The impact of evaporative cooling on the thermoregulation and sensible heat loss of sows during farrowing

Abstract

ABSTRACT:Pigs are more sensitive to high environmental temperatures explained by the inability of sweating and panting properly when compared to other species of farmed livestock. The evaporative cooling system might favor the thermal comfort of animals during exposure to extreme environmental heat and reduce the harmful effects of heat stress. The purpose of this study was to assess the sensible heat loss and thermoregulation parameters from lactating sows during summer submitted to two different acclimatization systems: natural and evaporative cooling. The experiment was carried out in a commercial farm with 72 lactating sows. The ambient variables (temperature, relative humidity and air velocity) and sows physiological parameters (rectal temperature, surface temperature and respiratory rate) were monitored and then the sensible heat loss at 21days lactation was calculated. The results of rectal temperature did not differ between treatments. However, the evaporative cooling led to a significant reduction in surface temperature and respiratory rate and a significant increase in the sow's sensible heat loss. It was concluded that the use of evaporative cooling system was essential to increase sensible heat loss; thus, it should reduce the negative effects of heat on the sows' thermoregulation during summer.KEYWORDS: ventilation, thermal stress, panting, surface temperature, swine, lactation. IMPACTO DO RESFRIAMENTO EVAPORATIVO NA TERMORREGULAÇÃO E NA TROCA DE CALOR SENSÍVEL DE PORCAS NA MATERNIDADERESUMO: Em comparação com outras espécies de animais de criação comercial, os suínos são mais sensíveis à temperatura ambiente elevada, pois são incapazes de suar, e a respiração ofegante não é eficiente. O sistema de resfriamento evaporativo pode favorecer o conforto térmico dos animais durante a exposição a altas temperaturas e reduzir os efeitos prejudiciais do estresse térmico. Objetivou-se com este estudo avaliar a troca de calor sensível e os parâmetros de termorregulação de porcas em lactação submetidas a dois sistemas de climatização: natural e resfriamento evaporativo, durante o verão. O experimento foi conduzido em uma granja comercial com 72 porcas em lactação, no qual foram monitoradas as variáveis ambientais (temperatura, umidade relativa do ar e velocidade do ar), os parâmetros fisiológicos das porcas (temperatura retal, temperatura superficial e frequência respiratória) e, assim, foi calculada a troca de calor sensível no período de 21 dias de lactação. Os resultados não indicaram efeito significativo dos sistemas de climatização sobre a temperatura retal. Porém, o resfriamento evaporativo proporcionou redução significativa na temperatura superficial e na frequência respiratória, além do aumento significativo na troca de calor sensível das porcas. A utilização do resfriamento evaporativo contribuiu para aumentar a perda de calor sensível, e, portanto, este sistema pode amenizar os efeitos negativos do calor na termorregulação das porcas lactantes durante o verão.

Evaporative cooling system for gestating and lactating sows: a systematic review

“…The use of evaporative cooling allowed a reduction of 0.3 °C (39.0 to 38.7 °C) in the rectal temperature of the animals of one of the studies, and of 0.5 °C (34.8 to 34.3 °C) in the surface temperature, being these data reported in the papers of JUSTINO et al (2014) andJUSTINO et al (2015), respectively. Rectal temperature is an important indicator of when the pig exceeds thermoregulatory capacity.…”

“…Ventilation plays an extremely important role in animal production; this influences in the heat dissipation of the facilities, as well as in the reduction of the concentration of vapors, smoke, dust and toxic gases to production. However, this was specified in only two studies, with an increase of 0.06 m s -1 with the use of the negative pressure evaporative cooling system (BOTTO et al, 2014) and 3.15 m s -1 with the use of the ductofan evaporative cooling system (JUSTINO et al, 2014). In a study that evaluated combinations of air velocity and ambient temperature for growing pigs, a higher temperature and lower air velocity contributed to lower growth rate and higher microbiological load in the bays.…”

Desempenho e termorregulação de porcas lactantes alojadas em diferentes localizações no interior de um galpão com sistema de resfriamento evaporativo em ambiente tropical

“…Já a frequência respiratória é uma boa medida para verificar se os animais estão ou não sob estresse por calor, e, no setor leste (pads), o ambiente térmico esteve dentro da zona termoneutra. Justino et al (2014), ao estudarem o resfriamento da nuca de porcas em lactação, observaram redução da frequência respiratória e da temperatura superficial de animais sob resfriamento da região da cabeça em comparação àqueles que receberam somente ventilação natural na cabeça (46,68 vs. 62,55 mov.min -1 e 34,33 vs. 34,79ºC, respectivamente). Portanto, o sistema de resfriamento pode influenciar na frequência respiratória e na temperatura superficial.…”

“…As médias de FR foram inferiores às encontradas por Martins et al (2008), que foram de 74,8mov.min -1 a uma Ta média de 27,8°C e umidade de 75,3% em galpão de maternidade, com cortinas laterais (abertas às 7h30 e fechadas às 18h), e equipado com ventiladores (acionados, rotineiramente, das 11 às 16h). Os valores da frequência respiratória observada por Justino et al (2014) em porcas em lactação, com resfriamento da região da cabeça (46,68mov.min -1 ), foram próximos aos obtidos no presente estudo, em matrizes alojadas próximo aos pads coolling, e abaixo dos obtidos nos animais do meio e próximo aos exaustores. O valor da FR neste estudo foi superior aos encontrados por Williams (2009) Dif.…”

“…FR= frequência respiratória; TS= temperatura superficial e TR= temperatura retal. Justino et al (2014) encontraram frequência respiratória e temperatura superficial menores em fêmeas suínas lactantes sob sistema de resfriamento da cabeça (46,68mov.min -1 e 34,33ºC, respectivamente) em relação ao sistema de ventilação natural (62,55mov.min -1 e 34,79ºC), e a temperatura retal não diferiu entre os sistemas de resfriamento (38,81 vs. 38,97ºC).…”