14 minute read
Inovações da Zootecnia de Precisão na Avicultura de Postura
Inovações da Zootecnia de Precisão na Avicultura de Postura As aves de postura são sensíveis às variáveis ambientais, e consequentemente ao estresse térmico comumente observado em regiões com clima tropical, como grande parte do território brasileiro, são responsáveis por causar efeitos diretos no comportamento, na saúde e no bem-estar das aves, principalmente em galpões sem controle ou parcialmente controlados
Autores: Bruno Emanoel Teixeira¹, Evandro Menezes de Oliveira², João Victor do Nascimento
Mós¹, Sheila Tavares Nascimento¹
(1) Faculdade de ciências agrárias e veterinárias (FAV) da Universidade de Brasília (UnB). (2) Programa de pós-graduação em Zootecnia (PPZ) da Universidade Estadual de Maringá (UEM).
Aavicul A zootecnia de precisão é uma ferramen ta capaz de otimizar a produção animal, pois fa cilita o manejo diário com a aplicação de tecnologias e utilização de softwares específicos que contri buem para aprimorar a pecuária moderna, cada vez mais direciona da em atender o bem estar animal, dos trabalhadores e de auxiliar na sustentabilidade de todo o sistema de produção [1].
Os principais conceitos discuti dos atualmente na Zootecnia de Precisão são a tecnologia da infor mação, Internet das Coisas (Internet of Things - IoT), Big Data (processamento e análise de grandes bancos de dados), Inteligência Ar tificial (IA), Computação de Alto Desempenho (High Performance Computing - HPC) e serviços de ar mazenamento de dados em nuvem.
Essas ferramentas utilizam da dos reais, das respostas dos animais (fisiológicas e comportamentais), que como sistemas biodinâmicos, são fundamentais para incremen tar a precisão dos programas de gerenciamento das granjas por serem considerados como biosensores [2], juntamente com as variáveis do ambiente, que ao se interligarem através de modelagens matemáti cas podem ser utilizadas para o monitoramento e controle do am biente de forma precisa, além de fornecer informações em tempo re al e contínua aos produtores; consequentemente, podem ser utilizados para diversas finalidades como por exemplo, para um maior con trole da saúde dos animais nos galpões ou a pasto e na avaliação do estado de Bem-estar desses ani mais. Na avicultura de postura, por meio de imagens, é possível avaliar o conforto térmico das aves através do monitoramento de alguns com portamentos, como maior ingestão de água pela contabilização do nú mero de visitas e uso dos bebedouros [3].
Na produção de aves de postura tanto em sistema convencional (gaiolas) com galpões de produção automatizados, quanto em siste mas como free-range e cage-free, é comum o número de animais por área ser elevado, e por isso torna-se fundamental o monitoramento contínuo (24 horas) sobre a ambi ência, saúde, nutrição e principalmente o manejo para obtenção de melhores índices zootécnicos [2]. Por isso, o desenvolvimento e a aplicação de ferramentas da Zoo tecnia de Precisão tornam-se cada vez mais comuns e necessárias en tre os produtores por sua eficácia e no apoio à tomada de decisão, re fletindo desta forma no bem estar das aves, na segurança alimentar, na rastreabilidade dos alimentos
produzidos, além de auxiliar a sustentabilidade das granjas.
Baseado nessas informações, o objetivo deste trabalho é descrever ferramentas de Zootecnia de Preci são que foram desenvolvidas por diferentes centros de pesquisa ao redor do mundo, com potencial e promissora aplicabilidade na avi cultura de postura.
1. Animais como Biosensores
A implantação e aplicação de ferramentas tecnológicas nos siste mas de produção animal difere da aplicação em outros sistemas, co mo na Agricultura de Precisão (uso de tecnologias para maior incre mento na produção vegetal, por exemplo: pela análise da saúde das plantas e adubação de áreas em quantidades mais precisas, levando economia no uso e gasto de insu
mos) e na própria cadeia de entrega de produtos agrícolas e compras de forma online, apoiando na logísti ca [4].
