Abstract In this study, we aimed to assess the spatial variability of microclimate inside a closed compost-bedded pack barn (CBP) with a negative ventilation system during summer and winter. The research was carried out in a CBP located in the Zona da Mata region, Minas Gerais, Brazil. For each of the stations analyzed, the following environmental mean variables observed inside a CBP were measured: air dry-bulb temperature (tdb), air relative humidity (RH), and windspeed, Temperature-Humidity index, and specific enthalpy. The kriging maps showed that the most critical housing conditions in the thermal environment were found, mainly, from the central part of the CBP, close to the exhaust fans. The analyses also pointed out that the system presented temperature gradients along the length, up to 3°C. During the summer afternoon, the entire region of the CBP was in a discomfort situation (tdb>26°C; RH>75%). During the winter, the measured environmental data remained within the comfort zone throughout the facility. However, probably due to the lack of thermal insulation of the material used to close the sides of the CBP, it did not allow spatial thermal uniformity for both seasons. It was also inefficient to keep the animals within the comfort zone for lactating cattle during the critical summer period.

RESUMO O monitoramento ambiental em instalações animais, que inclui o armazenamento de dados coletados de forma robusta, prática e viável, é um desafio constante. O objetivo deste estudo foi desenvolver um data logger confiável para monitorar a temperatura e umidade relativa do ar dos aviários e avaliar a adequação do projeto usando instrumentos padrão de referência comercialmente disponíveis. O data logger experimental foi instalado junto com um data logger comercial, um termômetro de mercúrio e uma sonda de umidade relativa do ar calibrada Vaisala HMP110 em um abrigo meteorológico. A análise de regressão linear foi realizada com a temperatura e a umidade relativa do ar coletadas, para desenvolver equações de calibração. O índice Nash-Sutcliffe e o erro relativo foram calculados para validar o data logger experimental. As equações de calibração de temperatura do ar e de umidade relativa do ar apresentaram Nash-Sutcliffe de 0,993 e -0,281 para o data logger comercial e, 0,913 e 0,932 para o data logger experimental. O erro relativo médio das leituras de temperatura do ar foi de 3 e 1% e da umidade relativa do ar 5 e 20%, para o data logger experimental e comercial, respectivamente. O data logger experimental armazenou de forma confiável todos os dados coletados, sem erro, no cartão micro-SD. O data logger experimental pode ser considerado de baixo custo e suficientemente preciso para monitoramento da temperatura do ar e da umidade relativa do ar em aviários, apresentando desempenho de campo muito próximo ao data logger comercial para medição da temperatura do ar e melhor desempenho que o data logger comercial para medição da umidade relativa do ar.

ABSTRACT The environmental monitoring in animal facilities that includes collected data storage in a robust, practical and feasible way is a constant challenge. The aim of this study was to develop a reliable data logger for monitoring the air temperature and air relative humidity of aviaries and to assess the adequacy of the design using commercially available reference standard instruments. The experimental data logger was installed together with a commercial data logger, a mercury thermometer and a calibrated Vaisala HMP110 air relative humidity probe in a meteorological shelter. Linear regression analysis was performed with the collected air temperature and air relative humidity to develop calibration equations. The Nash-Sutcliffe Index and the relative error were calculated to validate the experimental data logger. The air temperature and the air relative humidity calibration equations presented Nash-Sutcliffe of 0.993 and -0.281 for the commercial data logger, and 0.913 and 0.932 for the experimental data. The mean relative error of the air temperature readings was 3 and 1% and for air relative humidity 5 and 20%, for the experimental and commercial logger, respectively. The experimental data logger reliably stored all collected data without error to the micro-SD card. The experimental data logger can be considered low-cost and sufficiently accurate for monitoring air temperature and air relative humidity in aviaries, presenting field performance very close to the commercial data logger for air temperature measurement, and better performance than the commercial data logger for the measurement of air relative humidity.

