A decision-tree-based model for evaluating the thermal comfort of horses

Thermal comfort is of great importance in preserving body temperature homeostasis during thermal stress conditions. Although the thermal comfort of horses has been widely studied, there is no report of its relationship with surface temperature (T S). This study aimed to assess the potential of data mining techniques as a tool to associate surface temperature with thermal comfort of horses. T S was obtained using infrared thermography image processing. Physiological and environmental variables were used to define the predicted class, which classified thermal comfort as "comfort" and "discomfort". The variables of armpit, croup, breast and groin T S of horses and the predicted classes were then subjected to a machine learning process. All variables in the dataset were considered relevant for the classification problem and the decision-tree model yielded an accuracy rate of 74 %. The feature selection methods used to reduce computational cost and simplify predictive learning decreased model accuracy to 70 %; however, the model became simpler with easily interpretable rules. For both these selection methods and for the classification using all attributes, armpit and breast T S had a higher power rating for predicting thermal comfort. Data mining techniques show promise in the discovery of new variables associated with the thermal comfort of horses.

A decision-tree-based model for evaluating the thermal comfort of horses

Thermal comfort is of great importance in preserving body temperature homeostasis during thermal stress conditions. Although the thermal comfort of horses has been widely studied, there is no report of its relationship with surface temperature (T S). This study aimed to assess the potential of data mining techniques as a tool to associate surface temperature with thermal comfort of horses. T S was obtained using infrared thermography image processing. Physiological and environmental variables were used to define the predicted class, which classified thermal comfort as "comfort" and "discomfort". The variables of armpit, croup, breast and groin T S of horses and the predicted classes were then subjected to a machine learning process. All variables in the dataset were considered relevant for the classification problem and the decision-tree model yielded an accuracy rate of 74 %. The feature selection methods used to reduce computational cost and simplify predictive learning decreased model accuracy to 70 %; however, the model became simpler with easily interpretable rules. For both these selection methods and for the classification using all attributes, armpit and breast T S had a higher power rating for predicting thermal comfort. Data mining techniques show promise in the discovery of new variables associated with the thermal comfort of horses.

Impact of global warming on beef cattle production cost in Brazil

Global warming is affecting agribusiness in its economic aspects. Therefore, the prediction of the evolution of Brazilian beef cattle production cost was made using the IPCC forecast scenario for global warming. The methodology consisted of two steps: (i) the development of a fuzzy model that estimated the grazing land capacity (RP) decrease risk as a function of the changes in the average total rain index, air temperature and increase in extension of the dry season; and (ii) the design of an algorithm for predicting the decrease in production as function of the RPfuzzy model, that results in the impact in beef cattle productivity, and consequent increase in production costs. Historical environmental data from important producing counties in the Cerrado were organized and a set of fuzzy Gaussian functions were developed, and three possible settings (optimistic, medium and pessimistic) were considered. The decrease in beef cattle productivity was estimated using the losses in production due to the increase in air temperature and vulnerability of pasture capacity. The boundary settings for the total increase of production cost scenario used the number of animals per area of grazing land, the adoption of grain supplement and its future scenario; and the result output function pointed to a threshold within a variation from an increase in production cost of 80% (optimistic) to 160% (pessimistic). Under the optimistic scenario the total cost of Brazilian beef cattle production in the Cerrado became near to US$ 2.88 kg-1, while in the pessimistic scenario this cost reached US$ 4.16 kg-1, challenging the international competitiveness of this economic segment.

O aquecimento global afeta o agronegócio em seus aspectos econômicos. Foi feita previsão daevolução do custo de produção de carne bovina brasileira usando a predição de aquecimento global do IPCC. A metodologia consistiu de duas etapas: (i) o desenvolvimento de modelo fuzzy que estimou o risco de decréscimo da capacidade de pastagens (RP) em função das mudanças no índice pluviométrico total, na temperatura do ar e na extensão da estação de seca; e (ii) o desenvolvimento de um algoritmo para predição do decréscimo da produção em função de um modelo fuzzy de RP que resulte no impacto na produtividade bovina de corte e conseqüente aumento no custo de produção. Foram organizados os dados históricos de fatores ambientais dos municípios importante produção no Cerrado e um conjunto de funções Gaussianas fuzzy foi desenvolvido e três estimativas possíveis (otimista, média e negativa) foram consideradas. O decréscimo na produtividade do gado foi estimado usando as perdas de produção devido ao acréscimo da temperatura bem como da vulnerabilidade da capacidade de pastagem. O estabelecimento dos limites para o cenário do acréscimo do custo de produção usou o número de unidade animal por área de pastagem, a adoção de suplemento de grãos e o cenário de produção futura; e o resultado da função de saída apontou para uma variação do acréscimo do custo de produção de 80% (otimista) até 160% (pessimista). Sob o cenário otimista, o custo total da produção brasileira de carne bovina no Cerrado chega a US$ 2,88 kg-1, enquanto no cenário pessimista este custo pode atingir US$ 4,16 kg-1, o que pode comprometer a competitividade internacional do setor.

Improving detection of dairy cow estrus using fuzzy logic

Production losses due to lack of precision in detecting estrus in dairy cows are well known and reported in milk production countries. Nowadays automatic estrus detection has become possible as a result of technical progress in continuously monitoring dairy cows using fuzzy pertinence functions. Dairy cow estrus is usually visually detected; however, solely use of visual detection is considered inefficient. Many studies have been carried out to develop an effective model to interpret the occurrence of estrus and detect estrus; however, most models present too many false-positive alerts and because of this they are sometimes considered unreliable. The objective of this research was to construct a system based on fuzzy inference functions evaluated with a receiver-operating characteristic curve, capable of efficiently detect estrus in dairy cows. For the input data the system combined previous estrus cases information and prostaglandin application with the data of cow activities. The system outputs were organized in three categories: 'in estrus', 'maybe in estrus" and 'not in estrus'. The system validation was carried out in a commercial dairy farm using a herd of 350 lactating cows. The performance of the test was measured by calculating its sensitivity towards the right estrus detection; and its specificity towards the precision of the detection. Within a six months period of tests, over 25 thousands cases of estrus were analyzed from a database of the commercial farm. The sensitivity found was 84.2%, indicating that the system can detect estrus efficiently and it may improve automatic estrus detection.