Por serem seres sencientes (pos suem consciência sobre si mesmos e sobre o ambiente ao redor, capa zes de experimentar graus de felicidade, dor e tristeza) [5], fornecem respostas biodinâmicas (a partir de seus processos biológicos), de vari áveis de desempenho, fisiológicas e comportamentais continuamente, o que torna o monitoramento des ses animais como a pesagem das aves, a coleta de ovos e a manuten ção da temperatura adequada nos galpões, sem a aplicação de tecno logias, como da Zootecnia de Precisão, uma tarefa árdua.
O monitoramento de forma au tomática e automatizada dos animais e do microambiente feito por sensores fornece múltiplos dados Figura 1. Esquema geral exemplificando os componentes-chave da Zootecnia de Precisão por meio de monitoramento dos processos biológicos e suas respostas, gerando modelos que servem como previsão aos produtores (Adaptado de Wathes et al., 2008).
em curtos intervalos de tempo e cria sólidas bases de dados, e a aná lise e interpretação desses dados tornam-se informações úteis e pre cisas aos produtores, como exemplificado na Figura 1: para o controle de uma faixa de temperatura adequada dentro do aviário nos ho rários mais quentes do dia, pode-se coletar variáveis do microclima co mo a temperatura do ar (Tar, °C), umidade relativa (UR, %), radiação solar (RS, W m-2) e de um processo biológico, como a temperatura su perficial das aves, que gera respostas biodinâmicas: na produção de ovos e também comportamentos relacionados ao estresse térmico como exemplo uma maior ingestão de água,; o que torna os animais os próprios biosensores que fornecem mais precisamente os dados e in formações fundamentais para que por meio de um sistema de contro le online, medidas para adequação do ambiente térmico possam ser tomadas da forma correta [6].
2. Zootecnia de precisão na ambiência
As aves de postura são sensíveis às variáveis ambientais, e conse quentemente ao estresse térmico comumente observado em regiões com clima tropical, como grande parte do território brasileiro, são responsáveis por causar efeitos di retos no comportamento, na saúde e no bem-estar das aves, principal mente em galpões sem controle ou parcialmente controlados. As vari áveis meteorológicas impactam o consumo de ração e consequente mente refletem em perdas de produtividade, como o tamanho e a qualidade dos ovos [7]. Devido a esses fatores, torna-se essencial a implementação de ferramentas pa ra o controle dos fatores ambientais, que evitem a flutuação térmica durante o dia e favoreçam melhores condições de conforto térmico para as aves. • Variáveis meteorológicas: a temperatura do ar, umidade relati va do ar, velocidade do vento, radiação solar, luminosidade e concentração de gases (como o dióxido de carbono e amônia). • Variáveis dos animais: os índi ces zootécnicos (desempenho: consumo de ração, produção e qualidade dos ovos), comportamentais associados com as variáveis fisiológicas, sendo estes os melhores biosensores, que contribuem com a identificação mais precisa das con dições ambientais críticas aos animais e da qualidade ambiental.
A seguir serão apresentadas al gumas tecnologias e ferramentas de Zootecnia de Precisão com apli cabilidade na avicultura de postura.
2.1. Interpretação e análise de banco de dados (Machine learning e IoT)
As vocalizações pelas aves de postura são um exemplo de respos ta biodinâmica, que pode servir como um indicador do consumo de ração e de múltiplos estresses entre eles o térmico. Essas vocalização podem ser coletada por meio de microfones de baixo-custo, cujos dados servem para “alimentar” a base de dados para o método de “Machine learning”, que significa o “aprendizado da máquina”, ou seja, processos da Inteligência Ar tificial (IA) ou “agente computacional capaz de interagir com o ambiente em um esquema básico de entrada, processo e saída; a entrada é caracterizada pelos dados brutos (Tar, UR, índice de temperatura e umidade - ITU, vocalização, etc.); o processo, como a manipulação e interpretação; e a saída, correspon
Tecnologia
Meio de Atuação Efeitos no manejo País
Microfone Análise de som Previsão automática do consumo de ração em tempo real Turquia [17]
RFID (Identificação por Radiofrequência) e câmeras
Acelerômetro tridimensional
Análise de comportamento
Análise de comportamento Tempo e número de oviposição, comportamentos agonísticos e formação de ninhos EUA e China [18]
Previsão de adequação ambiental, evitando lesões nos animais, medindo a intensidade do salto, aterrissagem e tempo de repouso em sistemas cage-free Canadá [19]
Amostragem de gases Análise do ambiente Diagnóstico prévio de coccidiose aviária pela avaliação de compostos orgânicos voláteis (VOCs) no aviário Itália [20]
Microfone Análise de som Detecção e prognóstico de doenças respiratórias pelo som dos espirros pelas aves Bélgica [21]
Câmera 3D Kinect Análise de imagem Estimativa do peso das aves de forma não invasiva e de baixo custo Dinamarca [22]
Multi-sensores para coletas de dados do ambiente Análise do ambiente Acompanhamento online do ambiente (Tar, UR, gases como Amônia, luminosidade e índice de conforto térmico pelo conceito de IoT Brasil [10]
Tabela 1 - Principais tecnologias utilizadas na zootecnia de precisão com os respectivos meios de atuação, efeitos gerados na criação e no manejo e o país onde estão sendo desenvolvidos e aplicados.
