This thesis investigates the relationship between cow lying behavior and udder health in free-stall housed dairy cows milked 3x/d. Two longitudinal studies were undertaken; in the first, associations with risk of elevated somatic cell count (eSCC) were determined and, in the second, associations between management practices, post-milking standing duration (PMSD), and risk of intramammary infection (IMI) were determined. A PMSD of >90 min was associated with reduced odds of eSCC. A PMSD of 90 to 120 min was associated with reduced odds of CNS IMI, as was provision of feed around time of milking. Providing ample feed bunk space, having lower free-stall stocking densities, and providing feed around the time of milking promoted PMSD. Overall, these results suggest that management practices which promote PMSD may help to improve udder health in free-stall cows milked 3x/d.

O estudo teve como objetivo avaliar as respostas hormonais, fisiológicas e comportamentais de vacas Holandesas frente a situações de conforto ou estresse térmico ambiental. O experimento desenvolvido entre os verões de 2007 e 2008 no Campus Administrativo da Universidade de São Paulo (USP), Pirassununga, SP, utilizou 28 fêmeas de 1ª a 3ª lactações com produção média de 20 kg/dia divididas em dois grupos experimentais após a parição, com e sem disponibilidade de climatização em galpão do tipo free-stall. Os parâmetros ambientais foram avaliados através do cálculo do índice de temperatura e umidade (ITU). As colheitas de dados fisiológicos (temperatura retal, temperatura de superfície corporal do dorso e base da cauda, frequência respiratória), hormonais (cortisol e IGF-I), comportamentais e de produção e qualidade do leite foram realizadas em cinco condições climáticas no ano (outono, inverno, primavera, verão seco e verão chuvoso) caracterizadas pela temperatura, umidade relativa e radiação solar. No verão os animais foram submetidos ao Teste de Capacidade Termolítica (CT) e a um estudo comparativo de um período de sete dias sob estresse calórico em câmara climática e desafio com aplicação de ACTH. No experimento 1 o teste de capacidade termolítica foi validado. A CT foi igual para animais em lactação ou secos (P>0,05), e maior para vacas mantidas sob sistema de climatização ao longo do ano (P<0,01). Houve influência da exposição ao sol sobre todas as variáveis fisiológicas (P<0,01). Os níveis plasmáticos de cortisol foram maiores antes da exposição ao sol e depois do repouso por 1 hora à sombra para vacas em lactação (P=0,03) e para as sem disponibilidade de climatização (P=0,03). O IGF-I foi maior nas vacas secas em final de gestação (P<0,01). No experimento 2 a temperatura retal não teve influência da climatização, com os dois grupos apresentando valores abaixo de 38,56 ºC ao longo do ano (P=0,11). Observou-se uma tendência de alta (P<0,01) nas concentrações plasmáticas de cortisol entre outono e inverno, começando o decréscimo até o início do verão seco e um novo aumento durante o verão chuvoso, e um comportamento inverso para o IGF-I. Temperatura retal mostrou uma correlação moderada e positiva (P<0,01) com a temperatura superficial (0,46) e frequência respiratória (0,35). A temperatura do ar e ITU apresentaram correlações positivas de moderada à alta com as temperaturas retal, da base da cauda e superficial, e também com a frequência respiratória (P<0,01). No experimento 3 as vacas passaram a maior parte do dia na sombra em pé (84,2 %) independente da estação do ano. O ambiente climatizado proporcionou maior frequência de alimentação e produção de leite durante o verão (P<0,05), assim como teor de gordura 17,9 % maior (P<0,01). No experimento 4 os animais foram submetidos ao estresse pontual causado pelo uso do ACTH e ao estresse calórico prolongado em câmara climática. Tanto a administração de ACTH quanto a exposição ao calor prolongado em câmara climática aumentaram os níveis de cortisol plasmático. Durante o estresse calórico houve diminuição do IGF-I e produção leiteira e aumento das variáveis fisiológicas ligadas a termorregulação. / The study aimed to evaluate the hormonal, physiological and behavioral responses of Holstein cows in situations of a comfort or heat environment. The experiment was conducted between the summers of 2007 and 2008 in the University of São Paulo (USP), Pirassununga, SP, and used 28 females from 1st to 3rd lactations with average production of 20 kg/day divided into two experimental groups after birth, with and without an evaporative cooling system in a free-stall. Environmental parameters were evaluated by temperature and humidity index (THI). Collection of physiological data (rectal temperature, body surface, internal base of tail, respiratory rate), hormonal (cortisol and IGF-I), behavioral and production and milk quality were conducted in five climatic conditions (autumn, winter, spring, dry summer and rainy summer) characterized by air temperature, relative humidity and solar radiation. In summer the animals were subjected to Thermolysis Capacity Test (CT) and a comparative study of a period of seven days under heat stress in climatic chamber and challenged with ACTH administration. In experiment 1 the Thermolysis Capacity Test was validated. The CT was the same for dry or lactating animals (P>0.05) and higher for cows kept in evaporative cooling system throughout the year (P<0.01). The results showed influence of sun exposure on all physiological variables (P<0.01). Plasma levels of cortisol were higher before sun exposure and after the one hour rest under shade for lactating cows (P=0.03) and for no cooled animals (P=0.03). IGF-I was higher in dry cows in late gestation (P<0.01). In experiment 2 the evaporative cooling system did not show influence on rectal temperature, with both groups having values below 38.56 ºC throughout the year (P=0.11). It was observed an upward trend (P<0.01) in plasma cortisol concentrations between autumn and winter, starting the decline until the beginning of dry summer and a further increase during rainy summer, and an opposite pattern for IGF- I. Rectal temperature showed a moderate and positive correlation (P<0.01) with the body surface temperature (0.46) and respiratory rate (0.35). The air temperature and THI showed moderate to high positive correlations with rectal temperatures, and the internal base of tail, and also with the respiratory rate (P<0.01). In experiment 3 cows spent most of the day standing in the shade (84.2%) regardless of season. Cooled cows had a higher feeding frequency and milk production during summer (P<0.05) and fat content 17.9% higher (P<0.01). In experiment 4, cows were subjected to the short stress caused by the ACTH administration and prolonged heat stress in climatic chamber. Both the administration of ACTH as prolonged exposure to heat in climatic chamber increased the levels of plasma cortisol. During heat stress a decrease in plasma IGF-I and milk production was observed, and an increase in physiological variables related to thermoregulation.