Perdas na produção leiteiras devido às falhas de detecção do estro são bem conhecidas e relatadas em vários paises. Atualmente a automação na detecção do estro, tem sido possível, devido aos avanços tecnológicos na contínua monitoração de vacas leiteiras e utilização de modelos fuzzy. O estro em vacas de leite é normalmente detectado visualmente, um método considerado ineficiente. Alguns estudos têm sido desenvolvidos com o intuito de se obter modelos efetivos para interpretar a ocorrência e detecção do estro, contudo, muitos modelos apresentam alertas falsos positivos, sendo muitas vezes considerados falhos. Construiu-se um sistema baseado nas funções de inferência fuzzy capaz de detectar eficientemente o estro de vacas de leite, avaliando seu desempenho com curvas ROC (Receiver-Operating Characteristic). Os dados de entrada do sistema combinaram informações de casos prévios de estro, aplicações de prostaglandina com dados das atividades das vacas. As saídas do sistema foram organizadas em três categorias: "em estro", "talvez em estro" e "sem estro". A validação do sistema foi realizada em uma granja leiteira comercial utilizando um rebanho de 350 vacas em lactação. O desempenho do teste foi avaliado calculando a sensibilidade na detecção correta de estro; e sua especificidade através da precisão da detecção. O teste teve uma duração de seis meses, sendo analisados mais de 25 mil casos de estro da base de dados da granja. A sensibilidade obtida foi de 84,2%, indicando que o sistema pode detectar eficientemente o estro melhorando a detecção automática em vacas leiteiras.

Improving detection of dairy cow estrus using fuzzy logic

Production losses due to lack of precision in detecting estrus in dairy cows are well known and reported in milk production countries. Nowadays automatic estrus detection has become possible as a result of technical progress in continuously monitoring dairy cows using fuzzy pertinence functions. Dairy cow estrus is usually visually detected; however, solely use of visual detection is considered inefficient. Many studies have been carried out to develop an effective model to interpret the occurrence of estrus and detect estrus; however, most models present too many false-positive alerts and because of this they are sometimes considered unreliable. The objective of this research was to construct a system based on fuzzy inference functions evaluated with a receiver-operating characteristic curve, capable of efficiently detect estrus in dairy cows. For the input data the system combined previous estrus cases information and prostaglandin application with the data of cow activities. The system outputs were organized in three categories: 'in estrus', 'maybe in estrus" and 'not in estrus'. The system validation was carried out in a commercial dairy farm using a herd of 350 lactating cows. The performance of the test was measured by calculating its sensitivity towards the right estrus detection; and its specificity towards the precision of the detection. Within a six months period of tests, over 25 thousands cases of estrus were analyzed from a database of the commercial farm. The sensitivity found was 84.2%, indicating that the system can detect estrus efficiently and it may improve automatic estrus detection.

Perdas na produção leiteiras devido às falhas de detecção do estro são bem conhecidas e relatadas em vários paises. Atualmente a automação na detecção do estro, tem sido possível, devido aos avanços tecnológicos na contínua monitoração de vacas leiteiras e utilização de modelos fuzzy. O estro em vacas de leite é normalmente detectado visualmente, um método considerado ineficiente. Alguns estudos têm sido desenvolvidos com o intuito de se obter modelos efetivos para interpretar a ocorrência e detecção do estro, contudo, muitos modelos apresentam alertas falsos positivos, sendo muitas vezes considerados falhos. Construiu-se um sistema baseado nas funções de inferência fuzzy capaz de detectar eficientemente o estro de vacas de leite, avaliando seu desempenho com curvas ROC (Receiver-Operating Characteristic). Os dados de entrada do sistema combinaram informações de casos prévios de estro, aplicações de prostaglandina com dados das atividades das vacas. As saídas do sistema foram organizadas em três categorias: "em estro", "talvez em estro" e "sem estro". A validação do sistema foi realizada em uma granja leiteira comercial utilizando um rebanho de 350 vacas em lactação. O desempenho do teste foi avaliado calculando a sensibilidade na detecção correta de estro; e sua especificidade através da precisão da detecção. O teste teve uma duração de seis meses, sendo analisados mais de 25 mil casos de estro da base de dados da granja. A sensibilidade obtida foi de 84,2%, indicando que o sistema pode detectar eficientemente o estro melhorando a detecção automática em vacas leiteiras.

Impact of global warming on beef cattle production cost in Brazil

Global warming is affecting agribusiness in its economic aspects. Therefore, the prediction of the evolution of Brazilian beef cattle production cost was made using the IPCC forecast scenario for global warming. The methodology consisted of two steps: (i) the development of a fuzzy model that estimated the grazing land capacity (RP) decrease risk as a function of the changes in the average total rain index, air temperature and increase in extension of the dry season; and (ii) the design of an algorithm for predicting the decrease in production as function of the RPfuzzy model, that results in the impact in beef cattle productivity, and consequent increase in production costs. Historical environmental data from important producing counties in the Cerrado were organized and a set of fuzzy Gaussian functions were developed, and three possible settings (optimistic, medium and pessimistic) were considered. The decrease in beef cattle productivity was estimated using the losses in production due to the increase in air temperature and vulnerability of pasture capacity. The boundary settings for the total increase of production cost scenario used the number of animals per area of grazing land, the adoption of grain supplement and its future scenario; and the result output function pointed to a threshold within a variation from an increase in production cost of 80% (optimistic) to 160% (pessimistic). Under the optimistic scenario the total cost of Brazilian beef cattle production in the Cerrado became near to US$ 2.88 kg-1, while in the pessimistic scenario this cost reached US$ 4.16 kg-1, challenging the international competitiveness of this economic segment.