de a atribuição de significado aos dados que geram interação com o meio”. Este método se baseia em al goritmos que reconhecem padrões e aprendem a classificá-los e asso ciá-los a um determinado valor ou classe, que nos fornece respostas como, por exemplo, se o animal es tá em estresse ou não [8,9].
Por isso, Universidades da Chi na e da Bélgica se uniram para propor uma ferramenta inovadora que correlaciona a vocalização de aves de postura com o conforto térmico das aves (pelo índice de temperatura e umidade, ITU). Nes te caso, a ferramenta distingue as frequências que estão relaciona dos a algum estresse do animal naquele momento. Com a classificação da frequência e duração das vocalizações das aves, a tecnologia bioacústica se torna uma promis sora ferramenta de monitoramento e previsão que atua de forma contínua, automática, não invasi va e eficaz para mensurar o conforto térmico das aves [9]. No Brasil, um protótipo de baixo custo foi desenvolvido, que monitora a ambiência em aviá rios, embasados no conceito de Internet das Coisas (IoT), pelo uso da internet, de redes de co municação e tecnologia da informação, e também fornecem rápida transmissão desses dados em tempo real a plataformas móveis de comunicação como os smar tphones e computadores por meio de aplicativos com layout de fácil uso das informações e visualiza ção [10]. A manipulação destes dados se faz por meio de uma rede de sensores sem fio que permitem conexão por meio da IoT (Internet of Things) e redes sem fio (wire less), o que facilita a aplicação e o gerenciamento das tecnologias na produção [11].
2.2. Posicionamento das aves no galpão e monitora mento do ambiente (tecnologia eYeNamic®)
O “eYeNamic®” é um sistema de processamento e análise de ima gens disponível comercialmente por uma empresa holandesa (FAN COM B.V.TM), que monitora e avalia o posicionamento das aves dentro do galpão [12], relaciona adequadamente o ambiente que leva em consideração além da tempera tura e umidade, a velocidade do vento e a radiação solar, que são outros parâmetros também impor tantes à sensação térmica. A técnica é fundamentada no animal como biosensor, pelo constante monitoramento acerca da distribuição das aves no galpão, e apoia a toma da de decisões, com notificação imediata; o mesmo também pode ser utilizada na análise associando - -se dados de comportamento dos animais com a temperatura e umi dade relativa do ar [13], por exemplo, para o controle climático e ativação dos sistemas de ventilação no momento correto, o que conse quentemente acarreta em significativa economia no gasto de energia.
2.3. O potencial da Robóti ca e Inteligência Artificial no controle do ambiente
Por meio da Inteligência Artifi cial (IA) e da robótica, robôs como o “ChickenBoy”, que são mantidos suspensos no teto dos aviários e operados por múltiplos sensores, são capazes de supervisionar a saú de, bem-estar e qualidade do ar, desenvolvidos pela empresa espanhola FAROMATICS®. Em Beijing na China, também foram desenvolvi dos robôs que utilizam imagens térmicas para avaliar a temperatu ra superficial das aves, determinando anormalidades e sendo pos
sível a notificação prévia para os manejadores [14].
Em relação ao controle ambien tal, foram elaborados robôs capazes de realizar sanitização eficaz e rápida nos galpões, que leva a uma diminuição do uso de antibióticos e da presença do manejador nos aviários, muitas vezes com condi ções insalubres ao ser humano [15].
