Desenvolvimento e avaliação de plataforma de monitoramento do ambiente térmico- gasoso com diferentes módulos sensores de amônia para unidades de produção animal em sistema Compost-Bedded Pack Barn
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Texto Completo: | https://locus.ufv.br//handle/123456789/31620 https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2023.197 |
Resumo: | O Brasil consolidou-se como um dos maiores produtores de proteína animal, sendo a utilização de sistemas intensivos de produção uma das principais estratégias utilizadas para a manutenção da produtividade. Por meio do uso de sistemas de confinamento animal, busca-se aumentar a eficiência produtiva, porém há aumento da concentração de animais e, por consequência, maior deposição de dejetos em uma mesma área. Tais dejetos são constituídos de compostos nitrogenados que, sob determinadas condições ambientais, provocam a volatilização do gás amônia (NH 3 ). Este gás se destaca por causar efeitos ambientais adversos, tais como eutrofização de recursos hídricos, poluição do ar, irritação e lesões em mucosas de seres humanos e animais. Desta forma, há imperativa necessidade de identificar e quantificar a presença deste gás em instalações de confinamento animal, para que seja possível buscar alternativas para mitigação de danos. Ante o exposto, objetivou-se com esse estudo desenvolver uma plataforma móvel, de fácil aplicabilidade e operacionalidade, para monitoramento do ambiente térmico-gasoso em instalações destinadas à produção animal, e comparar diferentes tipos de módulos sensores eletroquímicos de amônia, entre si e comparativamente aos resultados obtidos por meio de um equipamento padrão (iPMU), em instalações Compost- Bedded Pack Barn (CBP), durante o período de inverso no Brasil. Para o planejamento, projeto e execução da plataforma, baseou-se no estado da arte concernente aos existentes subsídios técnicos e científicos relativos aos sistemas e processos de mensuração dos ambientes habitados e concebeu-se o, então denominado, Thermal-Gas Monitoring Platform Brazil-Colombia (TGMP-B 2 C). Nesta plataforma, construída com vias a permitir a conexão de diferentes tipos e marcas de módulos sensores capazes de realizar o monitoramento de variáveis do ambiente térmico e aéreo, foram estudados e comparados diferentes módulos sensores para determinação de: temperatura de bulbo seco do ar (t bs_i ); umidade relativa do ar (UR _i ); velocidade do ar (v ar_i ); e concentração de amônia (C _NH3_i ). Assim, para atender o objetivo deste projeto, um estudo de campo foi conduzido em uma instalação CBP aberta, localizada no município de Cajuri, Minas Gerais, Brasil. O experimento foi realizado durante 10 dias do mês de julho,sendo que os dados dos módulos sensores e iPMU foram coletados entre às 06h e 17h destes dias. O comportamento das variáveis obtidas com os três diferentes módulos sensores foi avaliado comparativamente entre si e o sistema padrão. As maiores diferenças de comportamento foram verificadas durante as primeiras horas do período experimental (06h às 10h). No restante do tempo (10h às 17h), houve menor diferença, com tendência de aproximação entre as medidas apresentadas pelos três módulos sensores. O módulo sensor MQ137 foi o que apresentou comportamento mais aproximado ao obtido com o equipamento padrão, ao longo do período avaliado, o que indica maior viabilidade para sua aplicação nessas condições. Apesar disso, salienta-se que é importante que sejam realizados novos estudos sobre o comportamento dos módulos sensores, sob outras diferentes condições ambientais, que podem ser encontradas em sistemas CBP, ao longo do ano, nas diferentes regiões do país. Palavras-chave: Gado de leite. Sistema intensivo. Concentração de amônia. Sensores eletroquímicos. Plataforma de monitoramento. |
