal.
  3. 3. APRESENTAÇÃOLeonardo Susumu Takahashi: Engenheiro Agrônomo (ESALQ-USP, 2001), Mestre em Zootecnia (FCAVJ-UNESP, 2003), Doutor emZootecnia (FCAVJ-UNESP, 2007), Pós-Doutorando (FCAVJ-UNESP,2008-2009), atualmente docente da Faculdade de Zootecnia – CampusExperimental de Dracena – UNESP.Jaqueline Dalbello Biller: Médica Veterinária (FCAVJ-UNESP,2005), Mestre em Zootecnia (FCAVJ-UNESP, 2008), Doutoranda emZootecnia (FCAVJ-UNESP).Karina Manami Takahashi: Engenheira Agrônoma (FCAVJ-UNESP, 1998), Mestre em Agronomia (FCAVJ-UNESP, 2001), Doutoraem Entomologia Agrícola (ESALQ-USP, 2005), Pós-Doutorada emEntomologia (ESALQ-USP, 2007).
  4. 4. AGRADECIMENTOSA Deus, pelas nossas vidas e luz e proteção em todos osmomentos.Agradecemos especialmente ao emérito Docente e PesquisadorProf. Dr. Roberto Gomes da Silva, pelos ensinamentos e vasto materialcientífico, sendo que alguns dados estão aqui apresentados paraenriquecer este trabalho, sem os quais não teria nenhum respaldo.Aos demais ilustres pesquisadores que divulgaram seus trabalhosna área, que também serviram para enriquecer este trabalho.À direção, aos colegas e acadêmicos do Curso de Zootecnia doCampus Experimental de Dracena – UNESP, pelo apoio e estímulonesta luta em prol da Zootecnia Brasileira.Aos nossos pais, pela realização pessoal de cada um de nós,pelo apoio em todas as horas e também pela participação em nossosmomentos de alegria.Os autores
  5. 5. SUMÁRIOI. INTRODUÇÃO AO ESTUDO DA BIOCLIMATOLOGIA .................. 1II. O MEIO AMBIENTE E ESTUDOS CORRELATOS ........................ 31. Generalidades ................................................................................ 32. Principais ciências que estudam o ambiente ................................. 53. Elementos e fatores que atuam no meio ambiente ........................ 8III. CONFORTO TÉRMICO .............................................................. 131. Generalidades .............................................................................. 132. Calor corpóreo ............................................................................. 143. Radiação solar e suas implicações .............................................. 144. Sombreamento e radiação ........................................................... 185. Radiação refletida e emitida pelo Sol........................................... 196. Determinação do estresse causado pela radiação ...................... 207. Índices ambientais ....................................................................... 21IV. TERMORREGULAÇÃO .............................................................. 241. Generalidades .............................................................................. 242. Mecanismos de transferência de energia térmica........................ 253. Regulação da temperatura corporal............................................. 29V. EFEITO DO ESTRESSE TÉRMICO E TERMORREGULAÇÃOESPECÍFICA DOS ANIMAIS....................................................... 331. Generalidades .............................................................................. 332. Efeito do estresse térmico e termorregulação em aves ............... 353. Efeito do estresse térmico e termorregulação de bovinos ........... 404. Efeitos do estresse térmico e termorregulação em suínos .......... 445. Efeito do estresse térmico e termorregulação em outrosanimais......................................................................................... 46
  6. 6. VI. ADAPTAÇÃO E EVOLUÇÃO DOS ANIMAIS ............................. 481. Generalidades .............................................................................. 482. Noções gerais da adaptação e evolução dos animais ................. 493. Aspectos morfológicos e fisiológicos preponderantes naadaptação dos animais ................................................................ 504. Adaptação e evolução por espécies ............................................ 61VII. ATUAÇÃO DO HOMEM NO BEM-ESTAR DOS ANIMAIS ........ 671. Generalidades .............................................................................. 672. Estratégias de alimentação e conforto térmico ............................ 683. Atuação do homem no bem-estar das aves ................................. 694. Atuação do homem no bem estar dos bovinos ............................ 745. Atuação do homem no bem estar de suínos................................ 78VIII. BIBLIOGRAFIA CONSULTADA ................................................ 84APÊNDICE ....................................................................................... 91
  7. 7. LISTA DE FIGURASFigura 1. Fontes de radiação térmica sobre o animal. Pode serobservada a radiação solar de ondas curtas (a); radiação deondas curtas refletidas pelas nuvens (b); radiação de ondaslongas emitidas pelo Sol e refletidas nas nuvens (c); radiaçãoceleste de ondas curtas (d); radiação de ondas longas emitidaspor corpos e objetos vizinhos (e); radiação de ondas longasemitidas pelo solo (f) e radiação de ondas curtas refletidas nasuperfície do solo (g) (SILVA, 2000) .......................................... 17Figura 2. Carga de energia recebida pelo animal ao sol (70 cal/HS/cm²) e à sombra ................................................................... 18Figura3.Esquemadocontroledatemperaturacorporal(MULLER,1982) .......................................................................................... 23Figura 4. Representação esquemática da troca de calor de umovino (CUNNINGHAM, 2004). ................................................... 25Figura 5. Esquema de transferência de calor (CUNNINGHAM,2004). ......................................................................................... 27Figura 6. Representação esquemática simplificada do processode termorregulação (SILVA, 2000 .............................................. 28Figura 7. Esquema da superfície cutânea....................................... 44Figura 8. Camadas da epiderme (SILVA, 2000).............................. 46Figura 9. Esquema da melanogênese (SILVA, 2000). .................... 46
  8. 8. Figura10.Representaçãoesquemáticadeummelanócitoinseridoentre células da camada basal da epiderme (SILVA, 2000) ...... 46Figura 11. Formação dos grânulos de melanina nos melanócitos(SILVA, 2000). ............................................................................ 46Figura 12. Folículo secundário de ovino (A) e folículo pilosoprimário (B) (SILVA, 2000). ........................................................ 47Figura 13. Folículo piloso (MULLER, 1982). ................................... 48Figura 14. Localização da glândula sudorípara do tipo écrina(MULLER, 1982). ....................................................................... 49Figura 15. Localização da glândula sudorípara do tipo apócrina(MULLER, 1982). ....................................................................... 50
  9. 9. PREFÁCIOAinda na primeira década do século XXI, deparamo-nos comartigos assustadores, que no primeiro momento nos chocam e parecematé exagero, mas fatos comprovados não deixam dúvidas.Citamos aqui apenas alguns deles: “O mundo estáderretendo”, afirmando que, pelas análises de milhares de pesquisasavaliando o aquecimento global, concluiu-se que a sobrevivência doplaneta está em alerta vermelho e que somos culpados por isso; ou“catástrofe todos os anos”, esclarecendo que o Instituto Federal deCiência e Tecnologia da Suíça prevê o futuro dominado pelos extremosclimáticos (CHARÃO, 2006) ou, ainda, “Satélites comprovam oaquecimento global”, diz a NASA, informando que a temperaturamédia global aumentou 0,43°C por década, entre os anos 1981 a1998. Em termos mais conciliadores, Cicerone (2007) publicou umartigo intitulado “Em nome dos nossos filhos” em que o autor nãoprega o abandono radical dos hábitos modernos o qual induz oaquecimento global, mas conclui que: “quanto mais ações em proldo ambiente tomar hoje, mais opções terão os nossos filhos enetos”.Com muita alegria e renovada esperança, deparamos com oartigo de Marques (2008), na Revista PESQUISA DA FAPESP – 151(setembro de 2008), com destaque na capa: “Mudanças climáticas –Especialistas de várias áreas se organizam para entender eenfrentar os novos tempos”, quando foram convocados cientistas devárias áreas a participarem do lançamento oficial, no dia 21 de agostodo “Programa FAPESP de pesquisa sobre mudanças climáticasglobais”, no qual serão investidos R$ 100 milhões em dez anos, sendoum dos temas:As mudanças climáticas sobre a agricultura e a pecuária.Sem dúvida, é uma grande notícia que nos dá esperança de um futuromelhor, ao constatar que lideranças de renomada e importante instituiçãoestão preocupando se e abrindo a possibilidade de os pesquisadores
  10. 10. disporem de recursos para estudar e, quem sabe, encontrar meios deminimizar o efeito catastrófico do aquecimento global.Neste panorama assustador e ao mesmo tempo animador,elaboramos este trabalho de forma simples e didática, com o intuito deoferecer subsídios para aqueles que se interessam pela bioclimatologiazootécnica, com esperança de contribuir não somente para omelhoramento quantitativo e qualitativo da produção animal, visandoapenas à lucratividade da criação, mas sobretudo e principalmentevisando ao bem-estar dos animais sob nossa responsabilidade.
  11. 11. I. INTRODUÇÃO AO ESTUDO DA BIOCLIMATOLOGIAPara melhor compreensão da bioclimatologia, é necessária, antesde tudo, a análise detalhada dos fenômenos naturais e dos conceitosdestes fenômenos, pois a bioclimatologia nada mais é do que o estudodos fenômenos naturais do ambiente, influenciando a vida animal evegetal.Conforme Baccari Jr. (1986), os primeiros passos sobre abioclimatologia foram dados por Hipócrates, filósofo grego, que há 2.000anos elaborou o tratado “Ar, água e lugares”, mas estudos nessa áreatêm evoluído nestes dois mil anos.Algumas definições da bioclimatologia surgiram, tal como a deBaccari Jr (1986), definindo esta ciência como “ramo da climatologiae da ecologia, que trata dos efeitos do ambiente físico sobre osorganismos vivos” e também a de Tito (1998), conceituando abioclimatologia animal como “ciência que busca entender as relaçõesentre elementos climáticos e a fisiologia animal, tendo comoperspectiva a superação de barreiras (limitações) impostas pelo meioambiente sobre a expressão do potencial genético dos animais”.Segundo Silva (2000), a bioclimatologia é “o campo especializado daclimatologia que se ocupa das relações entre biosfera e atmosfera, eé também compartilhada com a ecologia”.Então, bioclimatologia animal é a ciência que busca entender asrelações existentes entre os elementos climáticos e a fisiologia animal,tendo como meta o bom desempenho animal de acordo com o potencialgenético.Segundo Pereira (2005), mudanças climáticas têm causadotranstornos biológicos, e todas as regiões vão ser afetadas pelos efeitosnegativos do aquecimento global, pelas ações devastadoras provocadaspelo homem ao meio ambiente, penalizando principalmente os paísespobres e subdesenvolvidos que têm aumentado a frequência e aintensidade, do que é conhecido como “acontecimentos extremos”.BIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA 1
  12. 12. Chuvas intensas, inundações, deslizamentos e avalanchesocorridos no final de novembro de 2008, em Santa Catarina, não seriamconsequência das alterações do clima provocados pelo homem? E ocalor intenso (o efeito estufa) e a falta de chuva no sertão brasileiro,será que algum dia, poderão ser pelo menos atenuados? Tudo isso nosfaz lembrar as sábias palavras de Cicerone (2007): “quanto mais açõeshoje contra o aquecimento global, melhor para as futuras gerações” ouainda: “quanto mais ações em prol do ambiente forem tomadas hoje,mais opções terão nossos filhos e netos”.Mas não basta apenas despertar para o problema, sãonecessárias bases científicas para a solução ou, pelo menos paraatenuar os problemas destacados no artigo de Fabrício Marques, narevista Pesquisa – FAPESP nº 151, de setembro de 2008, “Caapiranga,no Amazonas, em outubro de 2005: o lago virou sertão”; “Seca emManaus e tornado em Florianópolis: eventos extremos”; “Cheia no rioTocantins invade Marabá: impacto provável no regime de chuvas”;“Poluição em São Paulo: risco de doenças respiratórias podemaumentar”. Esses são alguns fenômenos desastrosos apresentados peloautor, mas com certeza ocorreram muitos outros.No momento, creio não ser oportuno apenas identificar osculpados e aplicar sanções que, na maioria das vezes, são ineficazes,é necessária a conscientização dos problemas e, como enfatizaFernando Henrique Cardoso: “o esforço dos cientistas também deveser direcionado a informar e envolver a sociedade, a fim de que oconhecimento gerado se transforme em ações concretas”, concluindoque: “Sem a pressão da sociedade não há cobranças e as coisasacontecem com mais dificuldades”.Enquanto as soluções para os problemas não aparecem, nós,os pesquisadores na área zootécnica, devemos conhecer melhor asadversidades impostas aos nossos animais, encontrar meios deinterferência, de forma que os animais sob nossa responsabilidade,consigam ter melhor produtividade e, sobretudo, contribuir para o bem-estar desses animais.2 TAKAHASHI, L.S.; BILLER, J.D.; TAKAHASHI, K.M.
