Visão e iluminação na avicultura moderna

A iluminação é um dos fatores que são freqüentemente utilizados para manipular o comportamento e a produção de aves de corte, incluindo perus (NIXEY, 1994; LEWIS et al., 2004). Nos aviários modernos, o planejamento dos sistemas de iluminação é largamente baseado na visão humana – o que é um equívoco – e deve satisfazer os critérios de produção e de legislação. Considerando que agora se tem um melhor entendimento de como a iluminação, especialmente o fotoperíodo, pode afetar as aves em reprodução e produção, o conhecimento das habilidades visuais das aves e sua influência nos principais comportamentos, como o reconhecimento social e a alimentação, ainda é limitado (PRESCOTT & WATHES, 2001).

A intensidade luminosa, a distribuição, a cor e a duração da luz afetam o desempenho e o bem-estar do lote. O posicionamento adequado das fontes de luz e sua distribuição estimulam as aves a procurar alimento, água e calor durante a fase de recria. Durante a fase de crescimento, a iluminação pode ser útil para moderar o ganho de peso e otimizar a eficiência da produção e a saúde do lote.

Durante muitos anos, programas com fotoperíodos de 23 a 24 horas de luz diária foram utilizados pela indústria avícola a fim de proporcionar o máximo consumo alimentar. A utilização deste sistema possibilitava um melhor resultado econômico. Entretanto, o melhoramento genético proporcionou ao mercado uma ave diferente e estudos surgiram relacionando programas de luz com mortalidades e problemas de pernas (MARTRENCHAR et al., 1999).

Após vários trabalhos, pesquisadores concluíram que um melhor desempenho e bem-estar das aves poderia ser alcançado com fotoperíodos moderados: aumento das horas de sono, menor estresse e melhora na resposta imunológica (LEWIS et al., 2004; GOUS et al., 2004; WANG et al., 2005).

A luz natural na qual as matrizes e as aves de corte são criadas evoluiu no formato de fornecimento de iluminação artificial. Primeiramente, a iluminância (intensidade luminosa) da luz natural em um dia ensolarado pode ser tão alta quanto 100.000 lux (THE´RY, 2001). Considerando que a intensidade luminosa encontrada em aviários ao nível das aves deve ser inferior a 5 lux (PRESCOTT & WATHES, 1999a), apesar da UK Farm Animal Welfare Council (FAWC, 1992) recomendar valor inferior a 20 lux. ENDLER (1993) caracterizou a luz ambiente do interior das florestas e mostrou como esta pode afetar a aparência de um animal ou planta, logo a co-evolução da visão e dos sinais visuais foi determinada, em parte, pela luz natural disponível aos animais.

De igual importância é o efeito da luz ambiente, especialmente a iluminância e o fotoperíodo, sobre o desenvolvimento funcional do olho e, conseqüentemente, da visão. A sensibilidade relativa espectral é conhecida pelas aves e humanos. Para as aves, pode-se determinar a percepção dos níveis de iluminação para as diferentes fontes de luz na unidade "clux", unidade oposta ao lux (uma unidade fotométrica calculada pelo espectro de uma fonte de luz e pela sensibilidade do olho humano), percebida pelos humanos. Pode-se confirmar também a gama de comprimentos de ondas que as aves podem "ver", que inclui os raios UVA (ultravioleta).

Percebe-se que o manejo de luz é uma técnica muito útil e de baixo custo de produção e os princípios que envolvem a importância da iluminação são: fonte de luz e comprimento de onda, intensidade de luz, duração e distribuição do fotoperíodo (programas de iluminação), os quais serão descritos a seguir.

 

As aves possuem relativamente olhos maiores em comparação com os humanos e cabe a nós compreender que essa não é a única diferença entre essas duas espécies no tocante a visão. Há dois tipos de células fotoreceptoras na retina do olho: bastonetes, que são mais numerosos, altamente sensíveis e possibilitam enxergar em ambientes com pouca luz, e cones, que são responsáveis pelas condições de visão normais durante o dia. A imagem produzida pelos bastonetes é pouco definida, pois há muitas imagens ligadas a uma única fibra nervosa. Entretanto, um somatório de estímulos fornece aos bastonetes uma alta sensibilidade, no máximo de 507nm (luz azul-verde). Estas células, que operam somente abaixo de 4 cd/m², são inaptas a distinguir as cores. Entretanto, o menor número de cones, cada um ligado a uma única fibra nervosa, é responsável por fornecer níveis muito mais significativos de intensidade luminosa (iniciando de 4 até 44 cd/m²), produzindo imagens em alta definição e permitindo a percepção das cores. Em olhos humanos, os cones são responsáveis pela radiação eletromagnética entre aproximadamente 400 e 730nm, com uma sensibilidade máxima de 555nm. Há três tipos de cones e cada um é nivelado por doses de óleo que permitem que específicos comprimentos de ondas penetrem através das fibras nervosas.