O estudo teve como objetivo avaliar as respostas hormonais, fisiológicas e comportamentais de vacas Holandesas frente a situações de conforto ou estresse térmico ambiental. O experimento desenvolvido entre os verões de 2007 e 2008 no Campus Administrativo da Universidade de São Paulo (USP), Pirassununga, SP, utilizou 28 fêmeas de 1ª a 3ª lactações com produção média de 20 kg/dia divididas em dois grupos experimentais após a parição, com e sem disponibilidade de climatização em galpão do tipo free-stall. Os parâmetros ambientais foram avaliados através do cálculo do índice de temperatura e umidade (ITU). As colheitas de dados fisiológicos (temperatura retal, temperatura de superfície corporal do dorso e base da cauda, frequência respiratória), hormonais (cortisol e IGF-I), comportamentais e de produção e qualidade do leite foram realizadas em cinco condições climáticas no ano (outono, inverno, primavera, verão seco e verão chuvoso) caracterizadas pela temperatura, umidade relativa e radiação solar. No verão os animais foram submetidos ao Teste de Capacidade Termolítica (CT) e a um estudo comparativo de um período de sete dias sob estresse calórico em câmara climática e desafio com aplicação de ACTH. No experimento 1 o teste de capacidade termolítica foi validado. A CT foi igual para animais em lactação ou secos (P>0,05), e maior para vacas mantidas sob sistema de climatização ao longo do ano (P<0,01). Houve influência da exposição ao sol sobre todas as variáveis fisiológicas (P<0,01). Os níveis plasmáticos de cortisol foram maiores antes da exposição ao sol e depois do repouso por 1 hora à sombra para vacas em lactação (P=0,03) e para as sem disponibilidade de climatização (P=0,03). O IGF-I foi maior nas vacas secas em final de gestação (P<0,01). No experimento 2 a temperatura retal não teve influência da climatização, com os dois grupos apresentando valores abaixo de 38,56 ºC ao longo do ano (P=0,11). Observou-se uma tendência de alta (P<0,01) nas concentrações plasmáticas de cortisol entre outono e inverno, começando o decréscimo até o início do verão seco e um novo aumento durante o verão chuvoso, e um comportamento inverso para o IGF-I. Temperatura retal mostrou uma correlação moderada e positiva (P<0,01) com a temperatura superficial (0,46) e frequência respiratória (0,35). A temperatura do ar e ITU apresentaram correlações positivas de moderada à alta com as temperaturas retal, da base da cauda e superficial, e também com a frequência respiratória (P<0,01). No experimento 3 as vacas passaram a maior parte do dia na sombra em pé (84,2 %) independente da estação do ano. O ambiente climatizado proporcionou maior frequência de alimentação e produção de leite durante o verão (P<0,05), assim como teor de gordura 17,9 % maior (P<0,01). No experimento 4 os animais foram submetidos ao estresse pontual causado pelo uso do ACTH e ao estresse calórico prolongado em câmara climática. Tanto a administração de ACTH quanto a exposição ao calor prolongado em câmara climática aumentaram os níveis de cortisol plasmático. Durante o estresse calórico houve diminuição do IGF-I e produção leiteira e aumento das variáveis fisiológicas ligadas a termorregulação. / The study aimed to evaluate the hormonal, physiological and behavioral responses of Holstein cows in situations of a comfort or heat environment. The experiment was conducted between the summers of 2007 and 2008 in the University of São Paulo (USP), Pirassununga, SP, and used 28 females from 1st to 3rd lactations with average production of 20 kg/day divided into two experimental groups after birth, with and without an evaporative cooling system in a free-stall. Environmental parameters were evaluated by temperature and humidity index (THI). Collection of physiological data (rectal temperature, body surface, internal base of tail, respiratory rate), hormonal (cortisol and IGF-I), behavioral and production and milk quality were conducted in five climatic conditions (autumn, winter, spring, dry summer and rainy summer) characterized by air temperature, relative humidity and solar radiation. In summer the animals were subjected to Thermolysis Capacity Test (CT) and a comparative study of a period of seven days under heat stress in climatic chamber and challenged with ACTH administration. In experiment 1 the Thermolysis Capacity Test was validated. The CT was the same for dry or lactating animals (P>0.05) and higher for cows kept in evaporative cooling system throughout the year (P<0.01). The results showed influence of sun exposure on all physiological variables (P<0.01). Plasma levels of cortisol were higher before sun exposure and after the one hour rest under shade for lactating cows (P=0.03) and for no cooled animals (P=0.03). IGF-I was higher in dry cows in late gestation (P<0.01). In experiment 2 the evaporative cooling system did not show influence on rectal temperature, with both groups having values below 38.56 ºC throughout the year (P=0.11). It was observed an upward trend (P<0.01) in plasma cortisol concentrations between autumn and winter, starting the decline until the beginning of dry summer and a further increase during rainy summer, and an opposite pattern for IGF- I. Rectal temperature showed a moderate and positive correlation (P<0.01) with the body surface temperature (0.46) and respiratory rate (0.35). The air temperature and THI showed moderate to high positive correlations with rectal temperatures, and the internal base of tail, and also with the respiratory rate (P<0.01). In experiment 3 cows spent most of the day standing in the shade (84.2%) regardless of season. Cooled cows had a higher feeding frequency and milk production during summer (P<0.05) and fat content 17.9% higher (P<0.01). In experiment 4, cows were subjected to the short stress caused by the ACTH administration and prolonged heat stress in climatic chamber. Both the administration of ACTH as prolonged exposure to heat in climatic chamber increased the levels of plasma cortisol. During heat stress a decrease in plasma IGF-I and milk production was observed, and an increase in physiological variables related to thermoregulation.