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Sousa, Fernanda Campos deDamasceno, Flávio AlvesSaraz, Jairo Alexander OsorioBarbari, MatteoOliveira, Victor Crespo dehttp://lattes.cnpq.br/7536594535140144Tinôco, Ilda de Fátima Ferreira2023-10-10T14:04:44Z2023-10-10T14:04:44Z2023-02-16OLIVEIRA, Victor Crespo de. Desenvolvimento e avaliação de plataforma de monitoramento do ambiente térmico- gasoso com diferentes módulos sensores de amônia para unidades de produção animal em sistema Compost-Bedded Pack Barn. 2023. 121 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2023.https://locus.ufv.br//handle/123456789/31620https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2023.197O Brasil consolidou-se como um dos maiores produtores de proteína animal, sendo a utilização de sistemas intensivos de produção uma das principais estratégias utilizadas para a manutenção da produtividade. Por meio do uso de sistemas de confinamento animal, busca-se aumentar a eficiência produtiva, porém há aumento da concentração de animais e, por consequência, maior deposição de dejetos em uma mesma área. Tais dejetos são constituídos de compostos nitrogenados que, sob determinadas condições ambientais, provocam a volatilização do gás amônia (NH 3 ). Este gás se destaca por causar efeitos ambientais adversos, tais como eutrofização de recursos hídricos, poluição do ar, irritação e lesões em mucosas de seres humanos e animais. Desta forma, há imperativa necessidade de identificar e quantificar a presença deste gás em instalações de confinamento animal, para que seja possível buscar alternativas para mitigação de danos. Ante o exposto, objetivou-se com esse estudo desenvolver uma plataforma móvel, de fácil aplicabilidade e operacionalidade, para monitoramento do ambiente térmico-gasoso em instalações destinadas à produção animal, e comparar diferentes tipos de módulos sensores eletroquímicos de amônia, entre si e comparativamente aos resultados obtidos por meio de um equipamento padrão (iPMU), em instalações Compost- Bedded Pack Barn (CBP), durante o período de inverso no Brasil. Para o planejamento, projeto e execução da plataforma, baseou-se no estado da arte concernente aos existentes subsídios técnicos e científicos relativos aos sistemas e processos de mensuração dos ambientes habitados e concebeu-se o, então denominado, Thermal-Gas Monitoring Platform Brazil-Colombia (TGMP-B 2 C). Nesta plataforma, construída com vias a permitir a conexão de diferentes tipos e marcas de módulos sensores capazes de realizar o monitoramento de variáveis do ambiente térmico e aéreo, foram estudados e comparados diferentes módulos sensores para determinação de: temperatura de bulbo seco do ar (t bs_i ); umidade relativa do ar (UR _i ); velocidade do ar (v ar_i ); e concentração de amônia (C _NH3_i ). Assim, para atender o objetivo deste projeto, um estudo de campo foi conduzido em uma instalação CBP aberta, localizada no município de Cajuri, Minas Gerais, Brasil. O experimento foi realizado durante 10 dias do mês de julho,sendo que os dados dos módulos sensores e iPMU foram coletados entre às 06h e 17h destes dias. O comportamento das variáveis obtidas com os três diferentes módulos sensores foi avaliado comparativamente entre si e o sistema padrão. As maiores diferenças de comportamento foram verificadas durante as primeiras horas do período experimental (06h às 10h). No restante do tempo (10h às 17h), houve menor diferença, com tendência de aproximação entre as medidas apresentadas pelos três módulos sensores. O módulo sensor MQ137 foi o que apresentou comportamento mais aproximado ao obtido com o equipamento padrão, ao longo do período avaliado, o que indica maior viabilidade para sua aplicação nessas condições. Apesar disso, salienta-se que é importante que sejam realizados novos estudos sobre o comportamento dos módulos sensores, sob outras diferentes condições ambientais, que podem ser encontradas em sistemas CBP, ao longo do ano, nas diferentes regiões do país. Palavras-chave: Gado de leite. Sistema intensivo. Concentração de amônia. Sensores eletroquímicos. Plataforma de monitoramento.Brazil has established itself as one of the largest producers of animal protein, with the use of intensive production systems being one of the main strategies used to maintain productivity. Through the use of animal confinement systems, an attempt is made to increase production efficiency, but there is an increase in the concentration of animals and, consequently, greater deposition of manure in the same area. Such waste consists of nitrogenous compounds that, under certain environmental conditions, cause the volatilization of ammonia gas (NH 3 ). This gas stands out for causing adverse environmental effects, such as eutrophication of water resources, air pollution, irritation and damage to the mucous membranes of humans and animals. Thus, there is an imperative need to identify and quantify the presence of this gas in animal confinement facilities, so that it is possible to seek alternatives to mitigate damage. In view of