Strutture e impianti per la difesa dal caldo negli allevamenti di bovini da latte

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1 In collaborazione con: Strutture e impianti per la difesa dal caldo negli allevamenti di bovini da latte Gabriele Mattachini, Giorgio Provolo Dipartimento di Scienze Agrarie e Ambientali (DISAA) Università degli Studi di Milano

2 Clima, benessere della vacca da latte e reddito dell allevatore 28 ottobre 2015 Strutture e impianti per la difesa dal caldo negli allevamenti di bovini da latte Gabriele Mattachini, Giorgio Provolo Dipartimento di Scienze Agrarie e Ambientali (DiSAA) Università degli Studi di Milano gabriele.mattachini@unimi.it

3 Come le strutture influenzano il benessere delle bovine e la produzione? Quali sono gli elementi e gli aspetti progettuali da considerare per la difesa dal caldo?

4 Benessere della bovina

5 Lo stress da caldo si verifica quando la temperatura esterna aumenta e l animale ha maggiori difficoltà a eliminare il calore derivante dal metabolismo Dissipazione del calore Ingestione dell acqua Frequenza respiratoria Ingestione alimenti Attività metabolica Efficienza produttiva (riduzione della produzione di latte, altera la composizione del latte) Performance riproduttiva (ipofertilità, interparto, mortalità embrionale) Benessere e stato di salute (comportamento)

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7 Orientamento Criteri progettuali Esposizione Sistemi di tipo passivo Materiali costruttivi Ombreggiamento Coibentazione Pannelli e reti Barriere vegetali Tecniche di difesa dal caldo Ventilazione artificiale Pressione depressione Destratificatori Sistemi di tipo attivo Raffrescamento evaporativo Pad&Fan Fogging system Irrorazione degli animali Doccette Nebulizzatori bassa pressione

8 Orientamento ed esposizione Orientamento, esposizione, forma dell edificio e scelta dei materiali influenzano l illuminazione e la temperatura all interno della struttura. L orientamento migliore dell asse longitudinale per le stalle di bovine da latte è est-ovest, questa collocazione infatti permette di favorire la ventilazione naturale dell edificio che si instaura grazie alla differenza di temperatura delle due pareti lunghe.

9 Orientamento est-ovest E necessario garantire che gli animali siano protetti dall insolazione diretta nel periodo estivo, effetto che può essere facilmente ottenuto con sporti di gronda. E consigliato utilizzare il lato sud della stalla per gli animali meno produttivi e, quindi, meno sensibili allo stress da caldo.

10 Coibentazione La coibentazione delle coperture riduce il trasferimento di calore attraverso il manto di copertura, mantenendo una condizione termica più favorevole sia d estate, sia d inverno In periodi estivi, una copertura non coibentata e con altezza ridotta causa un aumento della temperatura all interno della struttura.

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12 Progetto Stabula (finanziato dal Piano della ricerca e sviluppo della Regione Lombardia) La temperatura esterna e quella interna in una struttura bassa e non coibentata espressa come media orarie del periodo di rilievo

13 una copertura ben coibentata è necessaria in strutture con altezze al colmo ridotte (inferiore a 5 metri).

14 Andamento della temperatura interna ed esterna registrata in una struttura bassa con copertura coibentata espressa come media oraria per periodo Progetto Stabula (finanziato dal Piano della ricerca e sviluppo della Regione Lombardia)

15 Inerzia termica E molto importante per il mantenimento di buone condizioni ambientali e consente di mitigare le variazioni di temperatura esterna senza ricorrere alla ventilazione meccanica

16 Progetto Stabula (finanziato dal Piano della ricerca e sviluppo della Regione Lombardia) Andamento delle temperature interne in una struttura pesante e leggera in una giornata estiva. Si evidenzia l effetto di attenuazione delle temperature massime da parte dell edificio

17 Altezza della stalla e pendenza del tetto Solo un notevole dislivello tra l altezza di ingresso e di uscita dell aria è in grado di assicurare un buon funzionamento dell effetto camino e quindi una sufficiente ventilazione anche nei periodi critici. Per questo è utile la realizzazione del tetto con una sensibile pendenza, almeno del 25-30%; Pendenza molto elevate (40-50%), oltre a porre problemi costruttivi, non sempre garantiscono buoni risultati in quanto possono causare una fuoriuscita troppo veloce dell aria che non riesce a miscelarsi con l aria interna

18 Alcune considerazioni Strutture alte e con buona pendenza delle falde non necessitano della coibentazione (buona circolazione dell aria) la distanza della copertura dagli animali riduce l effetto dell irraggiamento del lato interno del manto di copertura Aperture laterali (almeno 3 m ma non > 4.5 m) e fessura al colmo (5 cm x ogni 3 m di larghezza)

19 PENDENZA DEL TETTO 0% 10% 20% 30% 0% 10% 20% 30% 7 m 7 m Coperture non coibentate 5 m 4 m 3 m ALTEZZA COPERTURE Coperture coibentate 5 m 4 m 3 m PRESENZA DI OSTACOLI ALLA VENTILAZIONE est - ovest ne-so / no-se nord - sud APERTURE DI USCITA (cupolino) ORIENTAMENTO SCADENTE SUFFICIENTE OTTIMO Valutazione qualitativa della rispondenza della struttura ai criteri per assicurare una buona ventilazione naturale Progetto Stabula (finanziato dal Piano della ricerca e sviluppo della Regione Lombardia)

20 Soluzioni tecnico-costruttive di tipo attivo Il controllo delle alte temperature all interno della struttura nel periodo estivo dovrebbe essere ottenuto soprattutto con una protezione passiva (coibentazione della struttura, orientamento, ventilazione naturale, ombreggiamento), poiché i metodi attivi hanno costi alti di mantenimento.