As relações entre os fatores climáticos e as respostas fisiológicas de vacas lactantes são bastante conhecidas, porém sob condições de ambiente controlado. Este estudo teve como objetivo monitorar as respostas dos animais em instalações típicas para vacas leiteiras, para identificar o real impacto do ambiente climático sobre o animal. Foi proposto um método para avaliar o nível de estresse de vacas, que poderá servir como uma ferramenta simples, que traduza as sensações de conforto térmico dos animais. O experimento foi realizado em três fases, a saber: primavera (28 dias), verão (31 dias) e inverno (31 dias). Foram utilizados animais da raça Holandesa com produção média entre 20 a 25 kg leite/dia. Os animais foram alojados em instalação tipo free-stall com acesso livre a um piquete adjacente. Foram avaliadas a freqüência respiratória (FR), a temperatura retal (TR), a temperatura do pelame (TPE), a temperatura auricular (TAU), a temperatura da base da cauda (TCAU), a temperatura da vulva (TVU) e a produção de leite (PL). O ambiente foi monitorado 24 horas por dia, todos os dias, com registros da temperatura de bulbo seco (TBS), da umidade relativa (UR), da temperatura de ponto de orvalho e da temperatura de globo negro (TG). Posteriormente foram calculados os índices de temperatura e umidade (ITU) e o de temperatura de globo e umidade (ITGU). Todas as variáveis fisiológicas apresentaram padrão sazonal bem claro, com maiores valores durante as estações mais quentes (primavera e verão) e menores valores no inverno. A TAU, a TVU e a TCAU apresentaram correlações positivas com a TR, a FR e a TPE, o que indica uma associação entre estas variáveis. Porém estudos adicionais devem ser conduzidos para validar a aplicabilidade destas variáveis (TAU, TVU e TCAU) na caracterização do estresse térmico dos animais. A TPE e a FR foram as variáveis mais influenciadas pelo ambiente climático em todas as estações do ano. O ambiente noturno foi associado às variações da TR, da FR e da TPE, enquanto o ambiente do dia anterior não explicou a variação das respostas fisiológicas. Não houve evidência de efeitos de uma variável ambiental isolada sobre as variáveis fisiológicas, o que indicou a complexidade das relações entre o animal e o ambiente climático. Mesmo com ITU acima de 79, considerado estressante pela literatura estrangeira para vacas lactantes, não foram evidenciados valores estressantes para TR e FR e reduções na produção de leite. O modelo proposto neste trabalho para estimar presença ou ausência de estresse em vacas alojadas em free-stall, apresentou boa aderência ao conjunto de dados, com R&sup2; de 0,43. Dessa forma, disponibiliza uma ferramenta simples e rápida para produtores e técnicos, pela associação de duas medidas fisiológicas (FR e TPE) de fácil mensuração, ou então pela associação de duas variáveis ambientais (TBS e UR). Tal ferramenta diz respeito a uma amostra da população de vacas Holandesas alojadas em determinada instalação e região, o que condiciona o modelo proposto a outros estudos para sua validação em outros rebanhos e regiões. / It has been well known the relation between the environment and physiological answers of lactating dairy cows under controlled environmental conditions. The present study aimed to monitor the animal answers allocated at typical housing system to identify the real environmental impact over it. A method was proposed to evaluate the stress level of the animal, to be used as a tool to identify the sensations of thermal comfort. The experiment was conducted in three phases, in spring (28 days), summer (31 days) and winter (31 days) periods. Holstein dairy cows were used averaging milk yield around 20 to 25 kg/day. The animals were housed in a free stall shed with an open area. Respiratory rate (FR), rectal temperature (TR), surface skin temperature (TPE), internal ear temperature (TAU), tail temperature (TCAU), vulva temperature (TVU) and milk yield (PL) were evaluated. The environmental conditions were monitored during 24 hours every day, by recording the dry bulb temperature (TBS), relative humidity (UR), dew point temperature (Tpo) and black globe temperature (Tg). The calculation of temperature humidity index (ITU) and the black globe humidity index (ITGU) was based on these environmental variables. The physiological variables had a seasonal standard with higher values during hot periods (spring and summer) and lower values during the winter. The IET, VT and TT demonstrated positive correlations with RT, RR and SKT showing association between them. More studies are necessary to validate the applicability of these variables (IET, VT and TT) and to characterize heat stress in dairy cows. SKT and RR were the most influenced by the environment in all seasons. The night environment was associated to the RT, RR and SKT, while the day before environment did not explained the physiological variations. There was no evidence of isolated environmental variables over the physiological ones, showing the complexity between the animal and the environment. Even with the THI values above 79, what is considered stressful to dairy cows, there was no evidence of stressful values for RT and RR and of MY losses. The model proposed in this study to estimate presence or absence of heat stress in dairy cows avails a simple and fast tool to milk producers and technicians, where it could be associated two physiological variables (RR and SKT) of easy measurement or other two environment variables (DBT and RH). However, this result is related to the studied population at a specific housing system and situated at a specific region. Addiitonal studies must be conducted to validate the proposed model to others dairy herds and locations.