O aquecimento global afeta o agronegócio em seus aspectos econômicos. Foi feita previsão daevolução do custo de produção de carne bovina brasileira usando a predição de aquecimento global do IPCC. A metodologia consistiu de duas etapas: (i) o desenvolvimento de modelo fuzzy que estimou o risco de decréscimo da capacidade de pastagens (RP) em função das mudanças no índice pluviométrico total, na temperatura do ar e na extensão da estação de seca; e (ii) o desenvolvimento de um algoritmo para predição do decréscimo da produção em função de um modelo fuzzy de RP que resulte no impacto na produtividade bovina de corte e conseqüente aumento no custo de produção. Foram organizados os dados históricos de fatores ambientais dos municípios importante produção no Cerrado e um conjunto de funções Gaussianas fuzzy foi desenvolvido e três estimativas possíveis (otimista, média e negativa) foram consideradas. O decréscimo na produtividade do gado foi estimado usando as perdas de produção devido ao acréscimo da temperatura bem como da vulnerabilidade da capacidade de pastagem. O estabelecimento dos limites para o cenário do acréscimo do custo de produção usou o número de unidade animal por área de pastagem, a adoção de suplemento de grãos e o cenário de produção futura; e o resultado da função de saída apontou para uma variação do acréscimo do custo de produção de 80% (otimista) até 160% (pessimista). Sob o cenário otimista, o custo total da produção brasileira de carne bovina no Cerrado chega a US$ 2,88 kg-1, enquanto no cenário pessimista este custo pode atingir US$ 4,16 kg-1, o que pode comprometer a competitividade internacional do setor.

Broiler and swine production: animal welfare legislation scenario

Brazil is the world largest meat exporter and one of the most recent demands of the import market is directed towards animal welfare. Codes, norms and legislations used in Brazil are out of date, and in most cases those adopted for both poultry and swine production are based on international standards to meet trade requirements. This research aimed to study and describe an overall scenario of the standards, norms and legislations for animal welfare items applied to broiler and swine production: rearing, handling and transportation. The critical points of these items were identified in accordance to standards and current literature on animal welfare issues, effective on January 2008. The comparison was based on given scores varying from 1-5 (very bad to very good) as function of the existence of standard norms and legislations for each country and/or economic block, and for each type of demand, as well as the level of adoption by producers. When compared to counterparts Brazil detained the lowest score for all types of demands, and its mean score of norms is lower (p 0.05). For both poultry and swine production the European Union provides detailed information to producers, followed by Australia and United States. Exception is made to standards in moving or transporting swine within the farm. Brazilian legislation for poultry production presents a general insufficiency of 58%, while in swine production the highest deficit is in transportation. There is a need to invest in updating animal welfare standards, norms and legislation in the country for maintaining its international competitiveness.

Brasil é o maior exportador de carne e uma das mais recentes importantes demandas do mercado importador está em torno do bem-estar animal. Os padrões, normas e legislações usadas no país são desatualizadas e, em muitos casos, estas são seguidas na produção animal são baseadas em padrões internacionais, para seguir requisitos do comércio que não atendem necessariamente o esquema brasileiro de alojamento. Esta pesquisa objetivou estudar e descrever o cenário das normas e legislações para as seguintes exigências, aplicadas a produção de frango de corte e suínos: alojamento, manejo e transporte, para subsidiar normas adequadas aplicadas às condições nacionais. Os pontos críticos destes itens foram identificados de acordo com padrões, normas de bem-estar animal e com a literatura vigente até Janeiro de 2008. A comparação foi baseada em escores atribuídos variando de 1-5 (muito ruim até muito bom) como função da existência de padrões, normas e legislações para cada país e/ou bloco econômico e para cada tipo de exigência, com relação ao nível de relevância adotada pelos produtores. Quando comparado com seus pares, o Brasil deteve o menor escore para todos os tipos de exigência e o escore médio de normas brasileiras é baixo (p 0,05). Para produção de aves e suínos a União Européia detém mais detalhes em informações de produção seguida da Austrália e dos Estados Unidos. Com exceção de padrões em movimentação ou transporte de suínos dentro da fazenda. A legislação brasileira para produção de frangos de corte apresenta deficiência geral de 58%, enquanto na produção de suínos a maior deficiência está no transporte. Há necessidade de se investir em melhora nas normas e legislações de bem-estar animal no país.

Broiler and swine production: animal welfare legislation scenario

Brazil is the world largest meat exporter and one of the most recent demands of the import market is directed towards animal welfare. Codes, norms and legislations used in Brazil are out of date, and in most cases those adopted for both poultry and swine production are based on international standards to meet trade requirements. This research aimed to study and describe an overall scenario of the standards, norms and legislations for animal welfare items applied to broiler and swine production: rearing, handling and transportation. The critical points of these items were identified in accordance to standards and current literature on animal welfare issues, effective on January 2008. The comparison was based on given scores varying from 1-5 (very bad to very good) as function of the existence of standard norms and legislations for each country and/or economic block, and for each type of demand, as well as the level of adoption by producers. When compared to counterparts Brazil detained the lowest score for all types of demands, and its mean score of norms is lower (p 0.05). For both poultry and swine production the European Union provides detailed information to producers, followed by Australia and United States. Exception is made to standards in moving or transporting swine within the farm. Brazilian legislation for poultry production presents a general insufficiency of 58%, while in swine production the highest deficit is in transportation. There is a need to invest in updating animal welfare standards, norms and legislation in the country for maintaining its international competitiveness.

Brasil é o maior exportador de carne e uma das mais recentes importantes demandas do mercado importador está em torno do bem-estar animal. Os padrões, normas e legislações usadas no país são desatualizadas e, em muitos casos, estas são seguidas na produção animal são baseadas em padrões internacionais, para seguir requisitos do comércio que não atendem necessariamente o esquema brasileiro de alojamento. Esta pesquisa objetivou estudar e descrever o cenário das normas e legislações para as seguintes exigências, aplicadas a produção de frango de corte e suínos: alojamento, manejo e transporte, para subsidiar normas adequadas aplicadas às condições nacionais. Os pontos críticos destes itens foram identificados de acordo com padrões, normas de bem-estar animal e com a literatura vigente até Janeiro de 2008. A comparação foi baseada em escores atribuídos variando de 1-5 (muito ruim até muito bom) como função da existência de padrões, normas e legislações para cada país e/ou bloco econômico e para cada tipo de exigência, com relação ao nível de relevância adotada pelos produtores. Quando comparado com seus pares, o Brasil deteve o menor escore para todos os tipos de exigência e o escore médio de normas brasileiras é baixo (p 0,05). Para produção de aves e suínos a União Européia detém mais detalhes em informações de produção seguida da Austrália e dos Estados Unidos. Com exceção de padrões em movimentação ou transporte de suínos dentro da fazenda. A legislação brasileira para produção de frangos de corte apresenta deficiência geral de 58%, enquanto na produção de suínos a maior deficiência está no transporte. Há necessidade de se investir em melhora nas normas e legislações de bem-estar animal no país.