Os picos de sensibilidade destes três tipos de cones permitem aos humanos perceber as cores primárias, violeta/azul (450nm), verde (550nm) e vermelho (700nm). Quando todas são estimuladas simultaneamente o cérebro registra a luz como branca. Os olhos das aves têm um tipo adicional de cone na retina com um pico de sensibilidade por volta de 415nm (GOVARDOVSKII & ZUEVA, 1977; HART et al., 1999) e este cone permite a percepção de radiações abaixo de 400nm (PRESCOTT & WATHES, 1999).

As curvas da sensibilidade espectral das aves domésticas foram traçadas por PRESCOTT & WHATES (1999b), utilizando um teste comportamental e por Wortel et al. (1987), utilizando um teste eletrofisiológico. Os pesquisadores relataram que estas curvas das aves diferem das humanas: nas aves a resposta é relativamente mais ampla e os raios ultravioleta A (UVA 320 <8 <400nm) podem ser percebidos (Figura 1).

Figura 1 - Espectro de sensibilidade relativo das aves e humanos. Fonte: Prescott & Wathes, 2001

O efeito global destas diferenças anatômicas é um sistema visual que está bem adaptado para a coleta de informações espectrais. No entanto, a penalidade é, provavelmente, o elevado nível de iluminância que é exigido para o sistema trabalhar em seu pleno potencial. Logo, as implicações da sensibilidade espectral das aves são triplas. Primeiro, a unidade com a qual estamos tradicionalmente mensurando a iluminância em aviários, o lux, está incorreta, pois o fluxo luminoso percebido pelos animais é a soma das respostas das células cone (PRESCOTT & WATHES, 2001).

A Equação 1, descreve o cálculo para determinar o fluxo luminoso, onde observa-se que a constante específica conhecida e utilizada é de 683 lumens/W, ou seja, para determinação de estudos com humanos. Essa equação tem sido comumente utilizada na programação dos luxímetros (equipamentos que mensuram a iluminância), denotando que esses equipamentos não fornecem uma resposta correta quando utilizado em aviários.

Onde:

£ = fluxo luminoso (lumens); k = constante específica (683 lumens/W para humanos); R = fluxo radiante incidente espectral (W); V = eficiência luminosa relativa.

Calcula-se que para lâmpadas incandescentes e fluorescentes típicas iluminando com a mesma intensidade, as aves perceberiam a lâmpada incandescente 20% mais brilhante do que a lâmpada fluorescente. Unidades alternativas para mensurar a iluminância percebida pelas aves, o clux ou galluminance (galillux, em português), foram obtidos por Prescott & Wathes (1999b) e Nuboer et al. (1992a). Atualmente o valor de k é desconhecido para as aves, o que significa que somos incapazes de equacionar a iluminância percebida pelas aves.

Em segundo lugar, a gama disponível de comprimentos de onda emitidas a partir das lâmpadas talvez tenha restringido o fluxo de cores como informações. Isto significa que se alguma informação social é resultante da vermelhidão da crista de uma outra ave, sabe-se que uma luz fluorescente, que emite pouca luz vermelha, dificultaria a transmissão deste visual. Uma lâmpada incandescente, no entanto, permitiria que essa informação fosse transmitida eficientemente.

Em terceiro lugar, lâmpadas produzem pouca, ou nenhuma, radiação UVA, que é biologicamente relevante para as aves; a sua inclusão na iluminação artificial pode ajudar a controlar canibalismo em perus (LEWIS et al., 2004) e mediar o comportamento de acasalar em frangos e matrizes (JONES et al., 1999).