As relações entre os fatores climáticos e as respostas fisiológicas de vacas lactantes são bastante conhecidas, porém sob condições de ambiente controlado. Este estudo teve como objetivo monitorar as respostas dos animais em instalações típicas para vacas leiteiras, para identificar o real impacto do ambiente climático sobre o animal. Foi proposto um método para avaliar o nível de estresse de vacas, que poderá servir como uma ferramenta simples, que traduza as sensações de conforto térmico dos animais. O experimento foi realizado em três fases, a saber: primavera (28 dias), verão (31 dias) e inverno (31 dias). Foram utilizados animais da raça Holandesa com produção média entre 20 a 25 kg leite/dia. Os animais foram alojados em instalação tipo free-stall com acesso livre a um piquete adjacente. Foram avaliadas a freqüência respiratória (FR), a temperatura retal (TR), a temperatura do pelame (TPE), a temperatura auricular (TAU), a temperatura da base da cauda (TCAU), a temperatura da vulva (TVU) e a produção de leite (PL). O ambiente foi monitorado 24 horas por dia, todos os dias, com registros da temperatura de bulbo seco (TBS), da umidade relativa (UR), da temperatura de ponto de orvalho e da temperatura de globo negro (TG). Posteriormente foram calculados os índices de temperatura e umidade (ITU) e o de temperatura de globo e umidade (ITGU). Todas as variáveis fisiológicas apresentaram padrão sazonal bem claro, com maiores valores durante as estações mais quentes (primavera e verão) e menores valores no inverno. A TAU, a TVU e a TCAU apresentaram correlações positivas com a TR, a FR e a TPE, o que indica uma associação entre estas variáveis. Porém estudos adicionais devem ser conduzidos para validar a aplicabilidade destas variáveis (TAU, TVU e TCAU) na caracterização do estresse térmico dos animais. A TPE e a FR foram as variáveis mais influenciadas pelo ambiente climático em todas as estações do ano. O ambiente noturno foi associado às variações da TR, da FR e da TPE, enquanto o ambiente do dia anterior não explicou a variação das respostas fisiológicas. Não houve evidência de efeitos de uma variável ambiental isolada sobre as variáveis fisiológicas, o que indicou a complexidade das relações entre o animal e o ambiente climático. Mesmo com ITU acima de 79, considerado estressante pela literatura estrangeira para vacas lactantes, não foram evidenciados valores estressantes para TR e FR e reduções na produção de leite. O modelo proposto neste trabalho para estimar presença ou ausência de estresse em vacas alojadas em free-stall, apresentou boa aderência ao conjunto de dados, com R&sup2; de 0,43. Dessa forma, disponibiliza uma ferramenta simples e rápida para produtores e técnicos, pela associação de duas medidas fisiológicas (FR e TPE) de fácil mensuração, ou então pela associação de duas variáveis ambientais (TBS e UR). Tal ferramenta diz respeito a uma amostra da população de vacas Holandesas alojadas em determinada instalação e região, o que condiciona o modelo proposto a outros estudos para sua validação em outros rebanhos e regiões. / It has been well known the relation between the environment and physiological answers of lactating dairy cows under controlled environmental conditions. The present study aimed to monitor the animal answers allocated at typical housing system to identify the real environmental impact over it. A method was proposed to evaluate the stress level of the animal, to be used as a tool to identify the sensations of thermal comfort. The experiment was conducted in three phases, in spring (28 days), summer (31 days) and winter (31 days) periods. Holstein dairy cows were used averaging milk yield around 20 to 25 kg/day. The animals were housed in a free stall shed with an open area. Respiratory rate (FR), rectal temperature (TR), surface skin temperature (TPE), internal ear temperature (TAU), tail temperature (TCAU), vulva temperature (TVU) and milk yield (PL) were evaluated. The environmental conditions were monitored during 24 hours every day, by recording the dry bulb temperature (TBS), relative humidity (UR), dew point temperature (Tpo) and black globe temperature (Tg). The calculation of temperature humidity index (ITU) and the black globe humidity index (ITGU) was based on these environmental variables. The physiological variables had a seasonal standard with higher values during hot periods (spring and summer) and lower values during the winter. The IET, VT and TT demonstrated positive correlations with RT, RR and SKT showing association between them. More studies are necessary to validate the applicability of these variables (IET, VT and TT) and to characterize heat stress in dairy cows. SKT and RR were the most influenced by the environment in all seasons. The night environment was associated to the RT, RR and SKT, while the day before environment did not explained the physiological variations. There was no evidence of isolated environmental variables over the physiological ones, showing the complexity between the animal and the environment. Even with the THI values above 79, what is considered stressful to dairy cows, there was no evidence of stressful values for RT and RR and of MY losses. The model proposed in this study to estimate presence or absence of heat stress in dairy cows avails a simple and fast tool to milk producers and technicians, where it could be associated two physiological variables (RR and SKT) of easy measurement or other two environment variables (DBT and RH). However, this result is related to the studied population at a specific housing system and situated at a specific region. Addiitonal studies must be conducted to validate the proposed model to others dairy herds and locations.