  13. 13. II. O MEIO AMBIENTE E ESTUDOS CORRELATOS1. GENERALIDADESO ambiente físico é constituído por quatro domínios que trocamenergia entre si, sem nenhuma dominância entre eles. São eles:litosfera, hidrosfera, biosfera e atmosfera.Litosfera é a parte externa consolidada da terra, a crosta terrestreou solo com suas características particulares, com grandes variaçõesna composição de local para local, pela sua origem e estado detransformação ao longo do tempo, desde o regolito, que é solo na suaformação sem atuação de nenhum organismo, até o solo compossibilidade de vida biológica.Hidrosfera como o próprio nome já diz, é o domínio das águasoceânicas e continentais da superfície terrestre.Biosfera é a superfície da litosfera onde se encontram os seresvivos, a porção da terra onde atua o ecossistema, isto é, o solo, a águae o ar biologicamente habitados. Em resumo, todos os seres vivosutilizam, na sua constituição, a água da hidrosfera, o nitrogênio e outrasfases da atmosfera e os minerais da litosfera.Atmosfera corresponde a camada que envolve a terra,constituída na sua maior parte por um reduzido número de elementos.Na atmosfera estão os gases “permanentes” ou “não variáveis” cujaconcentração na atmosfera é aproximadamente constante (até 90 kmde altura), e os “variáveis” representados pelos demais. Os constituintesde ar atmosférico estão apresentados na Tabela 1.A atmosfera terrestre possui uma estrutura vertical extremamentevariável quanto a inúmeros aspectos: composição, temperatura,umidade, pressão, movimento, etc.Troposfera é a camada mais baixa da atmosfera que está emcontato direto com a superfície da Terra. Tem a espessura de cerca de18 km nas proximidades do equador, diminuindo para 8 km perto dosBIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA 3
  14. 14. polos. É bastante instável e é nela que ocorrem os fenômenosmeteorológicos mais importantes.Estratosfera estende-se desde os limites superiores datroposfera até cerca de 45 km de altitude, sendo relativamente estável.Apresenta correntes horizontais de ventos fortes, que tendem a dispersaras partículas sólidas e gasosas que invadem esta área. Nesta camadaexistem poucas nuvens.Mesosfera é a camada que se estende entre 45 e 75 km dealtitude.Ionosfera é a camada entre 75 e 400 km de altitude e representao limite entre a atmosfera e o espaço exterior. Embora nessa grandealtitude a concentração de oxigênio seja muito baixa, é nessa camadaque se forma o ozônio (O3,) pela ação da radiação ultravioleta.Para fins meteorológicos, porém, é importante saber o que ocorrena troposfera, que é a primeira camada da atmosfera onde ocorre amaioria dos fenômenos meteorológicos.Tabela 1. Constituintes do ar atmosférico.4 TAKAHASHI, L.S.; BILLER, J.D.; TAKAHASHI, K.M.
  15. 15. 2. PRINCIPAIS CIÊNCIAS QUE ESTUDAM O AMBIENTEO ambiente é estudado por várias ciências, cada uma atuandoem áreas diferentes, para que, em seu conjunto, possamos entender anatureza e com isso, tentar esclarecer as causas, quando houver, eminimizar os efeitos negativos dos fenômenos naturais. E desta maneirapreservar a natureza e, ao mesmo tempo, promover o bem- estar dosanimais e vegetais.2.1. EcologiaA ecologia é a ciência que trata das inter-relações entre os seresvivos e o ambiente físico. Dependendo do ser vivo em estudo, a ecologiadivide-se em Ecologia Animal, que estuda a relação entre os animaise o meio, Ecologia Vegetal, que estuda a relação entre os vegetais e omeio e Ecologia de Micro-organismos, que estuda a relação entre osmicroorganismos e o meio.2.2. MeteorologiaRamo da física que se ocupa dos fenômenos atmosféricos(meteoros). O seu campo de atuação abrange o estudo das condiçõesatmosféricasemdadoinstante(o“tempo”),dosmovimentosatmosféricose das forças que os originam (dinâmica da atmosfera), do estudo dascondições médias e das flutuações temporais da atmosfera em um local(clima), definindo-se as especialidades básicas.2.3. ClimatologiaClimatologia estuda o clima e suas características numdeterminado lugar ou região. O clima é determinado pelos estudos devários fatores que são denominados de fatores climáticos, que são deBIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA 5
  16. 16. ordem astronômica, meteorológica e geográfica, por um período médiode 10 a 30 anos.Os elementos climáticos, como temperatura, umidade,precipitação, ventos, radiação, pressões barométricas e ionização, sãoefeitos ou condições de momentos que derivam dos fatores climáticosmais constantes ou de características locais. Alguns desses fatores,como latitude, altitude, distribuição da terra, da água e contornos doscontinentes, são físicos, já as correntes marítimas e vegetação sãodependentes intermediários entre fatores físicos e os elementosclimáticos.Entre os fatores de ordem meteorológica, podemos citar asmassas de ar que podem estagnar num determinado local, influenciando,sobretudo, a temperatura, pelo tempo em que estiverem paradas nestelocal. Além disto, essas massas podem locomover-se para outrasregiões,modificandoascaracterísticasdasregiõesparaondesemovem.De acordo com a latitude da região onde se formam essas massas sãodenominadas de equatorial, tropical, ártica ou polar ou, ainda,classificando-se de acordo com a área, oceânica ou terrestre, sendochamadas de marítima ou continental.Outro fato meteorológico é a camada da atmosfera, pois a massagasosa da Terra é formada de várias camadas que são atravessadaspela radiação solar. Essa intensidade sobre a superfície terrestremodifica-se bastante. O total de energia radiante emitida pelo Sol sobrea Terra tem o seguinte destino: parte é difundida nas camadasatmosféricas e perdida nas nuvens, outra parte é refletida pela atmosferae perde-se, e, portanto, a energia radiante que chega à superfícieterrestre é em torno de 1/3 da energia emitida pelo Sol (SILVA, 2000), equando existem fatores que favorecem maior incidência de radiaçãosolar na Terra, ocorre maior contribuição para o aquecimento global.Um fator de ordem meteorológica muito importante é o limite dedisponibilidade solar para a produção de alimento humano que estádiretamente relacionado à produção e utilização de carbono, elemento6 TAKAHASHI, L.S.; BILLER, J.D.; TAKAHASHI, K.M.
  17. 17. fundamental na formação de vida. Um homem de 70 kg de peso possui12 kg de carbono na constituição (MULLER, 1982), e para poder entãoa humanidade manter o consumo de carbono, o homem teria dealimentar-se do seu semelhante. Porém, existe na natureza afotossíntese, fenômeno biológico em que os vegetais são capazes detransformar a energia radiante em energia química, utilizando o CO2disponível na atmosfera, incorporando-o no vegetal que alimenta ohomem e os animais que também são consumidos pelo homem, o quepodemos chamar de conversão de energia solar em alimento humano.Muller (1982) apresenta dados bastante interessantes sobre a superfíciedo solo necessária para produzir energia alimentícia para o homem emum ano, que são: alga – somente 1 m² seria o suficiente, batata – seriamnecessários 600 m², leite – 1.500 m², carne de suíno – 4.000 m², e ovos– 20.000 m².Nos fatores geográficos, o elemento de maior influência é alatitude, pois o Hemisfério Norte apresenta 39,3% de solo e 60,7% deágua, o Hemisfério Sul, a terra apresenta apenas 10,1% e a água 89,7%.Portanto, o Hemisfério Norte apresenta menor quantidade de água,fator este que produz influencia o clima de cada região. Caso a Terrafosse fisicamente uniforme, o verão seria mais quente e o inverno maisfrio no Hemisfério Sul pela inclinação do eixo da Terra em relação aoSol. Porém, tal fato não ocorre pela quantidade de água ser maior noHemisfério Sul, e a energia do Sol é absorvida pela água dos oceanos,ocorrendo o seguinte: a água fria de baixo para cima libera frio, resfriandomais a Terra no verão e no inverno ela libera calor, amenizando o frio noHemisfério Sul.2.4. BioclimatologiaEntre as mais variadas definições sobre bioclimatologia, a formamais simples e ao mesmo tempo mais ampla, é a que define como oestudo da inter-relação entre clima, solo, planta e animais,BIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA 7
  18. 18. complementado como um ramo da ecologia que estuda as reações eadaptações dos organismos vivos no ambiente em que vivem. Na áreazootécnica, em países de clima quente como o nosso, um dos objetivos,senão o principal, é estudar o efeito do estresse térmico pelo excessode calor sobre o desempenho produtivo e reprodutivo dos animais.Através desse estudo, definem-se o tipo e disposição das instalações eos métodos de manejo, com o objetivo de minimizar o efeito ouproporcionar o conforto térmico.3. ELEMENTOS E FATORES QUE ATUAM NO MEIO AMBIENTEElementos não variáveis que caracterizam o estado da atmosferae os fatores são agentes casuais que condicionam os elementosclimáticos, determinando o clima da região. Pois clima, segundoKöeppen, é o somatório das condições atmosféricas que fazem umlugar da superfície ser ou não ser habitável pelos homens, animais eplantas, ou ainda, clima é a interação de fatores meteorológicos queconferem a uma região suas características e sua individualidade(THORNTHWAITE, 1948). Os principais agentes que atuam no ambientesão:Radiação solar: a vida na Terra depende da radiação solar.Segundo Silva (2000), toda energia para os processos físicos ebiológicos da superfície terrestre provém do Sol, e muitos aspectos dabioclimatologia envolvem fenômenos de transferência destas energiasem sua forma radiante. Apesar da importância fundamental e vital paraa biosfera, apenas em torno de 30 % da radiação solar são absorvidospela Terra.Temperatura do ar: a temperatura é medida de acordo com aquantidade de calor do ar. O calor recebido do Sol a Terra conserva eirradia para a atmosfera, daí a diferença de temperatura entre o dia detemperatura mais alta e a noite de temperatura mais fria. Porém, pelo8 TAKAHASHI, L.S.; BILLER, J.D.; TAKAHASHI, K.M.
