Stres cieplny zwierząt — jak mierzyć wskaźnik THI w oborze i kurniku

Wskaźnik THI stres cieplny opisuje łączne oddziaływanie temperatury i wilgotności według wybranego równania. Czujnik mierzy wartości wejściowe, a oprogramowanie oblicza wskaźnik. THI nie mierzy temperatury ciała, odwodnienia ani dobrostanu i nie zastępuje obserwacji zwierząt, diagnostyki weterynaryjnej czy kontroli wentylacji.

Pod nazwą THI występuje kilka wzorów. Mogą używać wilgotności względnej, temperatury punktu rosy albo temperatury termometru mokrego i dawać nieco inne wyniki dla tych samych warunków. Dlatego w raporcie zawsze zapisuj równanie, jednostki, miejsce czujnika, przedział uśredniania i populację, której dotyczy próg.

W tym poradniku dla krów mlecznych stosujemy wariant równania NRC z 1971 roku, oparty na temperaturze suchego powietrza i wilgotności względnej, ze stałą 26. Jawne wskazanie wersji jest konieczne, ponieważ w części publikacji ostatnia stała wynosi 26,8, a wynik należy wtedy interpretować na właściwej skali.

Dla przykładu przy T = 25 °C i RH = 50 % pierwszy składnik wynosi 77, a po uwzględnieniu poprawki THI wynosi po zaokrągleniu około 72. Dodatkowe miejsca po przecinku nie zwiększają pewności, ponieważ znaczenie mają błędy czujników, położenie punktu i zmienność budynku.

W części zaleceń wartość około 68 wskazuje początek łagodnego obciążenia cieplnego produktywnych krów mlecznych. W tym poradniku odniesienie do 68 dotyczy opisanego wyżej wariantu ze stałą 26 i tej populacji. Dla wzoru ze stałą 26,8 albo punktem rosy trzeba zastosować progi zweryfikowane dla właśnie tej wersji. Próg jest ostrzeżeniem, nie diagnozą; reakcję zmieniają między innymi wydajność, aklimatyzacja, zdrowie, ciąża, promieniowanie, ruch powietrza i brak nocnego schłodzenia.

Krowa i ptak oddają ciepło inaczej, dlatego bydlęcy próg THI nie opisuje bezpiecznie kurnika. U drobiu znaczenie mają gatunek, wiek, masa, zagęszczenie, prędkość przepływu powietrza i reakcja stada. Ten sam pomiar temperatury oraz wilgotności może więc wymagać odmiennego modelu i działania.

Przykładem węższego modelu jest wskaźnik THVI opracowany dla brojlerów rzeźnych: THVI = (0,85 × T_sucha + 0,15 × T_mokra) × v^−0,058. Temperatury są podawane w °C, a v oznacza prędkość powietrza w m/s. Model walidowano w określonych warunkach doświadczalnych dla dużych brojlerów, więc nie tworzy uniwersalnej tabeli dla piskląt, niosek ani indyków.

W kurniku brojlerów mikroklimat jest dodatkowo przedmiotem wymagania prawnego. Dyrektywa 2007/43/WE dla gospodarstw stosujących podwyższone zagęszczenie obsady wymaga (załącznik II), aby wentylacja utrzymywała stężenie amoniaku poniżej 20 ppm i dwutlenku węgla poniżej 3000 ppm, aby przy temperaturze zewnętrznej powyżej 30 °C temperatura wewnątrz nie przekraczała jej o więcej niż 3 °C, a przy temperaturze zewnętrznej poniżej 10 °C średnia wilgotność względna mierzona w budynku przez 48 godzin nie przekraczała 70 %. Limit uśredniany z 48 godzin wymaga ciągłego pomiaru i zapisu, a nie odczytu z obchodu.

Klasyczny THI z temperatury i wilgotności nie uwzględnia bezpośrednio promieniowania ani prędkości powietrza — brakującą zmienną wprowadza się dopiero osobnym modelem, tak jak robi to opisany wyżej THVI, w którym prędkość powietrza wchodzi do wzoru z wykładnikiem −0,058. Dla bydła korektę na ruch powietrza trzeba wziąć z modelu przyjętego przez doradcę żywieniowego lub technologa i konsekwentnie stosować razem z progiem właściwym dla tego modelu. W oborze i kurniku trzeba więc osobno nadzorować pracę wentylatorów, kurtyn, zraszania lub chłodzenia wyparnego, a progi ustalać z osobą odpowiedzialną za technologię utrzymania i dobrostan danej grupy.

Czujnik powinien reprezentować strefę odczuwaną przez zwierzęta, a nie miejsce wybrane tylko dla wygody montażu. Wysokość dobiera się do gatunku, wieku i systemu utrzymania. Potrzebne są punkty w strefach o różnym przewietrzaniu, bo odczyt przy wlocie lub sterowniku nie opisuje całego budynku.