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-05-23T17:22:03Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4532924 bytes, checksum: 61bc2de7afcba6cd895b12131462556b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-23T17:22:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4532924 bytes, checksum: 61bc2de7afcba6cd895b12131462556b (MD5) Previous issue date: 2000-08-31 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / O sistema de confinamento tipo baias livres possibilita produzir leite em escala industrial, objetivando queda no custo do produto primário, aliado à alta qualidade e à eficiência do processamento. A execução de projetos para confinamento de gado de leite depende do conhecimento prévio das atividades desenvolvidas e das inter-relações entre os fatores que compõem o processo produtivo. A análise dos fatores envolvidos no processo de produção permite a modernização e a otimização do sistema produtivo, por meio do arranjo de áreas de trabalho, analisando os espaços, o que leva à racionalização e à simplificação das instalações. O estudo do posicionamento dos recursos produtivos, antes de sua implantação, agrega valor ao empreendimento, permitindo que todas as modificações se integrem segundo um programa global e coerente. Para isso, nesta pesquisa foi usado, como referencial de procedimento sistematizado para o arranjo físico de áreas de produção, o método SLP - Systematic Layout Planning, o qual consiste em uma estruturação de fases onde as diversas unidades, áreas ou atividades funcionais são combinadas a um grande número de considerações, objetivos, fatores e elementos a serem alcançados. A pesquisa objetivou adaptar uma metodologia que permita orientar o estudo e o planejamento de sistemas intensivos de produção de leite em confinamento tipo baias livres para diferentes realidades espaciais das propriedades. Foi realizado um diagnóstico da situação deste sistema de produção em unidades produtoras de algumas regiões leiteiras do Estado de Minas Gerais, investigando-se os principais fluxos e suas relações espaciais com os diversos setores. A coleta de dados foi realizada nos meses de janeiro e fevereiro de 2000, sob condições climáticas de verão, em quatro unidades de produção de leite que utilizam o sistema intensivo com estabulação livre, em regime comercial de exploração. As análises foram consolidadas em um modelo geográfico que mostra as instalações necessárias, a seqüência de atividades e os respectivos graus de proximidades; das análises resultou um esboço de localização no qual instalações, atividades e proximidades são rearranjadas de acordo com os requisitos de espaço, estabelecidos por meio da comparação das áreas existentes nas instalações das fazendas e da bibliografia levantadas, considerando-se a relação metro quadrado e metro cúbico por animal estabulado. Com base na área apropriada para cada atividade, considerando-se a melhor relação geográfica e o grau de proximidade entre elas, a pesquisa se completou com a apresentação de uma proposta piloto de arranjo físico, que pode servir de referência para a implantação de sistemas de confinamento tipo baias livres. / The confinement system of the free stall type enable production of milk in industrial scale, with the purpose of lowering the cost of the primary product, allied with high quality and processing efficiency. The execution of projects for the confinement of milk cows depends on prior knowledge of the developed activities and of the inter-relations factors that makes up the productive process. The analysis of the factors involved in the production process makes possible the modernization and optimization of the productive system, through the outlining of work areas, analyzing the available space, which leads to the rationalization and simplification of the installations. The study of the positioning of the productive resources, before implementation, adds value to the enterprise, allowing that all modifications integrate according to a global and coherent program. The SLP - Systematic Layout Planning-method consists of phase structuring, where the several units, areas or functional activities are combined with a large number of considerations, objectives, factors, and elements to be met, being used in this investigation as a reference of a systematized procedure for the physical arrangement of production areas. The study had as a purpose to adapt a methodology that guides the study and the planning of intensive systems of milk production in confinement of the free stall type for different space realities of the farms. A diagnostic study was carried out regarding the situation of the productive system in some milk production regions in the state of Minas Gerais, investigating the main flows and their spatial relations with several sectors. The gathering of data was carried out during the months of January and February of 2000, under summer climatic conditions, in four milk production units that use the intensive, free stall, system, in a commercial regimen of exploitation. The analysis were united in a geographic model that exhibits the necessary installations, the sequence of activities and the degree of proximity of the farms in an location outline where rearrangement are made according to space requirements, established through a comparison of the existing areas of installations on the farms and the data obtained through the search of the literature, considering the relation m2 and m3 per stabled animal. Based on the appropriate area for each activity, considering the best geographic relation and the degree of proximity, this investigation results in a proposal of a pilot pre- project, that might serve as a reference for the implementation of confinement systems of the free stall type.