  19. 19. fato da superfície terrestre absorver e irradiar o calor, o início da noite égeralmente mais quente que a madrugada, antes de nascer o Sol.A temperatura do ar sofre influência de vários fatores, como:horário do dia, sendo geralmente observada temperatura mais alta porvolta das 15 h e mais fria durante a madrugada, estação do ano, sendoa estação mais fria o inverno e a mais quente o verão, pela distância daTerra e do Sol em sua translocação durante o ano, ocorrendo emaltitudes menores temperaturas maiores, isto porque a camada de arestá mais distante da superfície da Terra, que irradia calor, além do arrarefeito absorver menos calor, latitude, isto é, à medida que nosdistanciamos da linha do equador, a temperatura torna-se mais baixa,porque sobre o equador os raios solares incidem perpendicularmente,e à medida que nos afastamos em direção ao pólo, aumenta a inclinaçãodos raios solares, nebulosidade, pois as nuvens diminuem a dispersãode massas aquecidas para camadas mais altas, por isso as noitesestreladas e sem nuvens são sempre mais frias, distribuição das terrase águas, pois a água demora mais para aquecer e também para esfriarque a terra, além de outros fatores, tais como a vegetação, correntemarítima, ventos, chuvas e construção de alvenaria, asfalto, etc.A temperatura é medida por termômetros, que podem diferir deacordo com o elemento sensível (mercúrio, álcool e hidrocarboneto),sendo o mais utilizado o mercúrio, pela sua precisão. Quanto à escala,pode ser em graus centígrados ou em graus Fahrenheit, sendo o maisusual o centígrado, cuja escala vai de 0°C (gelo fundente) a 100 °C(água em ebulição), 0 °C corresponde a 32 °F, e 100 °C corresponde a212 °F. De acordo com a temperatura durante o ano, segundo Köeppen,as zonas térmicas são divididas da seguinte forma:Zona tropical: pequena variação de temperatura, com calordurante o ano, não menor de 20 °C.Zona subtropical: temperatura acima de 20 °C, de 1 a 8 meses,diferença de temperaturas máximas e mínimas de 7 a 18 °C, de acordocom a altitude e a latitude.BIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA 9
  20. 20. Zona temperada: temperatura inferior a 20 °C, no mínimo 8 mesesao ano, com estações bem definidas.Zona fria: apenas 4 meses com temperatura acima de 10 °C,sem verão.Zona polar: temperatura abaixo de 10 °C o ano todo.Pressão atmosférica: a pressão atmosférica equivale ao peso deuma coluna de mercúrio com 760 mm de altura e 1 cm² de base aonível do mar, e é medida geralmente por barômetros de mercúrio, porser mais exato.Apressão varia de acordo com a hora do dia e a estaçãodo ano, em função da temperatura e possui grande variação de acordocom a altitude. Com o aumento da altitude, diminui a densidade dascamadas de ar, até a altitude de 300 m e a cada 10 a 11 m diminui 1 mmna pressão atmosférica.Ao nível do mar, ou seja, altitude zero, a pressãoatmosférica é de 760 mm, diminuindo à medida que a altitude sobe; porexemplo, a 20.000 m de altitude, a pressão é de 41 mm.A pressão atmosférica é importante no deslocamento do ar nosentido horizontal. Pois o vento, na existência de um gradiente depressão atmosférica, desloca-se da região de maior para a de menorpressão.Vento: com a movimentação das massas de ar de uma região demaior pressão para outra de menor pressão, formam-se os ventos, cujaintensidade varia de acordo com este gradiente de pressão, mas a suavelocidade é influenciada pelas características da superfície terrestre,ou seja, pela existência ou não de vegetação, de montanhas ou deoutros acidentes geográficos como vale, água, etc. Outro fator muitoimportante que deve ser considerado é a velocidade e a direção dosventos em função da diferença de como se aquecem e se esfriam aterra e a água. Por exemplo, as brisas aparecem nas regiões banhadaspelo mar durante o dia (10 h até o entardecer), a brisa marítima soprado mar para a terra, pois a terra se aquece mais depressa do que aágua do mar. Durante a noite, a brisa tem o sentido contrário, isto é,sopra do continente para o mar, sendo denominada de brisa terrestre,pois a terra esfria mais depressa que o mar.10 TAKAHASHI, L.S.; BILLER, J.D.; TAKAHASHI, K.M.
  21. 21. Umidade atmosférica: existem duas formas de se expressar aumidade atmosférica: a) umidade absoluta, que é o peso do vapor deágua contido em 1 m³ de ar, conforme a temperatura pode variar estaquantidade, e b) umidade relativa do ar, que é a relação existente entrea quantidade de vapor de água contida no ar e a quantidade máximaque pode suportar, a uma dada temperatura, sem que ocorra aprecipitação.Nebulosidade atmosférica: quando o ar atmosférico está saturadode vapor de água ele sofre uma diminuição de temperatura, ocorrendoa condensação, formando gotas de água em suspensão no ar eprovocando o nevoeiro ou as nuvens. A formação dessa suspensão degotículas de água na atmosfera pode ser causada pela mistura de duasmassas de ar de temperaturas diferentes, passagem de massas de arquente por uma superfície fria, e vento frio sobre uma superfície líquidamais quente.Denomina-se de nevoeiro a nebulosidade que se forma nacamada inferior da atmosfera na superfície terrestre, e de nuvens,quando se forma na camada mais elevada, com nomenclatura diferenteconforme a altura. De 8.000 a 11.000 m, recebe a denominação decirros, de 2.000 a 6.000 m, cúmulos, de 500 a 1000 m, estratos, e quandosão bem baixas e secas, nimbos.Precipitação atmosférica: as precipitações que ocorrem nasuperfície terrestre podem ser orvalho, geralmente formado em noitesclaras e sem vento, quando a superfície terrestre fica mais fria que o ar.Neste caso, o vapor de água precipita-se em gotículas, cobrem objetose vegetação e quando a temperatura da superfície fica menor que 0°C, o orvalho congela e produz a geada.As precipitações que ocorrem na troposfera são resultantes doencontro de camadas de ar frio com uma nuvem saturada de vapor,formando gotículas que se congelam em pequenos cristais hexagonaise se precipitam, formando neve. Ou granizo, quando a precipitaçãoresultante do vapor de água contida na nuvem cai em pequenas gotasBIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA 11
  22. 22. congeladas que em contato com a camada fria da atmosfera chegamao solo em forma de pedras de gelo, por isso são conhecidasvulgarmente como “chuva de pedra”.As chuvas, importantes entre as precipitações, ocorrem quandonuvens saturadas de vapor de água, em contato com uma camada dear frio, precipitam-se em gotas de água.Aquantidade de água da chuvaé medida pelo pluviômetro e é dada em mm, podendo ser medida emuma única chuva ou acumulada em um mês ou ano. É importanteconhecer o total de chuvas caídas em um ano, porém é mais importanteainda a distribuição durante o ano.Através destes dados, temos o regimepluviométrico, sempre medido em mm.12 TAKAHASHI, L.S.; BILLER, J.D.; TAKAHASHI, K.M.
  23. 23. III. CONFORTO TÉRMICO1. GENERALIDADESConforto térmico para animais homeotérmicos é quando oanimal se encontra em um ambiente de equilíbrio térmico, ou seja,situação em que o animal não necessita mobilizar os recursos determorregulação para se ajustar às condições ambientais. Portanto,o animal não sofre estresse pelo frio ou pelo calor. Nestas condições,desde que alimentado adequadamente, o animal apresenta o máximodo desempenho produtivo de acordo com o potencial genético.Os limites de temperatura ideal para o conforto animal estãocondicionados a vários fatores, tais como: espécie, raça, peso, idade,estado fisiológico, condição nutricional e fatores ambientais variados.Segundo Silva (2000), alguns autores determinam o conforto térmicode várias espécies de animais, baseando-se na umidade e natemperatura. É bem verdade que estes dois fatores são determinantes,porém é importante que se considere, também, a radiação solar, paranão corrermos o risco de não considerar a diferença entre animaismantidos no interior de um abrigo à sombra e sob o sol direto. Outrofator que pode atuar na termoneutralidade é o vento. Em um ambientecom a mesma temperatura, mesma umidade do ar e mesmaintensidade da radiação solar, a presença do vento influenciadiretamente no bem-estar do animal.A importância do conforto animal reside no fato de que, natermoneutralidade, o gasto de energia para a mantença do animalocorre a nível mínimo e desta forma, a energia metabolizada podeser direcionada quase que na totalidade para os processos produtivos,não ocorrendo o consumo de energia de que todo e qualquermecanismo de termorregulação necessita.BIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA 13
  24. 24. 2. CALOR CORPÓREOPara as funções básicas, ou seja, para as reações químicas doorganismo, os animais dependem da temperatura corpórea.Aelevaçãoda temperatura acelera as reações provocando uma diminuição dasatividades. Para que não ocorram essas flutuações nas funçõesfisiológicas pela variação da temperatura, os animais homeotérmicosdesenvolveram um meio pelo qual a temperatura corporal é mantidarelativamente constante, diferentemente dos animais pecilotermos, cujatemperatura corporal varia com a temperatura ambiente.As temperaturas das partes do corpo podem diferir devido àsdiferentes taxas metabólicas, ao fluxo sanguíneo ou a distância dasuperfície. O fígado e o encéfalo podem ter uma temperatura mais altado que o sangue. A temperatura central do corpo é mais alta do que atemperatura dos membros e das orelhas ou qualquer outra parte externado corpo. Isto acontece porque a produção de calor interno éconsequência do metabolismo que, no processo de reações químicasdo alimento, gera calor, e quanto mais distante da fonte de calor, menora quantidade de calor.Considerando que o sangue circulante é um distribuidor de calorcorpóreo, o calor pode ser levado e exposto a um gradiente detemperatura na superfície da pele e dissipado para o meio ambiente. Afacilidade ou não da dissipação de calor para o ambiente dependebasicamente dos fatores ambientais e, particularmente, da temperaturado ambiente, que é diretamente proporcional à intensidade da radiaçãosolar.3. RADIAÇÃO SOLAR E SUAS IMPLICAÇÕESA radiação solar é uma energia eletromagnética de ondas curtas,que atinge a Terra e é a fonte principal de calor no ambiente, portanto é14 TAKAHASHI, L.S.; BILLER, J.D.; TAKAHASHI, K.M.
  25. 25. imprescindível para a vida na Terra. Da energia solar, grande parte éperdida na atmosfera, da seguinte forma:• Por reflexão: 30% são refletidas pelas camadas de nuvens de voltapara o espaço, e 6% são refletida pela superfície terrestre.• Por absorção: 15% são absorvidas na atmosfera pelo vapor de água,CO2e partículas (aerossóis) e 3% são absorvidas na ionosfera, naformação de ozônio.• Pordispersão:15%sãodispersadaspelaspartículassólidasegasosas.Portanto, da radiação solar, apenas 31% atingem a superfícieterrestre.As parcelas da radiação que atingem a superfície da Terra sãoconstituídas basicamente por ondas curtas (0,3 a 4,0 µm). A energiasolar que atinge a superfície terrestre ao nível do mar raramente excede1.088 a 1.120 W/m², mesmo nos dias mais claros; em média, acha-seao redor de 900 a 980 W/m².A banda UVC (0,20 – 0,28 µm) apresenta um efeito biológicoparticularmente intenso e perigoso, mas é quase toda absorvida pelacamada de ozônio e não ultrapassa a estratosfera. A banda UVB (0,28– 0,32 µm) é importante para a síntese de vitamina D, mas apresentariscos de dano celular quando há exposição excessiva a ela. Os raiosda banda UVA (0,32 – 0,40 µm) são menos penetrantes e estãoassociados à síntese de melanina.Entretanto a radiação solar tem vários efeitos biológicosimportantes, entre eles: síntese orgânica (fotossíntese, síntese devitamina D); transformação da matéria (melanogênese, eritemas, efeitosbactericidas), e efeitos diversos (fotoperiodismo, fototropismo, fototaxia,movimentos fotonásticos, germinação de sementes, fotomorfose,estímulos nervosos e glandulares).3.1. Efeito da latitude na radiação solarLatitude é a distância angular entre um ponto qualquer dasuperfície terrestre e o equador. É contada de 0° a 90°, do equador emBIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA 15
  26. 26. direção aos polos norte e sul. Dois fatores relacionam a latitude e aradiação solar: a diferença nas inclinações dos raios solares devido àredondeza da Terra e as diferenças na espessura das camadas daatmosfera. Sobre o equador, os raios solares incidemperpendicularmente e à medida que se afasta em direção aos polos,aumenta a espessura das camadas da atmosfera que os raios solarestèm de atravessar.3.2. Radiação e conforto térmicoO balanço térmico ou a radiação trocada entre o animal e omeio ambiente depende dos tipos de exposição do animal à radiação.A radiação chega ao animal de duas formas: radiação solar direta –através da pelagem ou pelo, 50 a 70% do total em um ambiente abertoe radiação solar difusa – retransmissão do calor radiante.As trocas térmicas por radiação entre os animais e seu ambiente(climas tropicais) determinam as diferenças entre um ambientetolerável ou insuportável. Todo e qualquer objeto ou superfície, cujatemperatura esteja acima de zero absoluto (0 °C ou – 273,15 °F)representa fonte de radiação térmica. Além disto, alguns outrosconceitos são importantes, como:• Energia radiante: absorvida e convertida em energia calorífica.• Irradiação solar (Q): quantidade de radiação por unidade de áreae de tempo, recebida por uma superfície da Terra, sendo expressaem joule/m² s ou watt/m² (1 J/s = 1 W). Outra forma de expressá-laé em caloria/cm³ min = 697,7 W/m².• Temperatura Radiante Média (TRM): temperatura média doconjunto de todas as superfícies reais e virtuais ao redor de umanimal, em um dado local. Supõe-se que o animal esteja no centrode um envoltório esférico infinitamente grande, cuja superfícieinterna seja um corpo negro.• Carga Térmica Radiante (CTR): quantidade de energia que o animaltroca com as superfícies ao seu redor. Quantidade total de energia16 TAKAHASHI, L.S.; BILLER, J.D.; TAKAHASHI, K.M.
