Sistema móvel para análise de conforto térmico de animais, utilizando método interpolador IDW
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Data
2019-12-12
Autores
Oliveira Júnior, Arilson José de [UNESP]
Título da Revista
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Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
Em ambientes de produção animal o processo de análise das condições de conforto térmico pode ser realizado mediante o cálculo de índices de conforto térmico e da elaboração de mapas de variabilidade espacial de parâmetros meteorológicos e dos próprios índices de conforto térmico. Os métodos atuais para análise do bem-estar animal, especificamente aqueles por meio de mapas de índices de conforto térmico, são realizados em programas de computador utilizando-se softwares específicos de interpolação de dados. Esses processos, por sua vez, não permitem que avaliações de conforto térmico sejam realizadas facilmente no próprio local de coleta de dados. Assim, esse trabalho foi realizado com o objetivo de desenvolver um sistema para criação de mapas de variabilidade espacial da temperatura do ar e de índices de conforto térmico de animais, utilizando o método interpolador IDW (Inverse Distance Weighted), ou Inverso da Distância Ponderada. O sistema desenvolvido é composto por um aplicativo Android e dispositivos de transmissão e recepção de dados meteorológicos. O aplicativo foi desenvolvido por meio da linguagem de programação orientada a objetos Java, mediante o ambiente de desenvolvimento integrado Android Studio. Já os dispositivos móveis foram criados utilizando-se sensores de baixo custo de temperatura do ar, temperatura de globo negro e umidade relativa, juntamente com microcontroladores de plataforma eletrônica de código aberto – Arduino. O algoritmo desenvolvido para o aplicativo Android foi validado por meio da comparação entre valores de temperatura do ar medidos, e aqueles interpolados pelo aplicativo em um galpão de aves de corte. Já os módulos de transmissão e recepção de dados foram validados mediante a avaliação do ambiente térmico de um galpão de aves de corte de um pequeno produtor, durante o período de seis semanas. As avaliações foram realizadas considerando os mapas de temperatura do ar e dos índices de conforto térmico ITGU e ITU, criados no próprio local de coleta de dados A comparação entre os valores medidos e aqueles interpolados pelo aplicativo evidenciaram a correta implementação do método interpolador IDW, resultando em grande proximidade das medidas, cuja capacidade preditiva do algoritmo apresentou boa acurácia e precisão. O correto funcionamento entre módulos de transmissão, receptor e o aplicativo Aurora, demonstraram que o sistema desenvolvido é uma ferramenta capaz de avaliar o bem-estar de aves, bovinos e suínos com o uso de mapas de variabilidade espacial da temperatura do ar ou de índices de conforto térmico. A portabilidade do sistema permite que análises in loco sejam realizadas, sendo úteis na compreensão dos fatores bioclimáticos determinantes para o conforto térmico animal.
In animal production environments, the process of analysis of thermal comfort conditions may be carried out through the calculation of the thermal comfort index and the creation of maps showing spatial variabilities of meteorological parameters and the thermal comfort indexes. The current methods for analysis of animal well fare, especially those including maps of thermal comfort indexes, are carried out using computer programs with specific software of data interpolation. On the other hand, these processes don’t allow the evaluations of thermal comfort to be easily performed in the data collection site. Therefore, the aim of this study was developing a system for creation of maps with spatial variability of the air temperature and thermal comfort of animals, using the IDW (Inverse Distance Weighted) interpolation method. The system created is formed by an Android app and devices of transmission and reception of meteorological data. The app was developed using the Java programming language, through the Android Studio integrated development environment. The mobile devices were made using low cost air temperature, black globe temperature and relative humidity sensors, and microcontrollers of open source electronic platform – Arduino. The algorithm developed for the Android app was validated by means of comparing the air temperature figures measured, and those interpolated by the app in a broiler shed. On the other hand, the transmission and reception of data were validated via the evaluation of the thermal environment in a small farmer’s broiler shed for six weeks. The assessments were performed considering the air temperature maps and the ITGU and ITU thermal comfort indexes, created in the data collection site. The comparison between the measured figures and the ones interpolated by the app emphasized the proper implementation of the IDW interpolation method, resulting in a great proximity of the measurements, and the predictive capacity of the algorithm presented good accuracy and precision. Amid the correct operation of transmition and reception modules and the Aurora app, the system that was developed demonstrated that is a tool capable of evaluating the well-being of birds, bovine and swine, using maps of spatial variability in the air temperature or thermal comfort indexes. The portability of the system allows in loco analysis, useful for comprehending the bioclimatic factors essential for the animal thermal comfort.
In animal production environments, the process of analysis of thermal comfort conditions may be carried out through the calculation of the thermal comfort index and the creation of maps showing spatial variabilities of meteorological parameters and the thermal comfort indexes. The current methods for analysis of animal well fare, especially those including maps of thermal comfort indexes, are carried out using computer programs with specific software of data interpolation. On the other hand, these processes don’t allow the evaluations of thermal comfort to be easily performed in the data collection site. Therefore, the aim of this study was developing a system for creation of maps with spatial variability of the air temperature and thermal comfort of animals, using the IDW (Inverse Distance Weighted) interpolation method. The system created is formed by an Android app and devices of transmission and reception of meteorological data. The app was developed using the Java programming language, through the Android Studio integrated development environment. The mobile devices were made using low cost air temperature, black globe temperature and relative humidity sensors, and microcontrollers of open source electronic platform – Arduino. The algorithm developed for the Android app was validated by means of comparing the air temperature figures measured, and those interpolated by the app in a broiler shed. On the other hand, the transmission and reception of data were validated via the evaluation of the thermal environment in a small farmer’s broiler shed for six weeks. The assessments were performed considering the air temperature maps and the ITGU and ITU thermal comfort indexes, created in the data collection site. The comparison between the measured figures and the ones interpolated by the app emphasized the proper implementation of the IDW interpolation method, resulting in a great proximity of the measurements, and the predictive capacity of the algorithm presented good accuracy and precision. Amid the correct operation of transmition and reception modules and the Aurora app, the system that was developed demonstrated that is a tool capable of evaluating the well-being of birds, bovine and swine, using maps of spatial variability in the air temperature or thermal comfort indexes. The portability of the system allows in loco analysis, useful for comprehending the bioclimatic factors essential for the animal thermal comfort.
Descrição
Palavras-chave
Conforto térmico, Dispositivos móveis, IDW, Interpolação de dados, Bem-estar animal, Animal welfare, Data interpolation, Mobile devices, Thermal comfort