Submitted by Helena Bejio (helena.bejio@unioeste.br) on 2018-03-29T00:14:40Z No. of bitstreams: 2 Dieisson Gregory Grunevald.pdf: 1350221 bytes, checksum: 3dfd65d062ab1e1ef33afed0676f7980 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-29T00:14:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dieisson Gregory Grunevald.pdf: 1350221 bytes, checksum: 3dfd65d062ab1e1ef33afed0676f7980 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-03-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The present study was subdivided into two trials. The first test had as objective to evaluate by means of indices of thermal comfort two distinct environments (free stall and picket) from 07:00 to 16:00 hours considering the sunny, partly cloudy and cloudy sky. The second objective was to evaluate the physiological parameters of Dutch heifers allocated to pickets with full sun exposure and free stall for two hours from 11:00, 12:00, 13:00 and 14:00 hours on non-consecutive days also considering the three types of sky coverage. The tests were carried out in the municipality of Marechal Cândido Rondon - PR, in the months of July and August of 2016. For the evaluation of the physiological parameters, nine heifers of the black and white Dutch breed were used, with mean age of 20 ± 3.5 months and mean body mass of 490 ± 64.12 kg and on average in the 5th month of pregnancy. The experimental design was completely randomized with time-repeated measures. The physiological variables evaluated were: Respiratory rate (RR), heart rate (HR), rectal temperature (RT) and surface temperature (ST). The data on air temperature, black globe temperature, relative humidity and wind speed were collected and used to determine the temperature and humidity index (THI), black globe humidity index (BGTI) and radiant heat load (RHL). In this study, it was verified that the free stall presented a more adequate thermal environment, especially when associated with cloud cover, presenting THI = 62, BGTI = 64 and RHL = 412 W m -2 when compared to full sun conditions with THI = 76, BGTI = 83 and RHL = 754 W m-2. The physiological parameters presented variation according to the moment of entry and the time of exposure to shade. However, they remained within normal limits for cattle, in all types of sky cover. The body surface temperature was the only physiological parameter that presented a strong positive correlation (r > 0.5) with THI, BGTI and RHL. The body surface temperature in dark fur areas of the animal was significantly higher (< 0.05) than that observed in light coat areas. There was no significant interaction for the time of entry and the dwell time in the shade between the types of sky cover, for none of the physiological parameters (HR, RR, ST and RT) evaluated. In this way, it can be concluded that although the thermal environment was characterized as critical, as shown in the thermal comfort indices, there were no significant alterations in the physiological parameters of the animals in the picket under a sunny condition in the afternoon. / O presente estudo foi subdividido em dois ensaios. O primeiro ensaio teve como objetivo avaliar por meio de índices de conforto térmico dois ambientes distintos (free stall e piquete) das 07:00 às 16:00 horas considerando a cobertura de céu ensolarado, parcialmente nublado e nublado. O segundo ensaio teve como objetivo avaliar parâmetros fisiológicos de novilhas da raça holandês alocados em piquetes com exposição a pleno sol e com disponibilidade de sombra (Free stall) por duas horas a partir das 11:00, 12:00, 13:00 e 14:00 horas em dias não consecutivos também considerando os três tipos de cobertura de céu. Os ensaios foram realizados no município de Marechal Cândido Rondon – PR, nos meses de julho e agosto de 2016. Para a avaliação dos parâmetros fisiológicos foram utilizadas nove novilhas da raça holandês preta e branca, com idade média de 20 ± 3,5 meses e massa corporal média de 490 ± 64,12 kg e em média no 5° mês de prenhes. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado com medidas repetidas no tempo. As variáveis fisiológicas avaliadas foram: Frequência respiratória (FR), frequência cardíaca (FC), temperatura retal (TR) e temperatura de superfície (TS). Os dados de temperatura do ar, temperatura de globo negro, umidade relativa e velocidade do vento foram coletados e utilizados para a determinação do Índice de Temperatura e Umidade (ITU), Índice de Temperatura de Globo e Umidade (ITGU) e Carga Térmica de Radiação (CTR). Neste estudo, verificou-se que o free stall apresentou ambiente térmico mais adequado, especialmente quando associado a cobertura de céu do tipo nublado, apresentando ITU = 62, ITGU = 64 e CTR = 412 W m-2 quando comparado a condição a pleno sol com ITU = 76, ITGU = 83 e CTR = 754 W m-2. Os parâmetros fisiológicos apresentaram variação de acordo com o momento de entrada e o tempo de exposição à sombra. No entanto, permaneceram dentro dos limites normais para bovinos, em todos os tipos de cobertura do céu. A temperatura de superfície corporal foi o único parâmetro fisiológico que apresentou forte correlação positiva (r > 0,5) com ITU, ITGU e CTR. A temperatura de superfície corporal em áreas de pelagem escura do animal foi significativamente maior (< 0,05) que a observada nas áreas de pelagem clara. Não houve interação significativa para o momento de entrada e o tempo de permanência à sombra entre os tipos de cobertura do céu, para nenhum dos parâmetros fisiológicos (FC, FR, TS e TR) avaliados. Desta forma, se pode concluir que embora no piquete sob condição ensolarada, no período da tarde, o ambiente térmico foi caracterizado como crítico, como mostram os índices de conforto térmico, não houve alteração significativa nos parâmetros fisiológicos dos animais.