  27. 27. térmica trocada por um indivíduo através de radiação com o meioambiente.Figura 1. Fontes de radiação térmica sobre o animal. Pode ser observada aradiação solar de ondas curtas (a); radiação de ondas curtasrefletidas pelas nuvens (b); radiação de ondas longas emitidaspelo Sol e refletidas nas nuvens (c); radiação celeste de ondascurtas (d); radiação de ondas longas emitidas por corpos e objetosvizinhos (e); radiação de ondas longas emitidas pelo solo (f) eradiação de ondas curtas refletidas na superfície do solo (g) (SILVA,2000).A velocidade do vento é um fator fundamental para adeterminação das trocas térmicas por convecção e evaporação, influindodiretamente no conforto térmico.Aradiação solar que atinge a superfícieterrestre é mais ou menos absorvida pelo terreno, dependendo daBIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA 17
  28. 28. natureza do mesmo. Em consequência, a superfície transfere energiatérmica para as moléculas de ar imediatamente em contato com elas(convecção). Quando a diferença de densidade do ar adjacente àsuperfície for tão grande em relação à densidade da atmosferacircundante que força ascensional permita vencer a gravidade, entãouma bolha de ar aquecido desloca-se para cima e abre embaixo umazona de baixa pressão, sendo imediatamente preenchida pelo ar menosquente e mais denso das vizinhanças.Outro fator que influencia as trocas térmicas entre o animal e oambiente é a umidade relativa do ar. Quando o ambiente está quente eseco, a evaporação processa-se de uma maneira mais rápida e podeocorrer irritação cutânea e desidratação geral. Por outro lado, emambiente quente e úmido, a evaporação é muito lenta e causa reduçãona termólise, aumentando o estresse pelo calor.4. SOMBREAMENTO E RADIAÇÃONo interior de abrigos a radiação solar direta e,consequentemente, a carga térmica radiante pode ser reduzida. Aeficiência do sombreamento depende da radiação proveniente do Sol,do céu aberto, do solo e das demais superfícies que rodeiam os animais,além da própria estrutura da sombra.OsprincipaisfatoresqueinfluenciamnaCTRnointeriordeabrigossão:• Orientação – eixo longitudinal leste-oeste resulta em menor CTRinterna do que na orientação norte-sul, pois nessa orientação aradiação solar incide diretamente numa grande área da paredelateral;• Altura do teto (pé-direito)–quantomaiorestaalturamaioraproporçãode céu aberto (superfície mais fria que o resto do ambiente);• Existência de paredes – bloqueia a radiação térmica de origemexterna, porém há menor ventilação e maior incremento de calor18 TAKAHASHI, L.S.; BILLER, J.D.; TAKAHASHI, K.M.
  29. 29. devido a fontes internas de radiação e emissão de energia absorvidapelas paredes.Além disto, os materiais usados na construção de abrigos devemapresentar como características:• possuir elevada refletividade na superfície exterior exposta à radiaçãoincidente;• possuir baixa condutividade térmica para evitar a transmissão deenergia térmica para o interior do abrigo;• possuir estrutura da superfície favorável a dissipação do calor porconvecção.Figura 2. Carga de energia recebida pelo animal ao sol (70 cal/HS/cm²) e àsombra (40 cal/HS/cm²).5. RADIAÇÃO REFLETIDA E EMITIDA PELO SOLDa radiação solar que atinge a superfície do solo, parte é refletidae parte é absorvida. A porção de energia procedente do Sol absorvidapelo solo, o aquece, resultando na emissão de radiação de ondas longasde comprimento proporcional à temperatura do solo (Lei de Wien).Dependendo do material que cobre o solo, a absorção pode variar(Tabela 2 e 3).BIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA 19
  30. 30. Tabela 2. Absorção e emissão de calor por diferentes tipos de piso.Fonte: Silva, 2000.Tabela 3. Influência da cobertura vegetal na carga térmica radiante.Fonte: Silva, 2000.6. DETERMINAÇÃO DO ESTRESSE CAUSADO PELA RADIAÇÃOPara estimar valores aproximados de estresse causado pelaradiação, utiliza-se o globo de Vernon ou globo negro. Essadeterminação torna-se de grande importância em climas tropicais.Trata-se de um globo oco de metal (geralmente cobre) de diâmetros variáveis,superfície externa pintada de preto fosco e provido de termômetro paraa medição de sua temperatura interna.O globo é colocado no espaço que o animal ocuparia, permitindouma estimativa dos efeitos combinados da energia térmica radianteprocedente do meio ambiente, em todas as direções possíveis, datemperatura do ar e da velocidade do vento, dando assim uma medida20 TAKAHASHI, L.S.; BILLER, J.D.; TAKAHASHI, K.M.
  31. 31. do conforto térmico proporcionado pelo ambiente nessas determinadascondições, supondo-se não haver trocas térmicas por evaporação entreo ambiente e o animal.Utiliza-seoglobodeVernoncomomodelofísico,permitindoestimaroestresseemanimaisdesprezandoatermóliseevaporativa.Parasimularo processo de sudação, e consequentemente a termólise através daevaporação cutânea, o globo pode possuir uma superfície úmida.Quando o equipamento é colocado em um determinado local, oglobo troca energia térmica com o ambiente através de mecanismos deradiação e convecção, até que seja atingido um estado de equilíbrioem que o calor ganho e o dissipado se igualam.A partir da temperatura de globo é possível se determinar aTemperatura Radiante Média e a Carga Térmica Radiante (Esmay,1982), pelas fórmulas:TRM = 100 {[2,51(Vv)0,5(Tg – Ts) + (Tg/100)4]0,25} (W m-2) e CTR(W m-2)=s(TRM)4,onde:Tg =temperaturadeglobo(K),Ts=temperaturade bulbo seco ou ambiente (K), Vv = velocidade do vento (m s-1) econstante de Stefan-Boltzmann (K-4.W.m-2) s = 5,67.10-8.7. ÍNDICES AMBIENTAISComo vimos diversos fatores podem influenciar no confortotérmico dos animais e a associação desses fatores constitui diferentesambientes. Dessa forma, para possibilitar a comparação entre ambientesdistintos, no que diz respeito a fatores climáticos que influenciam oconforto térmico, foram propostos alguns índices ambientais, como osapresentados a seguir.7.1. Índice de Temperatura e Umidade (THI ou ITU) – Thom (1958)Proposto inicialmente para caracterizar ambientes quanto aoconforto térmico de humanos, não leva em consideração a radiaçãoBIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA 21
  32. 32. térmica, não mostrando diferenças para ambientes no interior de abrigos,à sombra ou sob o sol direto.ITU = Ts + 0,36 Tpo + 41,5Onde:Ts = temperatura ambiente (°C);Tpo = temperatura de ponto de orvalho(1)(°C);De modo geral, dependendo do valor de ITU observado, oambiente pode ser classificado como:ITU = 70 – condição normal;70 < ITU < 78 – crítico;79 < ITU < 83 – perigo;ITU > 83 – emergência.7.2. Índice de Globo Negro e Umidade (BGHI ou IGNU) – Buffingtonet al. (1981)Na tentativa de contornar a limitação do ITU, por não levar emconsideração a radiação, foi proposto o índice de globo negro e umidade:IGNU = Tg + 0,36 Tpo + 41,5Onde:Tg = temperatura do globo negro (°C),Tpo = temperatura de ponto de orvalho (°C).Este índice é bastante usado na bioclimatologia zootécnica, poisleva em consideração, através da temperatura de globo negro colocadona posição em que o animal ocuparia no ambiente, os efeitoscombinados da radiação solar e do vento. Entretanto, este índicedespreza a termólise evaporativa que os animais apresentam comomecanismo termorregulatório.22 TAKAHASHI, L.S.; BILLER, J.D.; TAKAHASHI, K.M.
  33. 33. 7.3. Índice de Globo Úmido (WBGT) – Yaglou e Minardi (1957)Índice desenvolvido para caracterizar ambientes, especialmenteimportante para indivíduos com termólise evaporativa significativaatravés da evaporação cutânea. A principal crítica a esse índice é quedespreza o movimento do ar.WBGT = 0,7 Tu + 0,3 TgOnde:Tu = temperatura de bulbo úmido (°C),Tg = temperatura de globo negro (°C).Embora estes três índices apresentados estejam entre os maispopulares, apresentam suas deficiências e limitações. Portanto,constantemente outros índices vêm sendo propostos e validados. Agrande dificuldade continua sendo a aplicação destes índices emdiferentes condições.BIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA 23
  34. 34. IV. TERMORREGULAÇÃO1. GENERALIDADESEntende-se por termorregulação o processo de controle datemperatura corporal de um animal em um ambiente qualquer, quandohá um gradiente de temperatura, ou seja, quando o animal não seencontra em termoneutralidade.Os seres vivos são sistemas geradores de energia térmica,produzida no processo metabólico de manutenção das funções vitaisdo organismo. A energia química, denominada de taxa metabólica,proveniente da transformação dos alimentos, dá origem à energiamecânica, isto é, atividade muscular.Além disto, ocorre troca de energiacom o ambiente, denominada de energia térmica, que ocorre dediferentes modos: radiação, convecção e condução.Em um dado momento, o organismo está ganhando e perdendoenergia, ou seja, o animal deve estar em equilíbrio térmico com oambiente, a não ser quando o animal permanece numa condição detrabalho invariável em um ambiente absolutamente inalterado.Normalmente, o animal está em uma troca constante de energia e atemperatura corporal depende do equilíbrio entre os mecanismos deprodução, ganho e perda de calor. Essa necessidade de troca de calorpara proporcionar o conforto térmico ao animal apresenta grandesdiferenças entre os tipos de animais.Nos animais pecilotérmicos, considerados animais de sangue frioou animais ectotérmicos, a temperatura corporal varia com o meioambiente externo em que vivem. Esses animais exigem menor energia,conseguindo sobreviver a longos períodos de escassez de alimento,pois despendem menor quantidade de energia na produção de calor,vivendo com baixa taxa metabólica. Por isso, podem utilizar grandeparte de seu aporte de energia no crescimento e na reprodução, porémcomo não dispõem de mecanismos eficazes, no inverno, a maioria dos24 TAKAHASHI, L.S.; BILLER, J.D.; TAKAHASHI, K.M.