Através da manipulação de um ambiente utilizando fontes de iluminação fluorescente pode-se avaliar o efeito de uma variável sobre o desempenho da produção de perus. Quando comparadas com lâmpadas incandescentes, demonstrou-se que a iluminação fluorescente produz um considerável efeito de redução de peruzinhos considerados refugos (WILLGEROTH & FRITZ, 1944), mas sem efeitos negativos sobre a produção e desempenho de perus do sexo masculino (LEIGHTON et al., 1989) ou do sexo feminino (SIOPES, 1984; DENBOW et al., 1990).

Tanto a iluminância como as temperaturas das cores das fontes de luz produzem alterações comportamentais nas aves, mas só recentemente os humanos têm sido capazes de separar estas em experiências.

Conforme já mencionado e de acordo com Nuboer et al. (1992), a unidade "lux" mensura apenas a percepção da intensidade de luz pelos olhos humanos. Isso é de extrema importância, pois talvez o lux não seja um método confiável para avaliar os níveis de intensidade luminosa em um aviário. Percepções teóricas de humanos e aves da intensidade luminosa de alguns tipos de lâmpadas podem ser observadas na Tabela 1. O termo gallilux descreve a percepção da luminosidade pelas aves, diferindo do termo lux que utiliza a sensibilidade do olho humano em seus cálculos.

Tabela 1 - Percepção da intensidade luminosa de aves e de humanos a uma distância de 1,5m das fontes de iluminação (LEWIS & MORRIS, 2006)

Existe pouca informação disponível sobre respostas das aves à oscilação das lâmpadas fluorescentes convencionais, em que a oscilação é o dobro do ciclo da energia elétrica (50 Hz na Europa e 60 Hz nos EUA), embora seja provável que as aves percebem esta oscilação, pelo menos em algumas circunstâncias. Embora úteis para algumas aplicações, a maioria dos trabalhos publicados confunde uma série de fatores quando se compara a oscilação e a não-oscilação das fontes luminosas (PRESCOTT & WATHES, 2001).

Considerando que lâmpadas incandescentes produzem uma constante taxa de iluminância quando comparadas com uma fonte fluorescente, embora imperceptíveis para os seres humanos, poderá ser percebida por aves de corte (NUBOER et al., 1992) podendo causar desconforto, (BOSHOUWERS & NICAISE, 1993), ou agitação (NUBOER, 1993; WIDOWSKI & DUNCAN, 1996). No entanto, relata-se que, mesmo que as oscilações da iluminação fluorescente sejam percebidas, esta não é aversiva, pelo menos para galinhas poedeiras (WIDOWSKI et al., 1992).

 

O fotoperíodo é essencialmente uma alteração na intensidade luminosa. Assim, é esperado que a cor, que é essencialmente uma alteração na intensidade em certos comprimentos de onda, afete o crescimento e o comportamento das aves. A luz visível é uma pequena coleção de comprimentos de onda, oriundos de uma série muito maior, e é chamada de espectro electromagnético. As luzes incandescentes apresentam um aspecto de luz vermelha, enquanto que as luzes fluorescentes brancas apresentam um aspecto azulado. Isto acontece porque as luzes incandescentes produzem comprimentos de onda mais longos (vermelho) enquanto que luzes fluorescentes, mais curtos (verde e azul).

Pesquisadores (LEWIS & MORRIS, 2006) indicam que a habilidade das aves em visualizar cores é similar à dos humanos, exceto pelas aves não conseguirem ver com precisão a luz de onda curta. Este artifício tem sido utilizado para facilitar o manuseio dos frangos no momento da apanha. O espectro da luz natural contém uma significativa contribuição de comprimentos de onda entre 350 e 700nm, considerando que fontes de iluminação artificiais mostraram variação na emissão do espectro a alguns comprimentos de onda e, conseqüentemente, diferentes cores (PRESCOTT & WATHES, 1999a).

Como a sensibilidade para comprimentos de onda difere entre frangos e humanos (PRESCOTT & WATHES, 1999b), as fontes de iluminação podem ser percebidas com cores diferentes pelos mesmos.