Variabilidade espacial do microclima de um galpão utilizado para confinamento de bovinos de leite

The knowledge of the spatial variability of climatic attributes and the build of kriging maps can help livestock management in lodged animals. Therefore, the objective of this research was to characterize the spatial variability of the climatic attributes inside a dairy cow free-stall barn using the technique of geostatistics and to verify if the climatic variables are in agreement with the thermal comfort limits of the animals. The climatic attributes - temperature, relative humidity, wind speed, luminosity and temperature and humidity index (THI) were sampled in 152 points, in regular spacing of 2m, as a grid. According the results, the geostatistical analysis made it possible to find areas with different spatial variability for the climatic variables, showing specifically areas inside the dairy barn where the relative humidity, the temperature, the air velocity and the luminosity were above that the comfort limits for animal housing. The acclimatization system didn't homogenize the environment. The THI values remained above the thermal comfort condition, so, the environment of the barn probably didn't provide comfort for the animals.

O conhecimento da variabilidade espacial de atributos climáticos e a construção de mapas de krigagem podem auxiliar no manejo adequado de animais confinados em galpões. Portanto, o trabalho teve como objetivos caracterizar a variabilidade espacial do microclima de um galpão do tipo free-stall utilizado para confinamento de bovinos leiteiros empregando a técnica de geoestatística e verificar se as variáveis climáticas encontram-se dentro dos limites de conforto dos animais. Os atributos microclimáticos - temperatura, umidade relativa, velocidade do vento, luminosidade e índice de temperatura e umidade (ITU) - foram amostrados em 152 pontos, em intervalos regulares de 2m, na forma de malha. Por meio dos resultados obtidos, foi possível verificar que o uso da geoestatística possibilitou definir áreas com diferentes variabilidades espaciais para os atributos microclimáticos, definindo áreas específicas no galpão onde a umidade relativa, a temperatura, a velocidade do vento e a luminosidade estão acima do recomendado para o conforto térmico animal. O sistema de climatização utilizado não garantiu a homogeneização do ambiente. Os valores de ITU permaneceram fora da condição de conforto térmico, portanto, a condição de ambiência do galpão possivelmente não propicia conforto aos animais.

Estimativa de estro em vacas leiteiras utilizando métodos quantitativos preditivos

Brazil is the sixth worlds larger milk producer, increasing its production at an annual rate of 4% above other producer countries. Part of this raise in milk production was due to the use of several technologies that have being developed for the sector, mainly those related to genetics and herd management. Accurate estrus detection in dairy cows is a limiting factor in the reproduction efficiency of dairy cattle, and it has been considered the most important deficiency in the field of reproduction. Failing to detect estrus efficiently may cause losses for the producer. Quantitative predictive methods based on historical data and specialist knowledge may allow, from an organized data base, the prediction of estrus pattern with lower error. This research compared the precision of the estrus prediction techniques for freestall confined Holstein dairy cows using quantitative predictive methods, through the interpolation of intermediate points of historical herd data set. A base of rules was formulated and the values of weight for each statement is within the interval of 0 to 1; and these limits were used to generate a function of pertinence fuzzy that had as output the estrus prediction. In the following stage Data mining technique was applied using the parameters of movement rate, milk production, days of lactation and mounting behavior, and a decision tree was built for analyzing the most significant parameters for predicting estrus in dairy cows. The results indicate that the prediction of estrus incidence may be achieved either using the association of cows movement (87%, with estimated error of 4%) or the observation of mounting behavior (78%, with estimated error of 11%).

O Brasil é o sexto maior produtor de leite do mundo, sendo que essa produção cresce a uma taxa anual 4% superior aos demais países produtores. Parte desse aumento na produção de leite deve-se ao uso de diversas tecnologias desenvolvidas para o setor, principalmente, aquelas relacionadas à genética e ao manejo do rebanho. A detecção acurada do cio em vacas é um fator limitante na eficiência reprodutiva do rebanho leiteiro, sendo considerada uma das principais deficiências na reprodução bovina. Falha na identificação do estro com eficiência ocasiona perdas para o produtor. Métodos quantitativos preditivos, baseados em dados históricos e conhecimento especialista, permitem, a partir de uma base de dados organizada, a predição de padrões com baixa percentagem de erro. Este trabalho comparou a precisão das técnicas de estimativa de estro para vacas da raça Holandesa alojadas em galpão freestall, utilizando métodos quantitativos preditivos, por meio da interposição dos pontos intermediários provenientes de série histórica do rebanho. Uma base de regras foi formulada sendo que os valores dos pesos de cada afirmação pertencem a um intervalo de zero a um, e esses limites foram utilizados para gerar a função de pertinência Fuzzy, cuja saída era a predição de estro. Na etapa seguinte, foi aplicada a técnica de Data mining utilizando os parâmetros de movimentação, produção de leite, dias de lactação e comportamento de monta, sendo gerada uma árvore de decisão para analisar os parâmetros mais significativos na previsão de estro em vacas leiteiras. Os resultados indicaram que a presença de estro pode ser detectada com maior precisão usando a observação de movimentação das vacas (87%, erro estimado 4%) ou o comportamento de monta (78%, erro estimado 11%).

Physiological and productive responses of environmental control on housed sows

Swine housing must promote an adjusted environment for thermal comfort and high animal productivity without negatively affecting the sow performance and reproductive response. This study evaluated the use of distinct environmental cooling equipments on sow performance, both on the gestation and on nursing in open sided housing. Two treatments were tested in the gestation building: natural ventilation and mechanical ventilation associated to fogging; while in the nursing rooms three treatments were tested: natural ventilation; mechanical ventilation; and evaporative cooling with forced ventilation. Sows were randomly chosen from the same genetic lot form six combined treatments. The evaporative cooling system in the farrowing room differed for piglet performances, at birth (4% higher) and on daily weight gain (15% higher), and also for sow physiological response improving the respiratory rate (8%) and back fat thickness (3%), without influencing skin temperature. The use of evaporative cooling directed to the sow head during nursing improved the physiological and productive results.