  35. 35. répteis e anfíbios hibernam, pois é uma maneira de sobreviver com omínimo de taxa metabólica, mas com o retorno das temperaturas maisquentes, voltam às atividades normais de sobrevivência e procriação.Nos animais homeotérmicos ou animais de sangue quente, atemperatura corporal não acompanha a do meio ambiente. Por estefato, todos esses animais apresentam mecanismos para produzir calorquando a temperatura ambiente está abaixo da corporal e tambémdissipar o calor, quando em excesso, pela energia metabólica e pelairradiação que recebe do meio ambiente. Quando estes mecanismosnão conseguem manter a temperatura corporal no conforto térmico,podem sofrer transtornos fisiológicos, tais como:• Choque pelo calor: ocorre quando a produção ou ganho de calorexcede as perdas, resultando em aumento de temperatura corporal(hipertermia). Quando ultrapassa 41,5 a 42,5 °C a função celularfica seriamente prejudicada, e o animal perde a consciência. Atemperatura letal é aquela na qual ocorre a morte do animal, emtorno de 45 °C;• Choque pelo frio: ocorre quando as perdas de calor ultrapassam asua produção e ganho, de tal forma que a temperatura corporal caianíveisperigosos(hipertermia).Acapacidadehipotalâmicaderegulara temperatura corporal fica prejudicada. A uma temperatura abaixode 29 °C ocorre a parada cardíaca;• Febre: é uma elevação da temperatura corporal, resultante deaumento no “set point” provocado por pirógenos exógenos e/ouendógenos. O organismo inicia respostas para conservar e produzircalor até que a temperatura corporal alcance de novo o “set point”.2. MECANISMOS DE TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA TÉRMICAOs animais homeotérmicos precisam manter a temperaturafisiológica para produzir com o máximo de eficiência. Para isto dispõemBIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA 25
  36. 36. de um centro termorregulador localizado no sistema nervoso central.Este centro receptor se localiza no hipotálamo, que funciona como umtermostato fisiológico e, quando a temperatura do animal está fora datermoneutralidade, comanda a mudança de produção ou perda de calor.O hipotálamo controla a produção e a dissipação de calor porvários mecanismos que serão discutidos na sequência. Na Figura 3, éapresentado o esquema do mecanismo para o controle de temperaturacorporal, segundo Muller (1982).Figura 3. Esquema do controle da temperatura corporal (MULLER, 1982)As células especializadas funcionam com termorreceptoresperiféricos que captam sensações e levam ao sistema nervoso central.Quando as células receptoras periféricas sentem o calor, estasensação é transmitida na parte anterior do hipotálamo, e estecomanda a perda de calor por vasodilatação, sudorese, aumento nonúmero de movimentos respiratórios e mudanças comportamentais.Quando as células receptoras recebem a sensação de frio, éencaminhado para a porção posterior do hipotálamo, desencadeandoa conservação e produção de calor, através da vasoconstrição,piloereção, tremores, oxidação do tecido adiposo e alteraçõescomportamentais.26 TAKAHASHI, L.S.; BILLER, J.D.; TAKAHASHI, K.M.
  37. 37. Os animais, para estarem em homeotermia, necessitam de umaconstante troca de calor, e os principais mecanismos são: radiação,convecção e, somente para a dissipação de calor, a evaporação. Pordefinição, a radiação é a transferência de energia térmica de um corpopara o outro, através de ondas eletromagnéticas. Qualquer superfície,cuja temperatura esteja acima do zero absoluto (-273,15 °C ou 0 °K),emite radiação térmica. O fluxo de calor neste processo, depende datemperatura e da natureza da superfície da pele, por exemplo, animaisde cor clara refletem mais radiação que animais de cores escuras.A energia incidente na superfície entra sob a forma de ondasde radiação térmica que pode ser refletida, absorvida e transmitida.As propriedades da superfície quanto à transferência de radiaçãopodem ser: reflexividade, absorvidade, transmissidade e emissividade.A condução é a transferência de energia térmica entre corpos,entre partes de um mesmo corpo, por meio de energia cinética damovimentação das moléculas ou pela movimentação de elétrons livres.Esse fluxo passa das moléculas de alta energia para as de baixa,portanto necessitando de contato direto. É um processo importantena termorregulação do animal, pois este processo permite a passagemde calor desde o núcleo central do organismo até a superfície corporalexterna, através do contato entre partículas dos tecidos, e também éresponsável pela passagem do calor da superfície da pele para omeio. A velocidade depende do gradiente térmico entre a pele e omeio.A convecção é a transferência de energia através um fluido líquidoou gasoso. A corrente de fluido absorve energia térmica em um dadolocal e, então, desloca-se para o outro lado, onde se mistura e transfereenergia. Ocorre a transferência de energia devido à movimentação dear, cujas moléculas são de corpos mais quentes para os mais frios,portanto os fatores nesse processo são a movimentação do ar e aextensão da superfície corporal.Aconvecçãopodesernaturaloupassivaquando ocorre o deslocamento do fluido por diferença na densidade.BIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA 27
  38. 38. Mas pode ser forçada ou ativa, quando o deslocamento do fluido ocorrepor forças ativas, como bombas, ventiladores, mecanismos geradoresde ventos ou turbulências.Enqunato a evaporação é a transferência de calor pela passagemdas moléculas de água ao ar, sob a forma de vapor. Esse mecanismode dissipação de calor pode ocorrer na pele e nas vias respiratórias. Éum processo muito importante, pois em temperaturas elevadas, a maiorparte da dissipação de calor ocorre por evaporação.O animal perde calor quando a água contida no suor, na saliva enas secreções respiratórias é transformada em vapor de água. A perdado calor por evaporação é contínua, mesmo em condições termoneutras,devido à ocorrência de difusão de água através da pele (sudorese) evapor de água nas vias respiratórias.A sudorese ou sudação ocorre a partir de glândulas sudoríparas(écrinas e apócrinas) localizadas na derme.Amaior parte dos mamíferosplacentários possui glândulas sudoríparas , mas, nos cães e suínos,estas glândulas são pouco desenvolvidas.Nos mamíferos ungulados, as glândulas apócrinas sãoassociadas ao folículo piloso (produzem secreção contendo proteínas).Nos primatas, as glândulas são écrinas, uma solução aquosasemelhante ao plasma. Os animais domésticos que mais suam, pelaordem decrescente de importância desse mecanismo para atermorregulação, são os equinos, asininos, bovinos, bubalinos, caprinos,ovinos e suínos.Além disto, existem sensíveis diferenças entre as raçasdesses animais.O ofego ou hiperpneia é a forma de aumentar a evaporação pelasvias respiratórias, principal meio de perda de calor por evaporação emaves, suínos, cães e ovinos submetidos a altas temperaturas. A perdade água provoca no animal um aumento no consumo para fazer areposição.Uma representação gráfica da troca de calor de um animal como meio ambiente é apresentada por Cunningham (2004), onde se pode28 TAKAHASHI, L.S.; BILLER, J.D.; TAKAHASHI, K.M.
  39. 39. observar como o animal recebe irradiação do meio ambiente e comopode dissipar o excesso de calor (Figura 4).Figura 4. Representação esquemática da troca de calor de um ovino(CUNNINGHAM, 2004).3. REGULAÇÃO DA TEMPERATURA CORPORALPara a transferência de calor, os tecidos são maus condutores, epor este fato, o calor é transmitido mais efetivamente pelo sangue. Emaltas temperaturas do ambiente, o fluxo sanguíneo aumenta, asarteríolas dos leitos vasculares dilatam-se e aumenta o fluxo sanguíneocapilar. Aumenta a temperatura nos membros e a perda de calor pelapele. No frio, o fluxo sanguíneo cutâneo diminui pela vasoconstriçãonos leitos vasculares cutâneos e diminui a temperatura nos membros ea perda de calor pela pele.A regulação da temperatura corporal é comandada pelohipotálamo, que possui dois tipos de neurônios: um respondendo aoBIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA 29
  40. 40. frio e outro ao calor. Quando a atividades dos neurônios responsáveispelo calor e frio se igualam, a produção será igual à perda de calor, ea temperatura corporal será mantida estável. Esse ponto de atividadeé denominado de “set point”. As informações provenientes dosneurônios termossensíveis centrais e periféricos são integradas nohipotálamo para regular os mecanismos de perda e conservação decalor. Existem três tipos de neurônios termossensíveis (sensores detemperatura):• Neurônios termossensíveis que monitoram a temperatura cerebralou central, situados na área pré-óptica do hipotálamo, os quais dãoinício aos processos de vasodilatação periférica e sudorese;• Neurônios termossensíveis situados na pele, que são receptorescutâneos para o frio e para o calor;• Neurônios termossensíveis que estão situados em vários locais dasvíceras.A zona de termoneutralidade ou de conforto térmico, ou seja, é afaixa de temperatura ambiente dentro da qual o custo fisiológico é mínimoe o desempenho produtivo esperado é máximo. Nesta condição, atemperatura corporal pode ser regulada apenas por mecanismosvasomotores (convecção e irradiação). A sequência dos mecanismosde defesa contra o calor são:• Vasodilatação periférica: aumento da perda de calor sensível;• Início da sudorese: perda por evaporação cutânea;• Aumento da frequência respiratória: perda por evaporaçãorespiratória;• Mudanças de comportamento: os animais, em geral, procuram asombra,poçasdeágua,ocorreainibiçãodoapetiteemenorconsumode alimento;• Alterações na atividade endócrina: o estresse térmico reduz aatividade da tireóide e o metabolismo energético;• Maior consumo de água: para repor as perdas pela evaporação;• Elevação da temperatura corporal;30 TAKAHASHI, L.S.; BILLER, J.D.; TAKAHASHI, K.M.
  41. 41. Poroutrolado,nasrespostasaoestressecausadopelofrio,ocorre:• Vasoconstrição periférica: redução do gradiente de temperatura entrea pele e o ambiente, com diminuição nas perdas por convecção eirradiação;• Piloereção: aumento na camada termo-isolante proporcionada pelapelagem e ar aprisionado entre os pelos;• Produção metabólica de calor: termogênese mediante tremores enão tremores (tecido adiposo marrom);• Aumento de secreção de tiroxina e do metabolismo basal.Ocorre a redistribuição por todo o corpo, principalmente pelo fluxode sangue que transfere o calor para as partes mais frias, que são asextremidades, resfriando as partes mais quentes, que são o cérebro eas vísceras. Nas Figuras 5a e 5b está representado o esquema detransferência do calor (CUNNINGHAM, 2004).Figura 5. Esquema de transferência de calor (CUNNINGHAM, 2004).Nos ambientes quentes, a temperatura corpórea central estende-se para baixo até os membros e aproxima-se da superfície cutânea doanimal. Por outro lado, nas condições frias, a vasoconstrição nos vasossanguíneos periféricos resulta em um gradiente de temperatura entreas partes centrais do corpo e as extremidades. A temperatura centralBIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA 31
  42. 42. mantém-se apenas no abdômen, tórax e cérebro do animal, podendoesfriar consideravelmente nos tecidos mais periféricos.Para cada animal, existe o seu limite de temperatura inferior ousuperior de conforto térmico (termoneutralidade). Existem temperaturascrticas inferior ou superior em que, pelos mecanismos determorregulação, os animais conseguem manter a temperatura corporal.Além destas faixas, atingem-se as temperaturas críticas mínimas emáximas, que são os limites de sobrevivência, e ultrapassando esseslimites os animais sucumbem.Na Figura 6 é apresentado o esquema simplificado do processode termorregulação (SILVA, 2000), onde se observam a temperaturacrítica inferior (TCI) e a temperatura crítica superior (TCS).Além desseslimites, o animal desencadeia o processo de termorregulação. Até astemperaturaslimiteshi(inferior)ehs(superior),oanimalconseguemantera temperatura interna com os mecanismos que ele dispõe, e quando atemperatura ambiente é inferior a hi e superior a hs, o animal conseguesobreviver com estresse extremo em hipotermia (inferior) e hipertermia(superior), pois não consegue mais manter a temperatura corporalconstante. Quando ultrapassa os limites hi e hs o animal sucumbe.Figura 6. Representação esquemática simplificada do processo determorregulação (SILVA, 2000).32 TAKAHASHI, L.S.; BILLER, J.D.; TAKAHASHI, K.M.
