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Piastre refrigeranti per le scrofe in sala parto

Il raffreddamento a pavimento si basa sulla conduzione del calore, mentre l'animale è disteso, dalla scrofa a una piastra contenente tubi attraverso i quali circola l'acqua fredda...

Lo stress da caldo ha effetti negativi sulla produttività e sulle performance riproduttive della scrofa. Determina importanti alterazioni sul metabolismo e sulla fisiologia dell'animale, come l'aumento della temperatura corporale, aumento del flusso sanguigno fino alla pelle per dissipare il calore per irradiazione, per eliminare l'eccesso di caldo e la riduzione del consumo come strategia per ridurre la produzione di calore. Di conseguenza, le scrofe sottoposte a stress termico producono meno latte e pertanto le loro figliate crescono meno. Le scrofe con perdite eccessive di proteine corporali durante la lattazione hanno un maggior intervallo svezzamento-calore ed un tasso di fertilità ridotto.

Durante le ultime 3 decade, la selezione continuata per aumentare la prolificità e la produzione di latte hanno aumentato la produzione di calore intrinseco ed hanno ridotto la temperatura critica superiore. Questa selezione ha ridotto il peso alla nascita dei suinetti e le loro riserve corporali, richiedendo una maggior temperatura al nido con uso di lampade o piastre riscaldanti come fonte di calore per i suinetti.

Il dipartimento di Scienza Animale ed Ingegneria Biologica dell'Università di Purdue (USA) assieme all'USDA hanno lavorato congiuntamente negli ultimi 3 anni per lo sviluppo di una piastra di refrigerazione che fosse in grado di eliminare efficacemente il calore da parte delle scrofe lattanti.

La refrigerazione attraverso il pavimento si basa nella conduttività del calore, mentre la scrofa è coricata sulla piastra che contiene tubazioni all'interno delle quali passa acqua fredda. Realizzata in alluminio e rame, la capacità di trasferire efficacemente il calore è ottimale. La superficie della piastra refrigerante è fatta di alluminio ad alta resistenza, una base in polietilene ad alta densità e tubi in rame unite alla piastra in alluminio (figura 1). A partire dalle prime prove fatte, sono state aumentate le dimensioni della piastra e si determinò con più precisione il flusso d'acqua costante, il tempo di immissioni di acqua e la temperatura desiderata secondo differenti situazioni ambientali.

Figura 1 – Prototipo attuale della placca refrigerante Purdue.
Figura 1 – Prototipo attuale della placca refrigerante Purdue.

I modelli migliorati sono stati utilizzati per le scrofe lattanti come mostra la figura 2. Le scrofe senza refrigerazione passarono più tempo in posizione di "cane seduto" per aumentare la superficie di dissipazione del calore all'aria, meno tempo dedicato all'alimentazione e meno tempo di allattamento, rispetto alle scrofe con le piastre attive. Dopo 80 minuti di refrigerazione le scrofe ridussero la frequenza respiratoria (45 vs 122 respiri/minuto), la frequenza cardiaca (100 vs 119 battiti/minuto), la temperatura vaginale (39,2 vs 40,1ºC), temperatura rettale (39,0 vs 40,0ºC) e temperatura cutanea (38,6 vs 39,4 ºC) rispetto alle scrofe che non avevano la refrigerazione attiva. L'indice di eliminazione termico era tra le 3 a 4 volte più elevato rispetto ai primi prototipi, fatti in cemento e con tubi in acciaio, che coprivano intere sezioni del pavimento.

Figure 2 – Prototipo della piastra refrigerante Purdue durante il test nelle sale parto.
Figure 2 – Prototipo della piastra refrigerante Purdue durante il test nelle sale parto.

Si valutò l'efficienza delle piastre refrigeranti per le scrofe durante tutta la lattazione in condizioni di stress da caldo lieve o moderato. Nella situazione moderata, la temperatura della sala fu programmata appositamente per raggiungere la temperatura di 32 ºC dalle 08:00-16:00 h e di 27 ºC per il restante del giorno. Nella situazione lieve sono state invece programmate temperature di 27 ºC e 22 ºC per gli stessi periodi. Sono state impiegate scrofe Yorkshire-Landrace distribuite secondo il numero di parto e peso corporale, assegnandole alle due sale parto che differivano solamente per la temperatura ambientale. Ogni scrofa aveva a disposizione una piastra di 8 file. Attraverso la piastra passava un flusso costante di acqua a 0,00 L/min (CONTROLLO, n = 9), 0,25 L/min (BASSO, n = 12) o 0,50 (ALTO, n = 10) L/min. Sono state misurate le temperature dell'acqua in entrata ed uscita per stimare l'eliminazione di calore. Sono state registrate giornalmente la frequenza respiratoria, la temperatura rettale e quella della cute (07:00 e 15:00 h) dal secondo giorno fino allo svezzamento in media a 19 giorni. Le piastre hanno ridotto le misurazioni di stress da caldo. Il flusso BASSO fu il più idoneo alla situazione di stress lieve e quello ALTO per quello moderato. Le figure 3 e 4 mostrano l'effetto della piastra refrigerante Purdue sulla frequenza respiratoria, mentre le 5 e 6 mostrano l'effetto sulla temperatura rettale.