ABSTRACT Water and Air Quality Performance of a Reciprocating Biofilter Treating Dairy Wastewater Seppi Matthew Henneman Agricultural non-point source pollution is the leading water quality problem in surface water and the second leading problem in ground water in the US. Among the contaminants, nutrients (such as nitrogen, phosphorus, potassium) can be transported from agricultural fields when cropland is not managed properly. In California, dairy manure application to cropland has become tightly regulated with the goal of decreasing such nutrient pollution. Dairies unable to balance their manure nutrient supply with cropland application area may benefit from a nitrogen removal technology. One such technology is the reciprocating biofilter, known as the ReCip® technology. A pilot-scale ReCip® unit was installed at the Cal Poly dairy to evaluate its treatment efficacy, in particular for nitrogen removal, when treating wastewater from flush dairies. This pilot-scale system was the first application of the ReCip® technology to dairy wastewater, and recently it was found to be effective for removal of ammonium, total nitrogen, and biochemical oxygen demand (BOD). In the ReCip®, wastewater is repeatedly pumped back and forth between two gravel-filled basins. This reciprocation creates two treatment environments: an aerobic environment, which promotes reactions such as nitrification and BOD oxidation, and an anoxic/anaerobic environment, which promotes reactions such as denitrification of nitrate into nitrogen gas and methanogenesis. At Cal Poly, the ReCip® treated storage lagoon water, and ReCip® effluent containing nitrate was returned to the lagoon, possibly contributing to odor control. Emission of air pollutants is a concern about dairy waste in general (volatile organic compounds, hydrogen sulfide, methane, etc.) and for nitrification-denitrification systems in particular (nitrous oxide). In the present work, the first detailed air emission study was conducted on ReCip®. Emissions of air pollutants were measured with flux chambers during different seasons, and, simultaneously, the water quality within the pore volume of the gravel beds was measured to explore whether pore water quality correlated to air emissions. These air emissions studies were performed within a yearlong study of overall ReCip® treatment performance. Water quality constituents measured were pH, alkalinity, temperature, dissolved oxygen (DO), total ammonia nitrogen (TAN), soluble nitrogen, soluble non-purgeable organic carbon, nitrite, and nitrate. During the submerged phase of the reciprocation cycle, pore water DO generally declined from 1-2 mg/L to <0.1 mg/L, while TAN declined and nitrate accumulated, although total nitrogen also declined due to denitrification. The extent of denitrification was correlated to influent BOD loading. The average removals by the ReCip® were 93% TAN, 61% CBOD5, 74% TKN, and 57% TSS. A simple CBOD5 removal model was developed that described and predicted CBOD5 ­removal in the system. Key air pollutants emitted by the ReCip® and their annual mean concentrations were nitrous oxide (0.74 ppm), ammonia (0.15 ppm), and methane (3.85 ppm). The air emission potential of the lagoon water influent was compared to that of the ReCip® effluent. The decreases in emission potential were 82% for ammonia, 93% for methane, and 99% for hydrogen sulfide. The average masses emitted (g emitted/kg loaded into system) by the ReCip® were 1.7 g N2O/kg N, 0.15 g NH3/kg N, 2.1 g CH4/kg CBOD5, 1.0 g ethanol/kg CBOD5,and 0.004 g H2S/kg CBOD5.