  43. 43. V. EFEITO DO ESTRESSE TÉRMICO E TERMORREGULAÇÃOESPECÍFICA DOS ANIMAIS1. GENERALIDADESNeste capítulo, será dada especial atenção ao estresse térmicopelo excesso de calor, ou seja, estresse causado por temperaturasacima da termoneutralidade. Embora os animais possam sofrerestresse pelas temperaturas abaixo do conforto térmico,particularmente em se tratando de recém-nascidos ou com algunsdias de vida, que tem dificuldade na conservação de calor, e mesmoos adultos, que podem sofrer pela baixa temperatura alguns poucosdias do ano, pelo fato dos animais do nosso país serem encontradosem ambiente de elevada temperatura a maior parte do ano, este é umproblema mais comum à produção animal.É bom lembrar que, além da temperatura, existem outrosagentes estressores que são tão importantes quanto o estressecalórico, como: doenças, parasitas, qualidade e quantidade dealimento, manejo e uma infinidade de agentes que podem prejudicaro bem-estar dos animais e, consequentemente, a produtividade doanimal. Pois, segundo Truman (1988), “o estresse atua em detrimentodo bem-estar do organismo”. Outra definição apresentada por BaccariJr. (1987) é que o “estresse é a soma de respostas do organismo àagressão de ordem física, psicológica, infecciosa e outros capazesde pertubar-lhe a homeostase”.Os tipos de estresse podem ser: mecânicos (traumatismo),físicos (calor, frio, umidade, eletricidade, som), químicos (drogas),biológicos (agentes infecciosos, estado de nutrição, dos esforçoscorporais) e fatores psíquicos (solidão, medo) conforme (BACCARIJR, 1987). Em se tratando de estresse térmico, para cada espécieanimal existe uma faixa de temperatura de conforto térmico. Alémdas diferenças entre espécies, varia também de acordo com a raça,BIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA 33
  44. 44. idade, peso corporal e outros fatores que interferem natermoneutralidade.Quando a temperatura do meio é abaixo da temperatura críticainferior ou acima da temperatura crítica superior, ou seja, fora da faixade conforto térmico, desencadeiam no animal processos determorregulação, na tentativa de manter a temperatura corporal emhomeotermia. Porém, quando a temperatura inferior for abaixo do limiteinferior ou acima do limite superior, o animal não consegue manter atemperatura corporal e entra em hipotermia (abaixo) ou hipertermia(superior), e o animal sobrevive com estresse extremo e grandedesgaste, portanto com grande prejuízo no desempenho. O limite desobrevivência do animal é atingido no limite inferior da hipotermia ouno limite superior da hipertermia.Na verdade os animais diferem quanto às altas temperaturasque podem suportar. A tolerância à temperatura extrema pode variarcom o tempo de exposição, e um certo grau de adaptação à exposiçãopor um longo tempo na temperatura próxima do limite térmico possaocorrer. Frequentemente, se amplia este limite, porque o animal comexcesso de calor acomoda-se e pode tolerar a temperatura queanteriormente era letal.Devemos lembrar que a temperatura letal para certos animaisnão pode ser determinada com precisão porque o tempo de exposiçãoé também importante, pois uma temperatura abaixo ou acima do limitede sobrevivência, por alguns minutos, pode ser suportada pelo animal,mas se for mantido por várias horas, o animal pode vir a perecer.Outros elementos também atuam nessa tolerância, como a presençade vento, a umidade relativa do ar, a altitude e ainda outros fatores,como estado de saúde do animal, etc.34 TAKAHASHI, L.S.; BILLER, J.D.; TAKAHASHI, K.M.
  45. 45. 2. EFEITO DO ESTRESSE TÉRMICO E TERMORREGULAÇÃO EMAVES2.1. Efeito do estresse térmico em avesA moderna avicultura, para atingir melhores resultados, precisaconsiderar não só os aspectos genéticos, nutricionais e sanitários, mastambém os aspectos ambientais, pois, se estes forem desfavoráveis,prejudicam a potencialidade genética na eficiência nutricional e até nosaspectos sanitários das aves, com prejuízos incalculáveis (BAÊTA eSOUZA, 1997).A temperatura ideal para produção de ovos encontra-se entre 21e 26 ºC. Entre 26 e 29 oC ocorre redução do tamanho e da qualidade dacasca. E dos 35 a 38 ºC, a produção é severamente afetada, podendoocorrer até a prostração das aves. Segundo Truman (1988), atermoneutralidade dos recém-nascidos está entre 35 e 37 ºC, pelo fatodo sistema termorregulador não estar ainda bem desenvolvido, portantohá necessidade de temperatura externa para sobreviver. Caso atemperatura esteja abaixo do necessário, os pintinhos podem amontoar-se para se aquecerem uns aos outros, e alguns que ficarem por baixo,acabam morrendo por asfixia.Os efeitos mais evidentes do estresse térmico pelo excesso decalor é a redução do consumo alimentar, na tentativa de reduzir aprodução de calor interno provocado pelo metabolismo do alimento.Para as aves (frango e poedeiras), a temperatura crítica superior é emtorno de 25 ºC. Acima desta temperatura, as aves comem menos eingerem maior quantidade de água, na tentativa de diminuir atemperatura corporal.Afrequência respiratória aumenta para que possaocorrer perda de calor por evaporação.O efeito do estresse térmico pelo calor em frangos torna-se maisprejudicial após a terceira semana de vida, ocasião em que as avesestão em crescimento expressivo, ocorrendo, também, diminuição noBIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA 35
  46. 46. desempenho, piora na conversão alimentar e aumento na mortalidade.Com a temperatura ambiente elevada, ocorre redução no ganho depeso das aves, na ordem de 0,33 g a cada 1 ºC de aumento detemperatura acima do conforto térmico.Conforme Macari (1995), o consumo de água aumenta com oaumento da temperatura ambiente da seguinte forma: 140 L/1.000frangos, à temperatura ambiente de 20 ºC; 220 L/1.000 frangos, àtemperatura de 32 oC. Para poedeiras com 90% de produção, à 20 oCconsomem 200 L/1.000aves, e à 32 ºC consomem 400 L/1.000aves epara frangos de corte com 6 semanas de idade, 280 L/1.000 aves e600 L/1.000 frangos à 20 e 32 oC, respectivamente.Sabe-se que os movimentos respiratórios (ofego) ajudam naeliminação do calor interno por evaporação, porém a hiperventilaçãopulmonar provoca perdas significativas de CO2, causando desequilíbrioacido-básico sanguíneo das aves que, dependendo do tempo deexposição ao estresse, podem vir a óbito. Segundo Wang et al. (1989),a eliminação de calor via respiratória através do ofego, quando muitointenso, aumenta a perda de dióxido de carbono pelos pulmões,reduzindo a quantidade de CO2, bicarbonato do plasma sanguíneo,ocasionando a concentração de íons de hidrogênio no plasma eaumentando o pH do sangue (alcalose respiratória), e isso inicia-sequando a temperatura ambiente atinge 35 ºC, podendo provocar a morte.Outro fato negativo causado pelo ofego das aves é que apassagem normal de ar pelas narinas retém poeira e até bactériaspresentes no ar, e como no ofego o ar entra principalmente pelo bico,ocorre a introdução de patógenos que podem provocar infecçõesrespiratórias. Nas aves expostas à temperatura inadequada, ou seja, àalta temperatura, a pressão sanguínea diminui, aumentando osbatimentos cardíacos.Durante uma situação aguda de estresse térmico, o sistemacardiovascular distribui o sangue principalmente para a termorregulação,reduzindo em até 44% a distribuição de sangue para funções básicas,36 TAKAHASHI, L.S.; BILLER, J.D.; TAKAHASHI, K.M.
  47. 47. como, por exemplo, a digestão (MOURA, 2001).As aves não sobrevivempor longo período expostas a ambientes com temperatura 5 ºC acimada temperatura ideal; entretanto, são capazes de suportar, relativamentebem, a ambientes com 25 ºC inferior a sua temperatura interna, porisso são poucos os casos em que sofrem pela temperatura abaixo dacrítica nos períodos frios do ano, período em que as aves, por meio datermorregulação, podem estabilizar-se embora diminuam as atividadesprodutivas, mas sem grandes prejuízos.Porém, em período quente, quando ocorrem temporais e as avesem sistema coletivo se molham, sentem frio pela pena molhada ecomeçam a se juntar nos cantos dos galpões, na tentativa de seaquecerem umas às outras, chegando a se amontoarem umas por cimadas outras e, nesse momento, as que ficam por baixo morrem por faltade ar. Talvez este seja um dos casos raros de perdas de aves portemperatura abaixo da temperatura crítica em nosso País.Trabalhos de Zimmerman e Snetsinger (1976), comparando apostura de aves manejadas em ambiente com a temperatura de 16 ºCe 32 °C, constataram que o estresse calórico reduziu a produção deovos em 6%, no tamanho em 14%, e na eficiência de conversãoalimentar, a perda foi de 16%. Uma maneira simples e prática paradeterminar o índice de estresse para aves é proposta por Lara e Baião(2005), que é a seguinte: se a soma numérica da temperatura ambientecom a umidade relativa do ar (desprezando as unidades) for superior a105, as aves apresentam dificuldade para perder calor, por exemplo,se a temperatura ambiente for de 27 °C e a umidade relativa do ar forde 78%, somam 105; então, a partir daí, as aves passam a sofrerestresse calórico; no entanto, em temperatura ambiente de 29 °C, se aumidade relativa do ar for 70%, então a soma de 29 mais 70 será 99,portanto as aves, nesse ambiente, não estão em estresse calórico,embora a temperatura esteja 2 °C acima da anterior.Lana (2000) avaliou duas instalações na produção de frangos,uma arejada e com ventiladores, mantendo a temperatura próxima aoBIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA 37
  48. 48. conforto térmico e outra com temperatura de 32 °C, e observou consumode 4,6 kg de ração e ganho de peso de 2,2 kg ao abate nos animais emconforto térmico e consumo de 3,9 kg de ração e ganho de peso de 1,9kg nos animais em estresse calórico (32 °C).Estudando o efeito da temperatura ambiente sobre o desempenhoe as características de carcaça de frangos de corte, Oliveira Neto (2000)comparou o desempenho de frangos dos 22 a 42 dias criados àstemperaturas de 23,3 °C e 32,3 °C, e observou consumo de água de4,9 L e 7,8 L, peso final de 1,9 kg e 1,7 kg, conversão alimentar 1,48 e2,26, consumo de ração 2,03 kg e 2,01 kg, para ambiente termoneutroe animais submetidos ao estresse térmico, respectivamente.May e Lott (2001), testando as temperaturas de 12, 14, 16, 18,22, 24, 26, 28 e 30 °C, em pintinhos machos e fêmeas de 21 a 49 dias,observaram que o peso final de abate foi influenciado pela temperaturada seguinte forma: a 12 °C foi de 3,3 kg, que foi melhorando até atemperatura de 18 °C, que foi de 3,4 kg. A partir dessa temperatura, àmedida que se submetiam os animais à temperaturas mais altas, opeso final decresceu linearmente, e aos 30 °C, o peso final foi de 2,7kg.2.2. Termorregulação em avesO sistema de termorregulação em aves é baseado em quatrodiferentes unidades funcionais: o receptor, que percebe os estímulos; ocontrolador, que são os mecanismos de termorregulação; o efetor, queinduz as respostas para a manutenção da temperatura corporal, e opassivo, quando o animal está em homeotermia (MACARI e FURLAN,2001).Em estresse por excesso de calor, para aumentar a dissipaçãode calor, as aves procuram maximizar a área superficial do corpomantendo as asas apartadas do corpo e ocorre aumento do fluxo desangue para tecidos periféricos não cobertos por penas (pés, crista e38 TAKAHASHI, L.S.; BILLER, J.D.; TAKAHASHI, K.M.
