Evaluation of means to measure emissions and air flows through naturally ventilated livestock buildings

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Mendes, Luciano Barreto
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; BR; Construções rurais e ambiência; Energia na agricultura; Mecanização agrícola; Processamento de produ; Doutorado em Engenharia Agrícola; UFV
• Palavras-chave em Português: Bovino de leite - Instalações; Frango de corte - Instalações; Ventilação; Gases - Análise; Milk and veal - Facilities; Broiler - Facilities; Ventilation; Gases - Analysis; CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::ENGENHARIA AGRICOLA
• Link de acesso: http://locus.ufv.br/handle/123456789/786

Esta tese foi preparada como uma tentativa de abordar uma série de questões importantes sobre os atuais meios disponíveis para medir emissões gasosas e os fluxos de ar em alojamentos animais com ventilação natural (VN). Cinco foram os principais objetivos que levaram à elaboração desta tese: (1) avaliar o desempenho operacional de um dispositivo de baixo custo para monitoramento de concentrações de dióxido de carbono (CO2) e compará-lo com dois outros métodos padrões; (2) avaliar o perfil de distribuição das razões de mistura entre o poluente amônia (NH 3) e os gases marcadores hexafluoreto de enxofre (SF6) e CO2 em um galpão para vacas leiteiras com VN; (3) desenvolver um modelo CFD de um galpão de vaca leiteira com VN implementado com o modelo de produção de CO 2 do CIGR; (4) desenvolver e testar um protocolo para medição das emissões de NH 3 de um galpão brasileiro de frangos de corte com VN, e (5) calcular fatores de emissão de NH 3 de dois galpões brasileiros com VN e ventilação mecânica (VM) para frangos de corte. Cinco artigos foram preparados para responder aos cinco objetivos desta tese, os quais incluem uma variedade de fatores e implicações relacionados a um galpão de vaca leiteiras com VN na Holanda e um galpão de frangos de corte com VN no Brasil. O primeiro trabalho versou sobre a comparação de dois métodos de monitoramento de concentrações de CO2 que são comumente usados para estudos de emissões em alojamentos animais com ventilação mecânica (VM) com um sensor de CO2 de baixo custo, e que é novo para fins de pesquisa, podendo ser mais adequado para uso galpões com VN. No segundo artigo, razões de mistura foram calculadas entre o gás NH3 e um dos dois gases marcadores distintos, o CO2 naturalmente liberado pelos animais e esterco, e o SF6 que foi artificialmente injetado no galpão. O objetivo maior deste artigo foi identificar a região dentro do galpão onde as razões de mistura possuem valores estimados aproximadamente constantes, de modo que taxas de emissão representativas para o galpão possam ser estimadas por meio do método do gás marcador. No artigo número três, um modelo em Computational Fluid Dynamics (CFD) de um galpão para vacas leiteiras com VN foi desenvolvido e 10 implementado com as equações de produção CO2 publicadas pelo CIGR, a fim de revelar os padrões de fluxo de ar e CO2 no espaço interno ventilado. O modelo foi validado com dados de concentração de CO2 medidos experimentalmente em vários pontos dentro do galpão. O quarto artigo versou sobre a determinação do algoritmo mais adequado para estimar as taxas de fluxo de ar e gases através de um galpão de frangos de corte com VN, localizado no Brasil. As estratégias de amostragem testadas consistiram de combinações de dois esquemas diferentes de monitoramento das concentrações gasosas e de duas estratégias de predição da produção de CO 2 das aves. O quinto e último trabalho foi uma continuação do quarto artigo, e tratou do cálculo dos fatores de emissões de NH3 ( f NH3 ) de galpões com VN e VM para frangos de corte no Brasil. O método utilizado para calcular os fatores de emissão em ambos os galpões foi o do gás marcador, utilizando-se CO2 naturalmente produzido pelas aves. Os f NH calculados foram comparáveis com aqueles encontrados na 3 literatura para as condições do Brasil e em outras partes do mundo. No geral, esta tese demonstra que, apesar das complicações relacionadas ao monitoramento dos fluxos de ar poluentes gasosos através de galpões animais com VN, os fatores de emissão obtidos podem ser comparáveis àqueles relativos a galpões animais com VM. Em síntese, o número de pontos no galpão em que as concentrações de gases serão monitoradas é mais relevante do que a utilização de métodos de medição de alta precisão e dispendiosos. Quando o método de gás marcador é utilizado, atenção deverá ser dada a determinação precisa da taxa de injeção do gás marcador ou a taxa de produção de CO2. É importante também que a razão de mistura entre os gases poluente e marcador seja determinada em vários pontos fora da zona ocupada pelos animais, porém acima dela.