As instalações suínicolas devem promover um ambiente adequado para o conforto térmico, sem afetar negativamente o desempenho produtivo e reprodutivo das porcas. O presente trabalho avaliou a influência do uso de diferentes equipamentos de climatização, em ambas as instalações abertas de gestação e maternidade, no desempenho das matrizes suínas. Na instalação de gestação foram testados dois tratamentos: ventilação natural e resfriamento; enquanto nas salas de maternidade foram aplicados três tratamentos: ventilação natural, ventilação mecânica e resfriamento adiabático com ventilação forçada. Matrizes escolhidas aleatoriamente, com a mesma genética, foram expostas a seis tratamentos combinados. O sistema de resfriamento adiabático na maternidade foi diferencial para o desempenho dos leitões ao nascer (4% superior) e no ganho de peso diário (15% superior), e também para as respostas fisiológicas das porcas com melhorias nos resultados de freqüência respiratória (8%) e espessura de toucinho (3%). Não houve influência na temperatura de pele dos animais. O uso de resfriamento evaporativo direcionado para a cabeça das porcas na maternidade demonstrou ser um procedimento positivo com melhorias nos resultados fisiológicos e produtivos.

Estimativa de estro em vacas leiteiras utilizando métodos quantitativos preditivos

Brazil is the sixth world’s larger milk producer, increasing its production at an annual rate of 4% above other producer countries. Part of this raise in milk production was due to the use of several technologies that have being developed for the sector, mainly those related to genetics and herd management. Accurate estrus detection in dairy cows is a limiting factor in the reproduction efficiency of dairy cattle, and it has been considered the most important deficiency in the field of reproduction. Failing to detect estrus efficiently may cause losses for the producer. Quantitative predictive methods based on historical data and specialist knowledge may allow, from an organized data base, the prediction of estrus pattern with lower error. This research compared the precision of the estrus prediction techniques for freestall confined Holstein dairy cows using quantitative predictive methods, through the interpolation of intermediate points of historical herd data set. A base of rules was formulated and the values of weight for each statement is within the interval of 0 to 1; and these limits were used to generate a function of pertinence fuzzy that had as output the estrus prediction. In the following stage Data mining technique was applied using the parameters of movement rate, milk production, days of lactation and mounting behavior, and a decision tree was built for analyzing the most significant parameters for predicting estrus in dairy cows. The results indicate that the prediction of estrus incidence may be achieved either using the association of cow’s movement (87%, with estimated error of 4%) or the observation of mounting behavior (78%, with estimated error of 11%).

O Brasil é o sexto maior produtor de leite do mundo, sendo que essa produção cresce a uma taxa anual 4% superior aos demais países produtores. Parte desse aumento na produção de leite deve-se ao uso de diversas tecnologias desenvolvidas para o setor, principalmente, aquelas relacionadas à genética e ao manejo do rebanho. A detecção acurada do cio em vacas é um fator limitante na eficiência reprodutiva do rebanho leiteiro, sendo considerada uma das principais deficiências na reprodução bovina. Falha na identificação do estro com eficiência ocasiona perdas para o produtor. Métodos quantitativos preditivos, baseados em dados históricos e conhecimento especialista, permitem, a partir de uma base de dados organizada, a predição de padrões com baixa percentagem de erro. Este trabalho comparou a precisão das técnicas de estimativa de estro para vacas da raça Holandesa alojadas em galpão freestall, utilizando métodos quantitativos preditivos, por meio da interposição dos pontos intermediários provenientes de série histórica do rebanho. Uma base de regras foi formulada sendo que os valores dos pesos de cada afirmação pertencem a um intervalo de zero a um, e esses limites foram utilizados para gerar a função de pertinência Fuzzy, cuja saída era a predição de estro. Na etapa seguinte, foi aplicada a técnica de Data mining utilizando os parâmetros de movimentação, produção de leite, dias de lactação e comportamento de monta, sendo gerada uma árvore de decisão para analisar os parâmetros mais significativos na previsão de estro em vacas leiteiras. Os resultados indicaram que a presença de estro pode ser detectada com maior precisão usando a observação de movimentação das vacas (87%, erro estimado 4%) ou o comportamento de monta (78%, erro estimado 11%).

Variabilidade espacial do microclima de um galpão utilizado para confinamento de bovinos de leite

The knowledge of the spatial variability of climatic attributes and the build of kriging maps can help livestock management in lodged animals. Therefore, the objective of this research was to characterize the spatial variability of the climatic attributes inside a dairy cow free-stall barn using the technique of geostatistics and to verify if the climatic variables are in agreement with the thermal comfort limits of the animals. The climatic attributes - temperature, relative humidity, wind speed, luminosity and temperature and humidity index (THI) were sampled in 152 points, in regular spacing of 2m, as a grid. According the results, the geostatistical analysis made it possible to find areas with different spatial variability for the climatic variables, showing specifically areas inside the dairy barn where the relative humidity, the temperature, the air velocity and the luminosity were above that the comfort limits for animal housing. The acclimatization system didn't homogenize the environment. The THI values remained above the thermal comfort condition, so, the environment of the barn probably didn't provide comfort for the animals.

O conhecimento da variabilidade espacial de atributos climáticos e a construção de mapas de krigagem podem auxiliar no manejo adequado de animais confinados em galpões. Portanto, o trabalho teve como objetivos caracterizar a variabilidade espacial do microclima de um galpão do tipo free-stall utilizado para confinamento de bovinos leiteiros empregando a técnica de geoestatística e verificar se as variáveis climáticas encontram-se dentro dos limites de conforto dos animais. Os atributos microclimáticos - temperatura, umidade relativa, velocidade do vento, luminosidade e índice de temperatura e umidade (ITU) - foram amostrados em 152 pontos, em intervalos regulares de 2m, na forma de malha. Por meio dos resultados obtidos, foi possível verificar que o uso da geoestatística possibilitou definir áreas com diferentes variabilidades espaciais para os atributos microclimáticos, definindo áreas específicas no galpão onde a umidade relativa, a temperatura, a velocidade do vento e a luminosidade estão acima do recomendado para o conforto térmico animal. O sistema de climatização utilizado não garantiu a homogeneização do ambiente. Os valores de ITU permaneceram fora da condição de conforto térmico, portanto, a condição de ambiência do galpão possivelmente não propicia conforto aos animais.