  49. 49. barbelas), aumentando a troca de calor sensível para o meio ambiente.Quando a temperatura ambiente ultrapassa a temperatura críticasuperior, um dos primeiros mecanismos acionados é o aumento daingestão de água e redução no consumo de ração.O acréscimo do consumo de água está diretamente relacionadoao aumento de demanda de água destinada ao processo da perda decalor por meio evaporativo e respiratório (MOURA, 2001). É importanteressaltar que a água fornecida às aves sejam bem frescas, pois já naingestão pode ocorrer a troca de calor interno.A diminuição de consumo de ração é uma tentativa de diminuira produção de calor pelas reações químicas geradoras de calor que ometabolismo de alimentação provoca. Estudos realizados por Linsleye Berger (1964) demonstram que, sob condições de estresse térmico,as aves podem aumentar sua taxa de respiração de 25 movimentosrespiratórios por minuto para 250.A perda evaporativa de calor para manter o conforto térmiconão é simplesmente proporcional à temperatura ambiente. Na verdade,outro elemento tão importante quanto a temperatura é a umidaderelativa do ar. Os dados obtidos por Romijn e Lokhorst (1966)confirmam esta afirmação, pois em ambiente quente e seco (24 °C e40% UR) a perda evaporativa foi de 50%, em ambiente quente e úmido(24 °C e 84% UR) a perda foi de apenas 22%; em ambiente muitoquente e seco (34 °C e 40% de UR) a perda foi de 80%, e em ambientemuito quente e úmido (34 °C e 90% de UR) a perda foi de apenas31%.Como se pode observar, as aves dispõem de poucos processosde termorregulação, particularmente em ambiente acima do limitecrítico, daí a importância do homem interferir para possibilitar o confortotérmico em clima quente como o nosso, seja pela instalação, seja porequipamentos e manejos que proporcionem o bem-estar do animal.Assunto que será discutido posteriormente.BIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA 39
  50. 50. 3. EFEITO DO ESTRESSE TÉRMICO E TERMORREGULAÇÃO DEBOVINOS3.1. Efeito do estresse térmico em bovinosOs principais sintomas do estresse calórico em bovinos são oaumento da frequência respiratória que, em ambiente de confortotérmico, é de 40 movimentos por minutos, podendo atingir níveisextremos de 100 movimentos respiratórios por minuto; mesmo comesse número, não representa mais de 25% da perda total de calorcorporal. Assim como em aves, a respiração excessiva elimina CO2que, quando exagerado, pode ocorrer a alcalose respiratória. Oconsumo de alimentos pode ser reduzido de 20 a 30%, dependendoda intensidade e da duração do estresse, reduzindoconsequentemente a produção leiteira.O estresse provoca a sudorese que, em excesso, pode causarperda de minerais e do equilíbrio ácido-base, prejudicando a absorçãode nutrientes da ração que já é diminuída pelo estresse. O animal procurasombra adequada, e caso não a encontre à disposição, procura a sombrade outros animais e cercas, e procura pastejar de manhã e à noite,diminuindo o consumo.O estresse calórico, quando muito severo, pode levar a morte demuitos animais. O excesso de calor não só diminui a quantidade deleite, mas também a sua composição (qualidade). As vacas expostas àtemperatura de 36 ºC reduzem 14% o teor de gordura do leite e 13% oteor de proteína. O estresse térmico pode reduzir a gordura diária doleite, diminuir a taxa de concepção, além da redução do peso do bezerroao nascer, aumentando a incidência de mastite e até a retenção daplacenta no parto. Com a elevação da temperatura uterina, cria umambiente hostil ao embrião e pode causar o aborto.O aumento da transpiração dá-se com temperatura de 32 ºC ehiperpneia com 33º C. Em novilhas, o ambiente quente retarda a40 TAKAHASHI, L.S.; BILLER, J.D.; TAKAHASHI, K.M.
  51. 51. puberdade em determinadas raças oriundas de países frios outemperados e, quando aparece o cio, é bem deprimida. As altastemperaturas provocam a diminuição da duração do estro e o aumentode ovulação silenciosa (sem manifestação). Nas vacas, o estresse pelocalor causa anormalidades nos óvulos, e após a concepção a taxa decrescimento do embrião descresse proporcionalmente à duração deestresse térmico. Observando o corpo lúteo em vacas abatidas,observou-se que, nos primeiros cinco meses de gestação, ocorria ahipoplasia, e, nos últimos três meses, a hiperplasia.Até mesmo em inseminação artificial, a temperatura elevadaprovoca problemas de reprodução, pois nas novilhas em ambiente deconforto, a taxa de concepção varia em torno de 50%. E na temperaturade 32 ºC, praticamente não ocorre fertilização. O peso do bezerro daraça holandesa ao nascer, no verão, é em média 6 kg inferior a bezerrosnascido nos meses mais frios.Nos machos, o estresse térmico prejudica mais a reproduçãodo que propriamente o ganho de peso, pois atua diretamente nosistema neuroendócrino e, consequentemente, na função reprodutiva,causando decréscimo de fertilidade nas épocas mais quentes do ano.Isto ocorre pelo fato das altas temperaturas provocarem a diminuiçãoda quantidade e qualidade do sêmen, reduzindo o volume do espermae, ainda, provocando maior formação de espermatozóides anormais.Estes problemas todos são devidos, em grande parte, ao aquecimentodo testículo.Quando o estresse térmico é muito prolongado, pode ocorreraté a degeneração testicular, com hipertrofia e tumores adrenais.Thatcher e Coller (1981), trabalhando com touros, relatam que oaquecimento do local do testículo ou os ambientes quentes provocamuma diminuição da mobilidade espermática. Além disto, tourossubmetidos a altas temperaturas demoram para se recuperarcompletamente (cerca de 8 semanas), após voltarem à temperaturaadequada.BIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA 41
  52. 52. Mesmo em touros da raça zebuína que suportam relativamentebem o calor, o sêmen coletado de animais expostos ao ambiente de 30a 36 °C, durante mais de 30 dias, teve baixa qualidade.Um fator de ordem psicológica provocado pelo estresse calóricoem touros é a inibição do instinto sexual e até a suspensão total dalibido em machos. O grande problema dos efeitos do estresseprovocado pelo calor intenso na questão reprodutiva de fêmeas emachos de bovinos prende-se ao fato de que é bastante difícil detectaresses efeitos maléficos pela grande maioria (para não dizer atotalidade) dos criadores, pois não possuem equipamentos nem atecnologia necessária.3.2. Termorregulação em bovinosMuitas raças de bovinos oriundas de países mais quentesencontram-se, em parte, já adaptadas a ambientes mais quentes e,inegavelmente, suportam bem temperaturas ambientais mais quentesque as raças de origem européia.Em ambiente com calor excessivo, os bovinos procuram a sombrade árvores, abrigos e até de outros animais, pois, sem dúvida, é ummeio bastante eficaz de termorregulação.É bom ressaltar que a existência de sombras adequadas empastagem proporciona aumento na produção de leite da ordem de 25%em relação a outras vacas expostas o tempo todo à radiação. Istoacontece porque a sombra pode reduzir em até 30% a carga de calorradiante sobre o animal.Dentre os processos fisiológicos de termorregulação em bovinos,nos ambientes quentes, está o aumento da frequência respiratória, masquando o animal utiliza o ofego para dissipar calor, processo que permiteadissipaçãodeaté25%decalor,comumtempoprolongadodeestresse,pode ocorrer a diminuição excessiva de CO2e provocar a alcaloserespiratória.42 TAKAHASHI, L.S.; BILLER, J.D.; TAKAHASHI, K.M.
  53. 53. Outro processo, talvez até mais importante é a perda de calorpor sudação. Esse processo faz com que a vaca holandesa perca 133g/cm2de pele por hora e 174 g/m2em vaca Jersey. Em ambiente comumidade relativa não superior a 70%, a termorregulação por sudaçãotem um custo bem menor para o animal. Outro elemento que facilitamuito a troca de calor para o ambiente por sudação é a presença devento, sendo ideal vento de 7 a 9 km/hora.Além do ofego e da sudação, o animal reduz a ingestão dealimento, no intuito de diminuir a produção de calor pelo metabolismo,mas como consequência direta, todo o desempenho do animal éprejudicado e isso deve ser evitado ou atenuado a todo custo.Enquanto diminui a ingestão de alimento, aumenta o consumode água, recurso para reposição das perdas de água por sudação erespiração, além do resfriamento corporal. Em estresse térmico elevado,o consumo de água pode aumentar de 50 para 100 litros por dia, ecada grama de água evaporada representa 582 calorias eliminadas(JOHNSON, 1987).Como modificações comportamentais para a termorregulação,o animal em altas temperaturas diminui o tempo gasto com o pastejo,aumentando o tempo de ócio. Além disto, modifica os horários depastejo, alimentando-se mais na parte da manhã e à noite.Como foi visto, um dos efeitos mais graves pelo excesso decalor que compromete o desempenho reprodutivo, ocorre no macho,que é a deficiência na produção quanti-qualitativa dosespermatozóides. O primeiro meio de termorregulação que a naturezadotou esses animais, é o fato de os testículos serem alongados nabolsa escrotal, fora da cavidade abdominal (exo-orquidas) e seremricamente vascularizados por artérias e veias espermáticas. Atribui-se que esse mecanismo de termorregulação é responsável por cercade 60% de estabilidade da temperatura escrotal, e o fato de a peleescrotal ser bem fina e com poucos pelos, facilita a dissipação decalor.BIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA 43
  54. 54. Outro meio existente é a túnica de dardos formada por músculosna face interna do testículo, controlado pelo hipotálamo. Emtemperaturas quentes, a musculatura mantém a bolsa escrotaldistendida, o que favorece a perda de calor. Quando a temperaturaambiente for baixa, os músculos contraem-se provocando odeslocamento do saco escrotal para mais próximo do abdômen emelhorando o aquecimento do testículo. E ainda, para controlar o efeitode calor externo, a bolsa escrotal possui grande número de glândulassudoríparas que, pela perda de calor por sudação, contribuem paraesfriar os testículos, que devem estar de 2 a 6 0C inferior à temperaturacorporal.4. EFEITOS DO ESTRESSE TÉRMICO E TERMORREGULAÇÃO EMSUÍNOS4.1. Estresse térmico em suínosDevido ao seu elevado metabolismo, sua capa subcutânea detecido adiposo e seu sistema termorregulador ineficiente, por nãoapresentar a sudação, quando a temperatura retal atinge 44,4 oC, elesmorrem por hipertermia, apresentando uma concentração nove vezesmaior de ácido lático no sangue, e o pH cai para 7,37, indicando umadesorganização no processo de oxidação (MULLER, 1989).O estresse calórico diminui a eficiência reprodutiva dos suínoscomo decorrência da redução voluntária de consumo alimentar, inibiçãoou atraso no comportamento estral, decréscimo na taxa de concepçãoe aumento da mortalidade embrionária.A eficiência da utilização da energia metabolizável pelos leitõesreduz-se linearmente com o aumento da temperatura ambiental. Essadeficiência decresce 0,8% para cada ºC de aumento da temperaturaambiente, acima da temperatura crítica do animal. Os suínos são muitosensíveis ao frio quando jovens e ao calor quando adultos.44 TAKAHASHI, L.S.; BILLER, J.D.; TAKAHASHI, K.M.