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O presente trabalho teve como objetivo geral avaliar a eficiência técnica e econômica do sistema de resfriamento adiabático evaporativo (SRAE) na produção intensiva de leite e como objetivos específicos avaliar a eficiência térmica dos sistemas de resfriamento (aspersão e nebulização), conjugados com a ventilação forçada, na resposta produtiva dos animais, na redução do estresse térmico, seus reflexos no microclima interno e sua eficiência econômica quanto ao consumo de energia e de água. O experimento foi realizado em uma fazenda comercial de produção leiteira, localizada no interior do Estado de São Paulo. Em cada tratamento foram utilizados 10 animais da raça Holandesa em produção, selecionados de acordo com a produção e período de lactação, alojados em sistema de "freestall". Dos animais selecionados cinco foram utilizados para a tomada dos dados fisiológicos dos animais (freqüência respiratória, temperatura retal e temperatura do pelame branco e preto, medidos nos horários das 9, 11, 13, 15 e 17 horas, durante nove dias não consecutivos), e cinco animais foram utilizados para a avaliação comportamental (localização e atividades dentro da instalação), sendo para tanto utilizadas vídeo - câmeras das 9 às 17 horas durante seis dias. O período experimental compreendeu vinte e oito dias consecutivos do mês de novembro de 2003, sendo sete dias utilizados para a adaptação dos animais aos tratamentos testados e vinte e um dias para a coleta de dados. Os dados climáticos (temperatura e umidade relativa do ar e temperatura de globo negro) em cada tratamento e externo à instalação foram registradas a cada 15 minutos ao longo das 24 horas por um data logger HOBO ® , possibilitando o cálculo do Índice de Temperatura e Umidade (THI), do Índice de Globo Negro e Umidade (BGHI) e da entalpia (H). Foram utilizados ventiladores com capacidade de movimentar o ar a 2,5 m.s -1 que, assim como os sistemas de aspersão e nebulização, foram controlados por um termostato e distribuídos ao longo da linha de cocho das instalações. As variáveis respostas consideradas foram: produção de leite, consumo de alimento pelos animais, comportamento dos animais, consumo de água e de energia pelos sistemas de resfriamento e dados fisiológicos dos animais. A avaliação dos dados foi realizada por um delineamento experimental em blocos ao acaso, utilizando-se na análise estatística a comparação de médias pelo teste de Tukey ao nível de 1%. Para a análise geral dos resultados foi utilizado o pacote estatístico SAS (SAS User guide: Statistics (release 6.03). SAS Inst. Inc., 1990). Considerando que os tratamentos estudados: aspersão e nebulização associadas à ventilação forçada promoveram um consumo alimentar semelhante (diferença de 3,0 kg MS -1 .animal -1 .mês -1 ) observou-se que o sistema de resfriamento com aspersão apesar de apresentar um consumo de água e energia maior (7535,7 litros.animal -1 .mês -1 e 13,15 kW.h -1 .animal -1 .mês -1 , respectivamente) promoveu um aumento na produção de leite de 3% (18,0 litros/animal/mês) ocasionando um aumento na receita mensal total de aproximadamente 5,8% por animal quando comparado ao sistema de nebulização. / This work aimed to evaluate the economical and technical efficiency of evaporative adiabatic cooling system (EACS) for intensive milk production. Its specific objectives were to evaluate thermal efficiency of chilling systems (aspersion and sprinkler) associated with forced air fan on productive traits, heat stress reduction, internal micro-climate, and economical advantages in relation to water and energy expenses. Experiment was carried out in a commercial dairy cattle farm located in a small city of São Paulo State. In each treatment were used 10 dairy-Holstein cows sorted according to their milk production and lactation order, in a free-stall system. Among these cows, five were selected for collecting physiological data (respiratory frequency, rectal temperature and temperature in white and black pelage) at 9:00 a.m., 11:00 a.m., 1:00 p.m., 3:00 p.m. and 5:00 p.m. during nine non-consecutive days. Other five animals were evaluated for their behavior (localization and activities inside facilities) through video-cameras from 9:00 a.m. to 5:00 p.m. during six days. Experimental period was twenty-eight consecutive days of November 2003, being the first seven days for animal adaptation and the last twenty-one for data collection. Climate data (relative air temperature and humidity, and dark globe temperature), in each treatment and outside of facility, were taken in intervals of 15 minutes during 24 hours by HOBO ® data logger, which permitted to calculate the Humidity and Temperature Index (HTI), Humidity and Dark Globe Index (HDGI) and Enthalpy (E). Fan with 2.5 m.s -1 of air mobility capacity associated to aspersion and sprinkler systems, were controlled by thermostat and distributed following feeder line of free-stall. Production variables considered were: milk production, feed intake, animal behavior, water and energy consumption of cooling system, and animal physiological traits. Data evaluation was realized in a completely randomized block design using in statistical analysis Tukey’s test with 1% of significance level. General analysis of results was performed through SAS proceedings. Considering that treatments promoted similar feed intake (the difference was 3.0 kg DM.animal -1 .month -1 ), the chilling system associated to aspersion led to an increase (18.0 liters.animal -1 .month -1 ) in 3% milk production in spite of its higher consumption of water and energy (7535.7 liters.animal -1 .month -1 and 2.3 kW.h -1 .animal -1 .month -1 , respectively). As consequence, it was observed an increase of 4.7% in total mensal profit in relation to sprinkler system.