Physiological and productive responses of environmental control on housed sows

Swine housing must promote an adjusted environment for thermal comfort and high animal productivity without negatively affecting the sow performance and reproductive response. This study evaluated the use of distinct environmental cooling equipments on sow performance, both on the gestation and on nursing in open sided housing. Two treatments were tested in the gestation building: natural ventilation and mechanical ventilation associated to fogging; while in the nursing rooms three treatments were tested: natural ventilation; mechanical ventilation; and evaporative cooling with forced ventilation. Sows were randomly chosen from the same genetic lot form six combined treatments. The evaporative cooling system in the farrowing room differed for piglet performances, at birth (4% higher) and on daily weight gain (15% higher), and also for sow physiological response improving the respiratory rate (8%) and back fat thickness (3%), without influencing skin temperature. The use of evaporative cooling directed to the sow head during nursing improved the physiological and productive results.

As instalações suínicolas devem promover um ambiente adequado para o conforto térmico, sem afetar negativamente o desempenho produtivo e reprodutivo das porcas. O presente trabalho avaliou a influência do uso de diferentes equipamentos de climatização, em ambas as instalações abertas de gestação e maternidade, no desempenho das matrizes suínas. Na instalação de gestação foram testados dois tratamentos: ventilação natural e resfriamento; enquanto nas salas de maternidade foram aplicados três tratamentos: ventilação natural, ventilação mecânica e resfriamento adiabático com ventilação forçada. Matrizes escolhidas aleatoriamente, com a mesma genética, foram expostas a seis tratamentos combinados. O sistema de resfriamento adiabático na maternidade foi diferencial para o desempenho dos leitões ao nascer (4% superior) e no ganho de peso diário (15% superior), e também para as respostas fisiológicas das porcas com melhorias nos resultados de freqüência respiratória (8%) e espessura de toucinho (3%). Não houve influência na temperatura de pele dos animais. O uso de resfriamento evaporativo direcionado para a cabeça das porcas na maternidade demonstrou ser um procedimento positivo com melhorias nos resultados fisiológicos e produtivos.

Data mining to estimate broiler mortality when exposed to heat wave

Heat waves usually result in losses of animal production since they are exposed to thermal stress inducing an increase in mortality and consequent economical losses. Animal science and meteorological databases from the last years contain enough data in the poultry production business to allow the modeling of mortality losses due to heat wave incidence. This research analyzes a database of broiler production associated to climatic data, using data mining techniques such as attribute selection and data classification (decision tree) to model the impact of heat wave incidence on broiler mortality. The temperature and humidity index (THI) was used for screening environmental data. The data mining techniques allowed the development of three comprehensible models for estimating specifically high mortality during broiler production. Two models yielded a classification accuracy of 89.3% by using Principal Component Analysis (PCA) and Wrapper feature selection approaches. Both models obtained a class precision of 0.83 for classifying high mortality. When the feature selection was made by the domain experts, the model accuracy reached 85.7%, while the class precision of high mortality was 0.76. Meteorological data and the calculated THI from meteorological stations were helpful to select the range of harmful environmental conditions for broilers 29 and 42 days old. The data mining techniques were useful for building animal production models.

As ondas de calor provocam perdas na produção animal pela sua exposição ao estresse por calor aumentando a mortalidade, e consequentemente, perdas econômicas. Bancos de dados zootécnicos e meteorológicos históricos podem conter informações que permitem modelar a mortalidade de frangos devido à incidência de ondas de calor. O objetivo foi analisar bancos de dados de frangos de corte associados a dados meteorológicos utilizando técnicas de mineração de dados, seleção de atributos e classificação (árvore de decisão) para modelar o impacto da incidência de onda de calor na mortalidade de frangos de corte. O Índice de Temperatura e Umidade (ITU) foi utilizado para descrever parte dos dados ambientais. A técnica de Mineração de Dados permitiu a construção de três modelos compreensíveis para estimar a alta mortalidade em frangos de corte. Os modelos gerados pela abordagem de seleção de atributos por Análise dos Componentes Principais e Wrapper apresentaram igual desempenho com uma precisão total de 89,3% e a classificação para alta mortalidade foi de 83,3%. Quando a seleção foi feita por especialistas do domínio, a precisão do modelo foi de 85,7%, e a da classificação para alta mortalidade foi de 76,9%. Resultados meteorológicos e o ITU calculada a partir de estações meteorológicas permitiram identificar condições ambientais prejudiciais para frangos entre 29 e 42 dias de vida. A técnica de Mineração de Dados é aplicável para construir modelos preditivos para a produção animal.

Data mining to estimate broiler mortality when exposed to heat wave

Heat waves usually result in losses of animal production since they are exposed to thermal stress inducing an increase in mortality and consequent economical losses. Animal science and meteorological databases from the last years contain enough data in the poultry production business to allow the modeling of mortality losses due to heat wave incidence. This research analyzes a database of broiler production associated to climatic data, using data mining techniques such as attribute selection and data classification (decision tree) to model the impact of heat wave incidence on broiler mortality. The temperature and humidity index (THI) was used for screening environmental data. The data mining techniques allowed the development of three comprehensible models for estimating specifically high mortality during broiler production. Two models yielded a classification accuracy of 89.3% by using Principal Component Analysis (PCA) and Wrapper feature selection approaches. Both models obtained a class precision of 0.83 for classifying high mortality. When the feature selection was made by the domain experts, the model accuracy reached 85.7%, while the class precision of high mortality was 0.76. Meteorological data and the calculated THI from meteorological stations were helpful to select the range of harmful environmental conditions for broilers 29 and 42 days old. The data mining techniques were useful for building animal production models.

As ondas de calor provocam perdas na produção animal pela sua exposição ao estresse por calor aumentando a mortalidade, e consequentemente, perdas econômicas. Bancos de dados zootécnicos e meteorológicos históricos podem conter informações que permitem modelar a mortalidade de frangos devido à incidência de ondas de calor. O objetivo foi analisar bancos de dados de frangos de corte associados a dados meteorológicos utilizando técnicas de mineração de dados, seleção de atributos e classificação (árvore de decisão) para modelar o impacto da incidência de onda de calor na mortalidade de frangos de corte. O Índice de Temperatura e Umidade (ITU) foi utilizado para descrever parte dos dados ambientais. A técnica de Mineração de Dados permitiu a construção de três modelos compreensíveis para estimar a alta mortalidade em frangos de corte. Os modelos gerados pela abordagem de seleção de atributos por Análise dos Componentes Principais e Wrapper apresentaram igual desempenho com uma precisão total de 89,3% e a classificação para alta mortalidade foi de 83,3%. Quando a seleção foi feita por especialistas do domínio, a precisão do modelo foi de 85,7%, e a da classificação para alta mortalidade foi de 76,9%. Resultados meteorológicos e o ITU calculada a partir de estações meteorológicas permitiram identificar condições ambientais prejudiciais para frangos entre 29 e 42 dias de vida. A técnica de Mineração de Dados é aplicável para construir modelos preditivos para a produção animal.