• Rozmieść punkty na wysokości głów lub ciał zwierząt właściwej dla danej grupy i sposobu utrzymania.
• Obejmij środek budynku, strefę słabiej przewietrzaną oraz obszar reprezentatywny dla wlotów i wylotów powietrza.
• Zapisz wysokość oraz odległość od wentylatora, kurtyny, zraszacza, poidła, drzwi i źródła ciepła.
• Nie umieszczaj jedynego czujnika pod sufitem, na nasłonecznionej ścianie ani w bezpośrednim strumieniu chłodnego nawiewu.
• Porównuj punkty w tym samym czasie i sprawdzaj, czy różnice powtarzają się podczas kolejnych cykli wentylacji.
• Przed okresem upałów sprawdź wskazania obok siebie, stan baterii, łączność i drogę eskalacji alarmu.

Dla wielu budynków inwentarskich alarm nie jest dobrą praktyką, lecz wymogiem: rozporządzenie w sprawie minimalnych warunków utrzymywania gatunków zwierząt gospodarskich nakazuje, aby w pomieszczeniu z wentylacją mechaniczną działał system sygnalizujący jej awarię oraz aby zapewniono zapasowy sposób wentylacji na wypadek awarii. Monitoring THI należy więc projektować razem z tym alarmem, a nie zamiast niego.

Zasady budowania ciągłego zapisu są podobne do opisanych w poradniku o monitoringu temperatury i wilgotności w uprawach, ale jest to wyłącznie analogia metody rejestracji. Fizjologia zwierząt, lokalizacja czujników i progi reakcji są inne niż w szklarni albo przechowalni.

Skuteczna procedura łączy pomiar, jawne obliczenie, obserwację zwierząt i reakcję techniczną. Nie wystarczy pojedynczy odczyt w południe. Trzeba rejestrować czas oraz wielkość przekroczenia lokalnego progu, różnice między strefami, działanie wentylacji i możliwość nocnego schłodzenia budynku.

1. 1

   Zdefiniuj grupę zwierząt

   Zapisz gatunek, wiek, etap produkcji, obsadę i czynniki zwiększające podatność na obciążenie cieplne.

2. 2

   Wybierz model i próg

   Podaj pełny wzór, jednostki wejść oraz źródło progu właściwe dla populacji; nie mieszaj skal.

3. 3

   Wykonaj mapę punktów

   Rozmieść czujniki w strefie zwierząt i w miejscach o różnym przewietrzaniu, a geometrię montażu zapisz.

4. 4

   Ustal zapis i alarm

   Dobierz interwał do dynamiki budynku oraz osobno skonfiguruj przekroczenie, brak świeżych danych, niski poziom baterii i awarię wentylacji.

5. 5

   Obserwuj reakcję zwierząt

   Z wynikiem środowiskowym zapisuj oddech lub dyszenie, zachowanie, rozmieszczenie, pobór wody i paszy oraz zdarzenia zdrowotne.

6. 6

   Sprawdź reakcję zespołu

   Przeprowadź próbny alarm, potwierdzenie odbioru i eskalację, łącznie ze scenariuszem zaniku zasilania albo łączności.

7. 7

   Przejrzyj przebieg dobowy

   Oceń maksimum, czas powyżej progu i nocny spadek, a po zmianie wentylacji porównaj wszystkie punkty.

Dobór częstotliwości zapisu do bezwładności czujnika i dynamiki obiektu rozwija poradnik o interwale zapisu rejestratora. Sam krótki interwał nie naprawi jednak złego miejsca montażu ani braku osoby, która potwierdzi alarm i wykona procedurę dla zwierząt.

Sposób odczytu powinien odpowiadać decyzji. Rejestrator lokalny dokumentuje warunki i pomaga podczas obchodu, lecz sam nie gwarantuje zdalnego powiadomienia. Sieć czujników pokazuje różnice między strefami i może obsłużyć alarmy, jeśli ma kompletną stację, transmisję, skonfigurowane reguły oraz odbiorców.

Najgroźniejsze błędy to użycie nieopisanego wzoru, przeniesienie progu między gatunkami i pomiar poza strefą zwierząt. Pozornie dokładna liczba może wtedy prowadzić do złej decyzji. Równie ważne są brak obserwacji stada, nieprzetestowany alarm oraz pominięcie przepływu powietrza i promieniowania.

• Zapisywanie samego THI bez równania, jednostek wejściowych i wersji stałych.
• Stosowanie progu około 68 do cieląt, bydła mięsnego albo drobiu bez właściwego źródła.
• Używanie bydlęcej skali w kurniku i ignorowanie wieku, prędkości powietrza oraz zachowania ptaków.
• Jeden czujnik przy sterowniku, suficie, otwartych drzwiach albo bezpośrednio przy wentylatorze.
• Raportowanie wielu miejsc po przecinku mimo niepewności pomiaru i różnic przestrzennych.
• Traktowanie niższej wilgotności jako gwarancji bezpieczeństwa przy nadal wysokiej temperaturze.
• Brak alarmu awarii wentylacji, zaniku danych, zasilania lub łączności.
• Ocenianie tylko dziennego maksimum bez czasu przekroczenia i nocnego schłodzenia.

Poniższe przyrządy to przykłady doboru do zadania opisanego w tym poradniku. Przed zamówieniem potwierdź zakres, sondę, dokładność, warunki pracy i wymagane dokumenty dla swojego procesu.