Alguns comprimentos de onda específicos têm um forte impacto sobre certas características de produção com efeitos similares em perus e frangos. Aves expostas a comprimentos de onda curtos apresentam melhor ganho de peso e eficiência alimentar (KRISTENSEN et al. 2007). Existe a hipótese de que o efeito sobre o crescimento possa ser explicado pelo estímulo da atividade da ave pela luz de longo comprimento de onda, a qual penetra na cavidade craniana, e não pelo efeito da luz sobre a produção de gonadotrofinas. Se a atividade é aumentada em aves expostas a longos comprimentos de onda e a eficiência alimentar é piorada, o ganho de peso pode ficar comprometido. Durante os primeiros dias da criação de frangos, a luz tipo onda curta estimula o crescimento, enquanto que, a maturidade sexual é acelerada pela luz de onda longa. Existem estudos investigando a possibilidade de utilizar luz azul durante todo o crescimento dos frangos. Isto decorre do fato de que as aves expostas à luz azul e verde mantêm-se mais calmas do que aquelas expostas à luz branca ou vermelha (Figura 2).

Figura 2 - Aves expostas à luz azul. Fonte: http://www.eltam-eh.com

Conforme KRISTENSEN et al. (2007) em estudo com frangos de corte, constataram que as aves de 6 semanas de idade passaram 61% do tempo descansando sobre a cama, mas este comportamento não foi afetado significativamente pela fonte luminosa ou pela iluminância. Porém, os frangos demonstraram maior incidência do comportamento de investigar o ambiente em locais mais escuros em comparação a ambientes mais claros.

Frangos criados sob luz branca, vermelha ou azul (30 lux) durante 7 a 28 dias de vida preferiram luz azul, após a primeira semana de exposição, enquanto as aves criadas em luz azul preferiram luz verde após a primeira semana de exposição (DAVIS et al. 1999). Outros estudos relatam que as aves foram mais ativas sob luz vermelha (demonstraram mais os comportamentos de ciscar, espreguiçar e bicar outras aves) e branca (maior movimentação) em comparação à luz verde ou luz azul, na intensidade de 30 lux e durante 7 e 28 dias de idade (PRAYITNO et al., 1997a).

Já a luz vermelha aumentou a movimentação, alimentação e o comportamento de alongar (PRAYITNO et al., 1997b), onde a maior parte destes comportamentos foi afetada pelas interações entre o comprimento de onda (azul contra vermelho) e a intensidade (baixa, média e alta).

 

Os tipos mais comuns de iluminação em aviários brasileiros são as lâmpadas incandescentes e as fluorescentes, porém há uma nova lâmpada já testada e de grande utilidade e economia no setor avícola: as lâmpadas de vapor de sódio.

Lâmpadas incandescentes são muito utilizadas na produção de aves de corte, entretanto as lâmpadas fluorescentes possuem várias vantagens, como: vida útil 20 vezes mais longa e quatro vezes mais eficiência energética que as lâmpadas incandescentes (LEIGHTON et al., 1989; DENBOW et al., 1990), aparente percepção mais "brilhante e clara", o que torna mais fácil a inspeção e manejo do lote em comparação com lâmpadas incandescentes de mesma intensidade (SHERWIN, 1998).

A instalação das lâmpadas incandescentes é barata e estas fornecem uma faixa de iluminação uniforme; porém, os custos operacionais são altos e esta lâmpada gera muito calor, indesejável nos dias quentes. As lâmpadas fluorescentes apresentam maior custo inicial, realmente produzem mais luz por watt, porém a intensidade diminui com o tempo e as lâmpadas necessitam ser substituídas. Já as lâmpadas de vapor de sódio apresentam maior custo inicial, porém menor manutenção e maior vida útil. A Tabela 2 apresenta o comparativo entre as lâmpadas vapor de sódio e fluorescentes, considerando para seus cálculos o tempo de uso dos equipamentos de 6,5 horas por dia e a quantidade de lâmpadas para atender a premissa de 20 lux na área de alojamento e de 5 a 7 lux no restante do aviário (MENDES et al., 2008).

Tabela 2 - Comparativo entre as lâmpadas fluorescentes (40 W) e vapor de sódio (70 W)

A Figura 3 apresenta um comparativo dos espectros emitidos pela luz natural, pelas lâmpadas incandescentes e fluorescentes e a percepção relativa de poedeiras.

Figura 3 - Espectros emitidos pela luz natural, pelas lâmpadas fluorescentes e incandescentes e pela percepção de poedeiras (curva da luz natural e das lâmpadas incandescentes são de BOSHOUWERS & NICAISE, 1993; curva da percepção das poedeiras de NUBOER et al., 1992a; e curva das lâmpadas fluorescentes da Philips).