21 Aumento della velocità dell aria L aumento della velocità dell aria è il metodo di difesa dal caldo maggiormente utilizzato nei ricoveri zootecnici della pianura lombarda. Consiste nell installazione di ventilatori all interno della stalla, che vengono messi in funzione nelle ore più calde della giornata, aumentando la velocità dell aria fino a 4 5 m/s. Questo aiuta gli animali a smaltire il calore corporeo. Questo sistema di raffrescamento è indicato per strutture sia chiuse sia aperte e in condizioni climatiche caratterizzate da alta temperatura e assenza di vento.

22 La posizione dei ventilatori deve coincidere con le zone che si vogliono far utilizzare maggiormente alle bovine: è quindi consigliabile l installazione in zona di foraggiamento e in quella di riposo. Il dimensionamento dell impianto di ventilazione è un aspetto molto spesso sottovalutato: non di rado infatti si trovano stalle con sistema di raffrescamento sottodimensionato o male installato e per questo poco efficace nel migliorare le condizioni ambientali pur con notevoli oneri per l allevatore.

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24 Confronto dell'andamento della temperatura interna e esterna alla struttura con impianto di ventilazione (spento o in funzione) Impianto in funzione Periodo estivo T esterna T interna Temperatura in ( C) Impianto spento Periodo primaverile ora Un sistema di raffrescamento ben funzionante, in cui sono riportati due andamenti medi orari rilevati nella stessa struttura in due periodi diversi

25 Raffrescamento evaporativo Il raffrescamento evaporativo consiste nella nebulizzazione di acqua ad alta pressione in corrente d aria, in modo che l aria fornisca il calore sensibile necessario a far evaporare l acqua, riducendo la sua temperatura. La diminuzione della temperatura, quindi l efficacia del sistema di raffrescamento, è maggiore quanto minore è l umidità relativa dell aria.

26 Gli ugelli sono installati in corrispondenza di ogni ventilatore e un termostato fa entrare in funzione l impianto quando la temperatura interna supera la soglia stabilita; il funzionamento è a cicli, solitamente di 15 min. con tempi di nebulizzazione intorno a min.

27 Controindicazioni del Raffrescamento evaporativo Le condizioni climatiche nei periodi estivi in pianura padana rendono spesso questo sistema di limitata efficacia, in quanto l umidità dell aria è già molto elevata e raggiunge facilmente la saturazione. Ciò comporta anche la elevata presenza di acqua in ampie zone della stalla con possibili conseguenze sotto l aspetto igienico-sanitario.

28 Irrorazione degli animali con acqua L evaporazione dell acqua irrorata sugli animali e sulla superficie della zona di alimentazione provoca un abbassamento della temperatura, sia della cute delle bovine, sia della pavimentazione. Gli ugelli, o doccette, sono disposti a una distanza reciproca di 2-3 metri ed entrano in funzione alla temperatura prestabilita grazie termostato. Le doccette vengono installate preferibilmente lungo la zona di alimentazione. possono essere montate in zona di riposo solo quando non è presente materiale di lettiera che assorbe acqua e in ogni caso aumentano i rischi di mastopatie a causa dell irrorazione delle cuccette

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30 Le bovine si trattengono nella zona di foraggiamento, anche dopo essersi alimentate

31 Controindicazioni del raffrescamento con aspersione di acqua accumulo di acqua sulla pavimentazione, soprattutto quando il sistema non è ben regolato; aumento della scivolosità del pavimento; aumento delle bovine che si sdraiano a terra in zona di foraggiamento, con conseguente insudiciamento della mammella. le doccette influenzano molto il comportamento delle bovine: con THI superiori a 75 si ha un aumento delle bovine in mangiatoia, dovuto alla maggior permanenza degli animali in zona di alimentazione quando le doccette sono in funzione.

32 Sistemi di raffrescamento sistema di raffrescamento evaporativo (Cooling by air) tipo Fogging System con nebulizzatori, ventilatori orizzontali ad elevata portata e ricircolo dell aria naturale

33 Sistema di raffrescamento evaporativo all interno della zona di riposo Ventilatore assiale

34 Il sistema, dotato di motori elettrici e cavi, permette di alzare e/o abbassare le pareti secondo le condizioni ambientali esterne Particolare del sistema mobile di apertura e chiusura delle pareti della stalla.

35 Andamento giornaliero della temperatura interna ed esterna alla struttura. Il Fogging System (nebulizzazione ad alta pressione e ventilazione forzata con ventilatori ad elevata portata) evidenzia una significativa riduzione della temperatura (mediamente 8-10 C).

36 Per garantire il benessere degli animali è importante tenere in considerazione le strutture di stabulazione I criteri progettuali devono essere applicati alla realtà locale tenendo conto delle indicazioni disponibili sia per le nuove costruzioni sia per la ristrutturazioni di quelle esistenti. La struttura è un elemento importante, ma sicuramente non è esaustivo per la progettazione delle stalle.

37 l impianto di raffrescamento sia progettato e regolato tenendo conto delle caratteristiche tecniche e costruttive specifiche della struttura stabulativa e della gestione dell allevamento La migliore tecnica di difesa dal caldo rimane comunque quella della buona progettazione Un edificio ben coibentato, con una buona inerzia termica e con un sistema adeguato di ventilazione naturale garantisce una situazione di comfort per la maggior parte dell anno, limitando le condizioni di stress a brevi periodi in cui può essere utile intervenire con sistemi attivi di raffrescamento.

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