  55. 55. Há dificuldade de se determinar as temperaturas ideais de suínospelo fato da grande variação entre categorias de animais. SegundoPerdomo (1994), de forma geral, as faixas são de 32 a 24 ºC paraleitões do nascimento ao desmame, de 18 a 23 ºC, para leitões emcrescimento e de 12 a 18 ºC para adultos. Fora desses padrões, oanimal sofre estresse calórico.Os animais mais pesados são mais sensíveis ao estresse térmicodo que animais mais leves. Quiniou et al. (1996) constataram que, nointervalo de temperatura ambiental de 19 a 29 ºC, o consumo foi reduzidode 50 g para cada grau Celsius em leitões pesando 50 kg PV e 90 gpara cada grau Celsius em animais com 75 kg de peso.Em uma pesquisa, dois grupos de suínos foram submetidos aaltas temperaturas de 32 e 35 ºC, verificando-se que os suínos a 32 ºCaumentaram o estresse à temperatura retal até 41 ºC no final de 6horas, porém não houve mortalidade, mas os suínos submetidos a 35ºC, por 3 horas, apresentaram mortalidade.Em reprodutores submetidos à temperaturas elevadas, aprodução de sêmen pode ser prejudicada tanto na quantidade como naqualidade, até 50 dias após o estresse térmico, embora o processototal de espermatogênese seja de 40 dias. As porcas expostas emambientes com temperatura elevada, nos primeiros 15 dias de gestação,reduzem a sobrevivência dos embriões, assim como no final de gestaçãoproduzem menor quantidade de leitões vivos.Altas temperaturas provocam o retardamento do início daprodução de sêmen e também diminui a libido. Provocando-se oaquecimento do testículo ou a exposição de suínos a ambientes quentes,ocasiona a diminuição da mobilidade espermática e o aumento anormaldo espermatozóide. (THATCHER e COLLER, 1981).Dentretodasascategoriasdesuínos,oexcessodecalorprejudicamais o desempenho dos porcos lactantes, pelo fato de diminuírem aingestão de alimento, que como conseqüência produzem menorquantidade de leite.BIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA 45
  56. 56. 4.2. Termorregulação em suínosOs leitões após o nascimento são sensíveis ao frio porque oprocesso de termorregulação ainda não está desenvolvido e por terempouco isolamento térmico, como gordura subcutânea e escassez depelo, daí a necessidade de aquecimento artificial aos leitões. Muitocuidado quanto aos limites de conforto térmico, pois a variação da faixade temperatura ideal varia muito de acordo com a idade do animal.Em leitões recém-nascidos, a faixa ideal é de 30 a 32 °C, e àmedidaqueelescrescem,essafaixaidealvaidiminuindogradativamenteaté que, nos adultos é entre 12 e 18 °C. Na prática, para os leitões atéo desmame a atenção deve ser voltada ao frio e, nos adultos, ao excessode calor.Quando a temperatura ambiental ultrapassa o limite do confortotérmico, os suínos tentam controlar o excesso de calor alterando opadrão comportamental, ou seja, protegendo-se das fontes de calor,buscando áreas sombreadas e ventiladas, superfície mais fria e úmida,afastando-se uns dos outros e movimentando-se menos.O suíno pode perder calor por transpiração, porém as glândulassudoríparas da pele são poucas e menos eficientes em relação a outrasespécies, daí a recomendação de reservatório de água dentro da baiaou na forma de aspersão direta sobre os animais. Como acontece comtodos os animais, aumenta a ingestão de água e diminui a ingestão dealimento.5. EFEITO DO ESTRESSE TÉRMICO E TERMORREGULAÇÃO EMOUTROS ANIMAIS5.1. Efeito do estresse térmico em outros animaisO calor ocasiona desprendimento do acrossoma dos carneiros,diminuição da atividade metabólica do sêmen e aumento do pH. Estas46 TAKAHASHI, L.S.; BILLER, J.D.; TAKAHASHI, K.M.
  57. 57. irregularidades estão relacionadas ao controle local de termorregulaçãodos testículos, pois o ideal é 5 °C abaixo da temperatura corporal(ENCARNAÇÃO, 1989). Foi constatado que em ovelhas acasaladas àtemperatura de 32 °C, a porcentagem de fecundação foi de 26% e a 10°C, a fecundação foi de 64,2%, concluindo-se que, a medida do possível,deve-se evitar o acasalamento no verão, pois nesta época ocorre abaixa qualidade do material de reprodução.Ambiente quente, em carneiro de raças provenientes de regiõestemperadas, retarda o início da produção espermática, além de diminuira libido em temperaturas elevadas, o que não acontece em raçasoriundas do Mediterrâneo. Dutt e Hamm (1957) submeteram carneirosde dupla finalidade da raça Southdown a 32 °C e a 10 °C e concluiuque o volume de sêmen foi de 0,77 mL a 32 °C; 0,98 mL a 10 °C; e amobilidade dos espermatozóides foi de 41,8 a 32 °C, e 73,3 a 10 °C; aconcentração de espermatozóides em 10.000 mL foi de 243,3 àtemperatura de 32 °C; 343,5 à temperatura de 10 °C, e o número deespermatozóides anormais foi de 36,9 (32 °C) e 6,4 (10 °C).Em ovelhas, altas temperaturas provocam grande perda deembriões nos estágios iniciais, embora a fecundação em si pareça nãoser afetada. A exposição de ovelhas em gestação ao estresse calóricoprovoca elevada incidência de cordeiros mais leves e menosdesenvolvidos que o normal, além do aumento da mortalidade deanimais novos.Inseminando artificialmente coelhos com esperma cultivado a40 °C, por três horas, observou-se que diminui a sobrevida do embrião.A imersão do escroto de cobaias durante 10 minutos, em água a47 °C, provocou degeneração dos tubos seminíferos e foramnecessários 45 dias para voltar ao normal e para não se verificar nenhumefeito quando a temperatura foi de 45 °C.BIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA 47
  58. 58. VI. ADAPTAÇÃO E EVOLUÇÃO DOS ANIMAIS1. GENERALIDADESNeste ano de 2009, em que se comemora os duzentos anos daexistência de Darwin, fala-se muito em evolução dos animais e queestes, para se adaptarem ao meio ambiente em constante mudança,foram sofrendo modificações morfológicas e fisiológicas para seadaptarem às mudanças climáticas que ocorreram no decorrer demilhões de anos, e somente os que conseguiram adaptar-se é queevoluíram.Por outro lado, os cristãos crêem que Deus é o Criador e que Elenão só fez o mundo como todos os seres vivos, vegetal e animal. Oscéticos afirmam que “naquele tempo” não existiam os animais queexistem hoje. Com certeza não, mas será que Deus, com a divinasabedoria, não dotou os animais com a capacidade para se adaptareme de evoluírem de acordo com as mudanças ambientais que certamenteiriam acontecer? Se isso aconteceu, está plenamente justificado oaparecimento de espécies diferentes daquelas criadas por Ele. Nãovamos aqui polemizar a origem dos animais e sim estudar as adaptaçõesdos animais para garantirem o seu bem estar e, consequentemente, asobrevivência.Considera-se um animal adaptado quando este apresenta omínimo de perdas no desempenho produtivo, boa eficiênciareprodutiva, resistência às doenças, longevidade e baixa taxa demortalidade, estando exposto a agentes extressores queanteriormente lhe eram prejudiciais ou fatais. Segundo Baccari(1986), a evolução é a consequência da contínua adaptação daspopulações frente às mudanças ambientais e que foram modelando-se paulatinamente ao longo de bilhões de anos. Neste particular, aseleção natural é o principal responsável por esse processo demodificações contínuas.48 TAKAHASHI, L.S.; BILLER, J.D.; TAKAHASHI, K.M.
  59. 59. Isto significa que os organismos que hoje existem, evoluíramgradativamente de algum antepassado, e nessa seleção naturalcontínua,somenteosindivíduosmaisaptossobrevivem,ouseja,aquelesque conseguirem adaptar-se às condições do meio ambiente deixamseus descendentes que continuam evoluindo, os que não conseguemesta evolução contínua, sucumbem e tornam-se os ditos “animaisextintos”. Quanto maior o grau de adaptação, maior a tendência dasobrevivência e reprodução do animal de forma que suas característicasbiológicas persistam.2. NOÇÕES GERAIS DAADAPTAÇÃO E EVOLUÇÃO DOS ANIMAIS2.1. Conceitos de adaptaçãoO conceito genético de adaptação refere-se às característicasherdáveis que possibilitam a sobrevivência de uma espécie emdeterminado ambiente, podendo resultar da seleção natural,queenvolvemodificações evolutivas espontâneas através de gerações, ou seja,animais que conseguem adaptar-se geneticamente sobrevivem ou daseleção artificial, na qual, através do melhoramento genético dosanimais, ocorre a incorporação de características desejáveis impostaspelo homemJá segundo o conceito biológico, adaptação é o resultado daação das características morfológicas, anatômicas, fisiológicas,bioquímicas e comportamentais para proporcionar o bem-estar e apossibilidade de sobrevivência de um animal em um ambiente qualquer.2.2. Formas de adaptaçãoO animal apresenta diferentes respostas frete à pressão doambiente, que podem ser definidas como:BIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA 49
  60. 60. • Adaptabilidade: a capacidade que o animal tem de se adaptar, ouseja, a habilidade de que o animal dispõe de se ajustar ao ambienteem que vive, até nos extremos climáticos.• Aclimatação: ajuste fisiológico ao longo do tempo que resulta natolerância aumentada ao complexo de estressores imposto pelo meioa que o animal se submete.• Aclimação: quando o animal se adapta a uma única variável climática(por exemplo: temperatura).3. ASPECTOS MORFOLÓGICOS E FISIOLÓGICOSPREPONDERANTES NA ADAPTAÇÃO DOS ANIMAISSegundo Silva (2008), “a superfície externa do corpo representaa principal linha de fronteira entre o organismo e o ambiente, sendo aoutra linha constituída pelos tecidos pulmonares e respiratórios”. Essacondição de fronteira determina as características da superfície externado corpo, em função do ambiente e da natureza do organismo. Assim,animais que vivem em desertos e locais extremamente secos devempossuir proteção extra contra a perda de água e a intensa radiaçãosolar. Os que são próprios de regiões frias necessitam de um isolamentoadequado contra a perda de energia térmica. As espécies de regiõesmuito quentes devem ser capazes de transferir o excesso de energiametabólica para o ambiente e, ao mesmo tempo, evitar a entrada decalor procedente do ambiente. Outros ainda, que vivem em regiões deconsiderável variação climática, nas quais extremos de frio se alternamcom extremos de calor, necessitam possuir características externasapropriadas à compensação destas bruscas alterações ambientais.Baseado nas informações deste ilustre docente de bioclimatologiaanimal, podemos entender a importância do estudo da superfíciecorporal do animal em sua adaptação ao ambiente com alteraçõesconstantes, algumas em poucos anos e outras em milhares de anos.50 TAKAHASHI, L.S.; BILLER, J.D.; TAKAHASHI, K.M.
  61. 61. Como o ambiente é complexo com muitas alterações, a superfícieexterna do corpo do animal deve ser dotada de adaptabilidade para seajustar a variações do ambiente e assim poder sobreviver em ambienteinóspito. Para melhor compreensão dos conceitos envolvidos, devemoslembrar que a superfície cutânea é constituída por: capa externa,epiderme, derme e hipoderme (Figura 7).Figura 7. Esquema da superfície cutânea.3.1. Capa externaA capa externa constitui a cobertura dos animais e os principaistipos são: pêlos, lã e epiderme nua (sem cobertura) nos mamíferos,BIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA 51

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