Noise analysis to evaluate chick thermal comfort

The relationship between thermal environment and chick performance has widely been evaluated, however the consideration that the assessment of the comfort may be estimated by interpreting both amplitude and frequency of bird vocalization under tropical housing conditions is a new concept. This research had as objective of estimating thermal comfort for chicks during the heating phase using this new concept. An experiment was carried out inside a climate controlled chamber (A) for establishing the behavioral pattern related to environmental temperature limits. Forty five chicks were reared inside a 2.3 m² box. A video camera was placed 2.0 m above the birds and the images were captured and registered in a computer. From the pattern determined in the controlled chamber an evaluation of the results was proceeded in a commercial broiler farm (experiment B) using similar bird density in order to validate the data. Environmental temperature, and both amplitude and frequency of the vocalizations of the chick group reared under heating were continuously recorded in both experiments. A correlation between group behavioral pattern and their vocalization, was found, evaluated not only by the noise amplitude but also by the noise frequency spectrum. When the thermal inertia is maintained by adequate use of curtains the birds vocalized less which is coincident with the low sudden variation of the temperature of the environmental. It was possible to estimate the thermal comfort for chicks at the heating stage by recording the amplitude and the frequency of the noise emitted by the reared group.

A relação entre o ambiente térmico e o desempenho de pintinhos tem sido estudada, entretanto a consideração de que a medida de conforto térmico possa ser estimada pela interpretação da amplitude e da freqüência da vocalização, em condições tropicais de alojamento é um conceito novo. Esta pesquisa teve como objetivo estimar uma medida de bem-estar térmico para pintinhos em fase de aquecimento, pela medida de amplitude e freqüência do ruído emitido pelo grupo alojado. Inicialmente foi feito um experimento em câmara climática (A), para se estabelecer padrões de comportamento a partir de limites de temperatura ambiental. Foram alojados 45 pintos em um box de 2,3 m². Uma câmera foi colocada a 2,0 m acima das aves e a captura das imagens foi registrada em um computador. A partir dos padrões determinados no primeiro experimento, foi feita uma avaliação desses resultados em uma granja comercial (experimento B) utilizando densidade de aves semelhante, de maneira a possibilitar uma validação. Foram medidas continuamente: a temperatura ambiental e a amplitude e freqüência de ruídos, do grupo de pintos alojados durante a fase de aquecimento em ambos experimentos. Houve correlação entre um padrão de comportamento de agrupamento e a vocalização, medida não somente pela amplitude do ruído do grupo, mas também pelo espectro da sua freqüência. Na etapa de validação observou-se que, mantida a inércia térmica pelo uso adequado de cortinas, as aves vocalizam menos, coincidentemente com a baixa variação súbita de temperatura. Foi possível estimar o bem-estar térmico de pintinhos na fase de aquecimento pelo registro da amplitude e freqüência de ruído do grupo alojado.

Noise analysis to evaluate chick thermal comfort

The relationship between thermal environment and chick performance has widely been evaluated, however the consideration that the assessment of the comfort may be estimated by interpreting both amplitude and frequency of bird vocalization under tropical housing conditions is a new concept. This research had as objective of estimating thermal comfort for chicks during the heating phase using this new concept. An experiment was carried out inside a climate controlled chamber (A) for establishing the behavioral pattern related to environmental temperature limits. Forty five chicks were reared inside a 2.3 m² box. A video camera was placed 2.0 m above the birds and the images were captured and registered in a computer. From the pattern determined in the controlled chamber an evaluation of the results was proceeded in a commercial broiler farm (experiment B) using similar bird density in order to validate the data. Environmental temperature, and both amplitude and frequency of the vocalizations of the chick group reared under heating were continuously recorded in both experiments. A correlation between group behavioral pattern and their vocalization, was found, evaluated not only by the noise amplitude but also by the noise frequency spectrum. When the thermal inertia is maintained by adequate use of curtains the birds vocalized less which is coincident with the low sudden variation of the temperature of the environmental. It was possible to estimate the thermal comfort for chicks at the heating stage by recording the amplitude and the frequency of the noise emitted by the reared group.

A relação entre o ambiente térmico e o desempenho de pintinhos tem sido estudada, entretanto a consideração de que a medida de conforto térmico possa ser estimada pela interpretação da amplitude e da freqüência da vocalização, em condições tropicais de alojamento é um conceito novo. Esta pesquisa teve como objetivo estimar uma medida de bem-estar térmico para pintinhos em fase de aquecimento, pela medida de amplitude e freqüência do ruído emitido pelo grupo alojado. Inicialmente foi feito um experimento em câmara climática (A), para se estabelecer padrões de comportamento a partir de limites de temperatura ambiental. Foram alojados 45 pintos em um box de 2,3 m². Uma câmera foi colocada a 2,0 m acima das aves e a captura das imagens foi registrada em um computador. A partir dos padrões determinados no primeiro experimento, foi feita uma avaliação desses resultados em uma granja comercial (experimento B) utilizando densidade de aves semelhante, de maneira a possibilitar uma validação. Foram medidas continuamente: a temperatura ambiental e a amplitude e freqüência de ruídos, do grupo de pintos alojados durante a fase de aquecimento em ambos experimentos. Houve correlação entre um padrão de comportamento de agrupamento e a vocalização, medida não somente pela amplitude do ruído do grupo, mas também pelo espectro da sua freqüência. Na etapa de validação observou-se que, mantida a inércia térmica pelo uso adequado de cortinas, as aves vocalizam menos, coincidentemente com a baixa variação súbita de temperatura. Foi possível estimar o bem-estar térmico de pintinhos na fase de aquecimento pelo registro da amplitude e freqüência de ruído do grupo alojado.