Embora grupos de aves criados em luz incandescente e natural demonstraram uma preferência pela luz incandescente, não foi possível determinar quais características das lâmpadas (intensidade, comprimento de onda ou oscilação) foi a mais importante para a preferência das aves (GUNNARSSON et al., 2007). Prayitno et al. (1997a) relataram que frangos demonstraram uma preferência imediata para a qualidade da iluminação, ou seja, pela cor da luz em que estavam acostumados.

Um estudo realizado na região Sudoeste do Paraná, monitorando a intensidade luminosa (lux) em 30 aviários de frango de corte e em 15 pontos para cada aviário, visando um comparativo entre lâmpadas fluorescentes e incandescentes (MENDES et al., 2008), demonstrou que em média os aviários equipados com lâmpadas fluorescentes apresentaram significativamente (p = 0,000; CV = 18,396%) maior intensidade luminosa ao nível das aves (27,8 lux) enquanto que as lâmpadas incandescentes apresentaram apenas 13,6 lux (Figura 4).

Figura 4 - Intensidade luminosa média (lux) de dez regiões do Sudoeste do Paraná em função do tipo de lâmpada utilizada (F = fluorescente; I = incandescente). Fonte: Mendes et al., 2008

Alguns estudos constataram que poedeiras preferem lâmpadas compactas fluorescentes em comparação as lâmpadas incandescentes (WIDOWSKI et al., 1992) e não mostraram preferência entre lâmpadas compactas fluorescentes com diferentes freqüências (WIDOWSKI & DUNCAN, 1996) ou entre lâmpadas de vapor de sódio de alta intensidade em comparação com lâmpadas incandescentes de baixa intensidade (VANDENBERG & WIDOWSKI, 2000).

Outro estudo constata que quando oferecida uma livre escolha entre lâmpadas incandescentes de intensidades diferentes (6, 20, 60 e 200 lux), frangos com duas semanas de idade preferiram a iluminação de intensidade mais alta, enquanto frangos com 6 semanas de idade preferiram iluminação com menor intensidade (DAVIS et al., 1999).

Mendes et al. (2008) utilizaram o software Calculux para prever o comportamento da variável intensidade luminosa (lux) para o caso do dimensionamento de lâmpadas de vapor de sódio de 70W (1 reator/lâmpada) em um aviário de 100 x 12m, modelo Túnel negativo ou positivo (Figura 5). As letras A, B e C, indicam respectivamente cada cenário (quantidade de lâmpadas e distribuição espacial da iluminação).

Figura 5 - Dimensionamento de um aviário com lâmpadas vapor de sódio e seus respectivos mapas de intensidade luminosa (lux). Fonte: Mendes et al., 2008

Seguindo o mesmo método, a Figura 6 demonstra a previsão do comportamento da variável intensidade luminosa (lux) para lâmpadas incandescentes de 100W (total de 40 lâmpadas) em um aviário de 100 x 12m, modelo Tunel negativo ou positivo, realizada pelos mesmos autores.

Percebe-se com o mapeamento da variável intensidade luminosa frente distintas fontes luminosas apresentado nas Figuras 5 e 6, que a lâmpada de vapor de sódio forneceu maior média de lux (26 na área de pinteira e 16 e 17 nas demais áreas) em comparação com a lâmpada incandescentes (21 lux na área de pinteira e 12 lux nas demais), mesmo tendo o padrão de iluminação das lâmpadas incandescentes, utilizando três vezes mais pontos de iluminação.

Figura 6 - Dimensionamento de um aviário com lâmpadas incandescentes de 100 W e seus respectivos mapas de intensidade luminosa (lux). Fonte: Mendes et al. (2008)

 

A intensidade da luz fornecida às aves é um dos fatores físicos que afeta diretamente o desempenho produtivo das mesmas. Logo, deve-se direcionar estudos e pesquisas que reforcem o impacto de atributos da iluminação como tipo de lâmpada, oscilação, temperatura cromática, distribuição da iluminação e a quantidade de lux a fornecer às aves. Com o uso do gallilux como indicador e compreendendo mais profundamente a forma de visão das aves, conseguiremos utilizar a iluminação como mais um ponto forte de maximização de resultados na avicultura moderna.

 

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