Em sistemas cage-free (livres de gaiolas) a postura de ovos no chão é um problema comumente obser vado, e por isso, a partir de um projeto conjunto entre um centro de pesquisa e a universidade de Wage ningen na Holanda foi desenvolvido o “PoultryBot”, um robô autônomo móvel para tarefas como a coleta sem danos desses ovos pos tos no chão [16].
3. Zootecnia de precisão no monitoramento do desempenho e saúde das aves
O Monitoramento acerca do consumo de água e ração, do peso das aves e ter um maior controle sobre a prevenção de doenças é uma das principais formas de ges tão do plantel quanto a produção, os gastos e as tomadas de decisões. Algumas maneiras de se acompa nhar a ingestão de água e consumo de ração de formas mais precisas vêm sendo estudadas e desenvolvi das (Tabela 1). Assim como também para o acompanhamento da saúde das aves, que é fator determi nante na produtividade.
4. Vantagens e Desvantagens da utilização da Zootecnia de Precisão
O período de incerteza até o retorno do capital investido na compra de sensores e ferramentas, aliado aos custos para implementação de todos os equipamentos, serviços e a desconfiança na eficácia da tec nologia aplicada nos sistemas de produção e seu armazenamento (acúmulo) de dados, acaba por le var certas resistências na adoção de tecnologias da Zootecnia de Preci são pelos produtores. Contudo existem equipamentos de baixo - -custo e que não demandam uma mão de obra altamente qualificada, por exemplo; sensores de tempera tura e humidade (HOBO®) e da concentração de gases.
Contudo, os gastos para a ado ção dessas tecnologias são capazes de: diminuir ou anular os custos relacionados a compra de medica mentos e antibióticos; diminuir ou otimizar o uso da mão-de-obra e o manejo em geral; aumentar o atendimento à demanda do mer cado em tempo adequado; conciliar a procura por produtos que atendam requisitos de preserva ção ambiental, como redução de gases poluentes e no manejo ade quado dos dejetos animais. Que com os resultados de sua aplica ção e o bom gerenciamento eletrônico dos dados, surgem melhorias em questões como rastreabilidade, transparência ao consumidor, o Bem-estar e saúde dos animais. Assim os seus produtos com a certificação adequada obtêm maior qualidade e consequente mente valor agregado [6, 23].
Conforme a adesão destas tec nologias aumenta, a acessibilidade e viabilidades das mesmas se tor nam ainda maiores. Com isso, a Zootecnia de Precisão também tem como objetivo tornar o uso da tec nologia mais acessível, para ser adotada desde o pequeno ao gran de produtor.
Existe ainda uma percepção er rônea por parte de alguns produtores e granjeiros que a implantação de sistemas automatizados “não se pagam” ou que sistemas alternati vos como o free-range não permitem o uso de tecnologias, mas temos que levar em conta que esses investimentos devem ser conside rados a longo prazo; a existência de ferramentas de baixo-custo que po dem ser aplicadas a qualquer sistema; e a tendência que atende grande parte das exigências do consumidor e dos animais, em relação ao seu Bem-estar, já que em todos ti pos de sistema os animais são suscetíveis a fatores como doenças e o estresse térmico [7].
4. Implicações Futuras:
A modernização da produção avícola com o emprego de novas tecnologias e a implantação das ferramentas da Zootecnia de Preci são mostram-se promissoras e continuarão sendo desenvolvidas de modo a preencher as lacunas que ainda existem, pela integração multidisciplinar de profissionais de diferentes áreas e a união das pesquisas entre o meio acadêmico e empresarial. No entanto, estas ferramentas não substituem os olhos, ouvidos e as mãos dos pro dutores, mas fazem com que se tornem ainda mais eficazes junto a sua supervisão e gerenciamento, ligando cada vez mais os animais e os processos de produção de forma contínua, eficiente e precisa, cada vez menos invasiva o que melhora o bem estar das aves.
E todos os resultados aqui apon tados, oriundos dessas ferramentas, são frutos de pesquisas que por investimentos públicos ou priva dos, desenvolveram e desenvolvem continuamente novas formas de se aprimorar e tornar mais sustentá vel a produção animal.