Thermal conditioned of freestall facilities resting area and its consequences on productive and physiological responses in dairy cows / Eficiência de sistemas de climatização na área de descanso em instalações do tipo freestall e sua influência nas respostas produtivas e fisiológicas de vacas em lactação

This work aimed to evaluate the efficiency of thermal conditioned in free-stall facilities and its consequences on productive and physiological responses in dairy cows. Experimental period was 28 consecutive days of November/2003. Fifteen dairy multiple cows with average milk production of 20kg/day were used. Treatments were: non-fan (NF); fan (F) and fan + misting (FM) directioned to animal bedding. Dry bulb temperature (DBT) and air relative humidity (RH) were measured every 15 minutes through a period of 24 hours inside and outside of facilities. Milking was realized at 1:00am; 9:00am and 5:00pm and date were collected. Animals were fed twice a day (10:00am and 3:00pm) and amounts of offered and rejected feed were daily registered. Physiological data such, as respiratory frequency (RF); rectal temperature (RT) and skin temperature (ST), were taken at 9:00am, 11:00am, 1:00pm, 3:00pm and 5:00pm. The RH was higher in V0 (61.8%) and VN (61.8%) treatments than in V (60.3%). The THI was higher in V (75.0) than in V0 (74.5) and VN (74.3) treatments. Related to physiological parameters, lactating cows of V0 treatment had lower rectal temperature at 11:00am (37.9ºC); 01:00pm (38.2ºC) and 05:00pm (38.2ºC). Respiratory frequencies (58; 55 e 58 mov/min, respectively, to V0; V e VN), white surface temperature (35.4ºC; 33.4ºC and 35.2ºC respectively, to V0; V and VN) and black surface tem

O trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de sistemas de climatização na área de descanso em instalação do tipo freestall e seus reflexos nas repostas produtivas e fisiológicas de vacas em lactação. O período experimental teve duração de 28 dias consecutivos do mês de novembro de 2003. Foram utilizadas 15 vacas em lactação, pluríparas, com produção média de 20kg de leite/dia. Os tratamentos adotados foram: ausência de ventilação (V0), ventilação (V) e ventilação + nebulização (VN) posicionados sobre a cama dos animais. A temperatura do bulbo seco (TBS) e a umidade relativa do ar (UR) foram mensuradas a cada 15 minutos ao longo das 24 horas no interior da instalação e no ambiente externo. A ordenha foi realizada à 1, às 9 e às 17 horas, e as produções diárias registradas. A alimentação era fornecida duas vezes ao dia (10 e 16 horas) e a quantidade de alimento oferecido e das sobras, foi registrada diariamente. As medidas fisiológicas, como freqüência respiratória (FR), temperatura retal (TR) e temperatura da pele (TP) de cinco animais em cada tratamento foram realizadas às 9, 11, 13, 15 e 17 horas. A UR mostrouse mais elevada nos tratamentos V0 (61,8%) e VN (61,8%) quando comparada ao tratamento V (60,3%). O ITU mostrou-se mais elevado em V (75,0), quando comparado ao tratamento V0 (74,5) e VN (74,3). Para as variáveis fisiológicas, verificou-se que as vacas em lactação

Thermal conditioned of freestall facilities resting area and its consequences on productive and physiological responses in dairy cows / Eficiência de sistemas de climatização na área de descanso em instalações do tipo freestall e sua influência nas respostas produtivas e fisiológicas de vacas em lactação

This work aimed to evaluate the efficiency of thermal conditioned in free-stall facilities and its consequences on productive and physiological responses in dairy cows. Experimental period was 28 consecutive days of November/2003. Fifteen dairy multiple cows with average milk production of 20kg/day were used. Treatments were: non-fan (NF); fan (F) and fan + misting (FM) directioned to animal bedding. Dry bulb temperature (DBT) and air relative humidity (RH) were measured every 15 minutes through a period of 24 hours inside and outside of facilities. Milking was realized at 1:00am; 9:00am and 5:00pm and date were collected. Animals were fed twice a day (10:00am and 3:00pm) and amounts of offered and rejected feed were daily registered. Physiological data such, as respiratory frequency (RF); rectal temperature (RT) and skin temperature (ST), were taken at 9:00am, 11:00am, 1:00pm, 3:00pm and 5:00pm. The RH was higher in V0 (61.8%) and VN (61.8%) treatments than in V (60.3%). The THI was higher in V (75.0) than in V0 (74.5) and VN (74.3) treatments. Related to physiological parameters, lactating cows of V0 treatment had lower rectal temperature at 11:00am (37.9ºC); 01:00pm (38.2ºC) and 05:00pm (38.2ºC). Respiratory frequencies (58; 55 e 58 mov/min, respectively, to V0; V e VN), white surface temperature (35.4ºC; 33.4ºC and 35.2ºC respectively, to V0; V and VN) and black surface tem

O trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de sistemas de climatização na área de descanso em instalação do tipo freestall e seus reflexos nas repostas produtivas e fisiológicas de vacas em lactação. O período experimental teve duração de 28 dias consecutivos do mês de novembro de 2003. Foram utilizadas 15 vacas em lactação, pluríparas, com produção média de 20kg de leite/dia. Os tratamentos adotados foram: ausência de ventilação (V0), ventilação (V) e ventilação + nebulização (VN) posicionados sobre a cama dos animais. A temperatura do bulbo seco (TBS) e a umidade relativa do ar (UR) foram mensuradas a cada 15 minutos ao longo das 24 horas no interior da instalação e no ambiente externo. A ordenha foi realizada à 1, às 9 e às 17 horas, e as produções diárias registradas. A alimentação era fornecida duas vezes ao dia (10 e 16 horas) e a quantidade de alimento oferecido e das sobras, foi registrada diariamente. As medidas fisiológicas, como freqüência respiratória (FR), temperatura retal (TR) e temperatura da pele (TP) de cinco animais em cada tratamento foram realizadas às 9, 11, 13, 15 e 17 horas. A UR mostrouse mais elevada nos tratamentos V0 (61,8%) e VN (61,8%) quando comparada ao tratamento V (60,3%). O ITU mostrou-se mais elevado em V (75,0), quando comparado ao tratamento V0 (74,5) e VN (74,3). Para as variáveis fisiológicas, verificou-se que as vacas em lactação