RESUMO Objetivou-se com esta pesquisa monitorar e avaliar o ambiente térmico e realizar o mapeamento térmico completo das variáveis temperatura do ar, umidade relativa do ar e índice de temperatura e umidade de aviário para frangos de corte. A pesquisa foi conduzida durante inverno, no Brasil, em aviário comercial, com fechamento completo em alvenaria de blocos de concreto, sistema de ventilação mecanizada por pressão negativa em período integral, e aquecimento do ar do ambiente interno via ar aquecido por fornalha a lenha localizada externamente à instalação. O aviário é totalmente automatizado, possuindo 30.000 aves alojadas na densidade de 15 aves m-2. Diante da análise dos dados do ambiente térmico verificou-se que o modelo de instalação com fechamento em alvenaria não garantiu distribuição térmica homogênea no interior do aviário, com a região central apresentando os maiores valores de temperatura do ar e os menores valores de umidade relativa do ar. O ambiente interno não permitiu conforto térmico às aves alojadas, as quais se encontraram para determinadas situações, em algumas regiões internas ao aviário, sob desconforto térmico.

ABSTRACT The aim of this study was to monitor and evaluate the thermal environment and undertake a complete mapping of the variables air temperature, air relative humidity, and temperature-humidity index for broilers. The research was conducted during the winter, in Brazil, in a commercial poultry house fully walled with concrete-block masonry, equipped with a full-time negative-pressure mechanized ventilation system and indoor-environment air heating by a wood-burning furnace located outside the facility. The shed was fully automated and housed 30,000 birds at a density of 15 birds m-2. Thermal-environment data analysis revealed that the masonry-wall model did not ensure homogeneous thermal distribution within the poultry house, with the central region showing the highest air temperature and lowest air relative humidity values. The indoor environment did not provide thermal comfort to the housed birds, which were under thermal discomfort in certain situations in some internal regions of the shed.

RESUMO As instalações para galinhas poedeiras devem ser concebidas para proporcionarem conforto térmico e satisfatória luminosidade para uma produção de ovos de qualidade. O objetivo deste estudo foi avaliar o comportamento espacial das condições térmicas e intensidade luminosa de aviários verticais para galinhas poedeiras acondicionados naturalmente, durante o inverno e verão. Dados de temperatura do ar, umidade relativa do ar e intensidade luminosa foram coletados em 75 pontos distribuídos uniformemente no sentido longitudinal do aviário, em três andares de gaiolas, (primeiro, terceiro e sexto). Cada ponto representava um conjunto de coordenadas (x, y, z) sendo no sentido do eixo x as linhas (L1, L2, L3, L4, L5) eixo y as seções (S1, S2, S3, S4, S5) e eixo z os níveis (N1, N2, N3). O comportamento espacial das condições térmicas do aviário foi realizado no período mais frio do inverno e mais quente do verão. O delineamento experimental adotado foi inteiramente casualizado em esquema fatorial. No inverno, a temperatura apresentou comportamento homogêneo entre as seções e variável entre linhas. No verão, a variabilidade espacial da temperatura e umidade foi mais acentuada que no inverno, principalmente entre os níveis. Para ambas as estações o centro do aviário apresentou intensidade luminosa menor que as laterais. A partir do comportamento espacial das condições térmicas do aviário de poedeiras é possível verificar a magnitude e variabilidade da temperatura, umidade relativa e intensidade luminosa, identificar regiões vulneráveis e deficitárias termicamente e contribuir para a tomada de decisões relacionadas ao acondicionamento térmico e luminosidade da instalação.

ABSTRACT The facilities for laying hens should be designed to provide thermal comfort and satisfactory luminosity for the production of quality eggs. The objective of this study was to evaluate the spatial behavior of thermal conditions and light intensity of facilities for laying hens with vertical cages naturally conditioned during winter and summer. Air temperature, air relative humidity and light intensity data were collected in 75 points distributed evenly through the longitudinal direction of the installation in three tiers of cages (first, third and sixth). Each point represented a set of coordinates (x, y, z), being the x-axis the lines (L1, L2, L3, L4, L5), y-axis the sections (S1, S2, S3, S4, S5) and z-axis the tiers (N1, N2, N3). The spatial behavior of the thermal conditions of the facility was held during the coldest period of winter and the warmest period of summer. The experimental design was completely randomized in a factorial scheme. In the winter, the temperature showed homogeneous behavior among sections and variable among lines. In the summer, the spatial variability of temperature and humidity was more accentuated than in the winter, mainly among tiers. For both seasons, the center of the facility presented lower light intensity than the lateral. From the spatial behavior of the thermal conditions of the facility laying hens, it is possible to verify the magnitude and variability of temperature, relative humidity and light intensity, identify vulnerable and deficit thermal regions and contribute to decision-making related to thermal conditioning and luminosity of the facility.