the above, the objective of this study was to develop a mobile platform, easy to apply and operate, for monitoring the thermal-gas environment in facilities intended for animal production, and to compare different types of electrochemical ammonia sensors modules, among themselves and comparatively to results obtained by means of a standard equipment (iPMU), in Compost-Bedded Pack Barn (CBP) installations, during the inverse period in Brazil. For the planning, design and execution of the platform, it was based on the state of the art concerning the existing technical and scientific subsidies related to systems and processes for measuring inhabited environments and the, then called, Thermal-Gas Monitoring Platform Brazil-Colombia (TGMP-B 2 C). On this platform, built with ways to allow the connection of different types and brands of sensor modules capable of monitoring variables in the thermal and air environment, different sensor modules were studied and compared to determine: air dry bulb temperature (t bs_i ); air relative humidity (UR _i ); air speed (v ar_i ); and ammonia concentration (C _NH3_i ). Thus, to meet the objective of this project, a field study was conducted in an open CBP facility, located in the municipality of Cajuri, Minas Gerais, Brazil. The experiment was carried out for 10 days in July, and data from the sensor modules and iPMU were collected between 06:00 a.m. and 05:00 p.m on these days. The behavior of the variables obtained with the three different sensor modules was evaluated comparatively between themselves and the standard system. The greatest differences in behavior were observed during the first hours of the experimental period (06:00 a.m. to 10:00 p.m.). In the rest of the time (10:00 a.m. to 05:00 p.m.), there was less difference, with a tendency to approach between the measures presented by the three sensor modules. The MQ137 sensor module was the one that presented the closest behavior to that obtained with the standard equipment, throughout the evaluated period, which indicates greater viability for its application under these conditions. Despite this, it should be noted that it is important that new studies be carried out on the behavior of sensor modules, under other different environmental conditions, which can be found in CBP systems, throughout the year, in different regions of the country. Keywords: Dairy cattle. Intensive system. Ammonia concentration. Electrochemical sensors. Monitring platform.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPQporUniversidade Federal de ViçosaEngenharia AgrícolaResíduos de animaisAmônia - MediçãoBovinos de leiteConfinamentoReceptores sensoriaisConstruções Rurais e AmbiênciaDesenvolvimento e avaliação de plataforma de monitoramento do ambiente térmico- gasoso com diferentes módulos sensores de amônia para unidades de produção animal em sistema Compost-Bedded Pack BarnDevelopment and evaluation of a gaseous thermal environment monitoring platform with different ammonia sensor modules for animal production units in a Compost-Bedded Pack Barn systeminfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisUniversidade Federal de ViçosaDepartamento de Engenharia AgrícolaMestre em Engenharia AgrícolaViçosa - MG2023-02-16Mestradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:LOCUS Repositório Institucional da UFVinstname:Universidade Federal de Viçosa (UFV)instacron:UFVLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/31620/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALtexto completo.pdftexto completo.pdftexto completoapplication/octet-stream3819151https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/31620/1/texto%20completo.pdfb7c24313b6ec91fdec0abaaf1426b6eaMD51123456789/316202023-11-20 14:32:54.351oai:locus.ufv.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://www.locus.ufv.br/oai/requestfabiojreis@ufv.bropendoar:21452023-11-20T17:32:54LOCUS Repositório Institucional da UFV - Universidade Federal de Viçosa (UFV)false |
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Desenvolvimento e avaliação de plataforma de monitoramento do ambiente térmico- gasoso com diferentes módulos sensores de amônia para unidades de produção animal em sistema Compost-Bedded Pack Barn Oliveira, Victor Crespo de Resíduos de animais Amônia - Medição Bovinos de leite Confinamento Receptores sensoriais Construções Rurais e Ambiência |
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