Variabile Trattamento piastra Lieve – 7:00 h Moderato – 7:00 h Lieve – 15:00 h Moderato – 15:00 h
Frequenza respiratoria CONTROLLO 23 56 41 89
BASSO 21 24 29 41
ALTO 18 20 24 27
Temp.cutanea CONTROLLO 35,4 37,3 37,2 37,3
BASSO 34,4 36,5 36,6 36,5
ALTO 33,7 36,2 36,5 36,2
Temp.rettale CONTROLLO 38,8 39,0 39,2 39,6
BASSO 38,8 38,8 39,1 39,0
ALTO 38,8 38,8 39,1 39,0

Figura 3 - Media dei minimi quadrati per la frequenza respiratoria nella sala di stress termico lieve. La temperatura in questa sala veniva mantenuta a 27 ºC dalle 08:00-16:00 h e a 22 ºC durante il resto del giorno. La frequenza respiratoria era influenzata (P < 0,001) dal Trattamento, Temperatura della sala, Ora del giorno, Giorno di lattazione e dalle interazioni Trattamento x Sala, Trattamento x Ora e Sala x Ora.
Figura 3 - Media dei minimi quadrati per la frequenza respiratoria nella sala di stress termico lieve. La temperatura in questa sala veniva mantenuta a 27 ºC dalle 08:00-16:00 h e a 22 ºC durante il resto del giorno. La frequenza respiratoria era influenzata (P < 0,001) dal Trattamento, Temperatura della sala, Ora del giorno, Giorno di lattazione e dalle interazioni Trattamento x Sala, Trattamento x Ora e Sala x Ora.

Figura 4 - Media dei minimi quadrati per la frequenza respiratoria in sala da stress termico moderato.&nbsp;La temperatura in questa sala si &egrave; mantenuta&nbsp;a 32 &ordm;C dalle&nbsp;08:00-16:00 h e a 27 &ordm;C durante il&nbsp;resto del giorno.&nbsp;La frequenza respiratoria fu influenzata(P &lt; 0,001) dal&nbsp;Trattamento, Temperatura della sala, Ora del giorno, Giorno della lattazione e dalle interazioni dei trattamenti: Trattamento x Sala, Trattamento x Ora, Trattamento Sala x Ora
Figura 4 - Media dei minimi quadrati per la frequenza respiratoria in sala da stress termico moderato. La temperatura in questa sala si è mantenuta a 32 ºC dalle 08:00-16:00 h e a 27 ºC durante il resto del giorno. La frequenza respiratoria fu influenzata(P < 0,001) dal Trattamento, Temperatura della sala, Ora del giorno, Giorno della lattazione e dalle interazioni dei trattamenti: Trattamento x Sala, Trattamento x Ora, Trattamento Sala x Ora

Figura 5 - Temperature rettali in sala di stress termico&nbsp;lieve. La temperatura in questa sala si manteneva a 27 &ordm;C dalle 08:00-16:00 h e&nbsp;a 22 &ordm;C durante il&nbsp;resto del giorno. La temperatura rettale della scrofa era influenzata&nbsp;(P &lt; 0,038) dall&#39;Ora del giorno, Giorno di lattazione, Trattamento &times; Temperatura della sala, Trattamento &times; Ora, Giorno di lattazione&nbsp;&times; Temperatura della sala e per l&#39;interazione a 3 bande&nbsp;del Trattamento &times; Temperatura della sala &times; Ora del giorno.
Figura 5 - Temperature rettali in sala di stress termico lieve. La temperatura in questa sala si manteneva a 27 ºC dalle 08:00-16:00 h e a 22 ºC durante il resto del giorno. La temperatura rettale della scrofa era influenzata (P < 0,038) dall'Ora del giorno, Giorno di lattazione, Trattamento × Temperatura della sala, Trattamento × Ora, Giorno di lattazione × Temperatura della sala e per l'interazione a 3 bande del Trattamento × Temperatura della sala × Ora del giorno.

Figura 6 - Temperature rettali nella sala con stress termico moderato. La temperatura in questa sala veniva mantenuta a 32 &ordm;C dalle&nbsp;08:00-16:00 h e&nbsp;a 27 &ordm;C durante il resto del giorno. La temperatura rettale della scrofa era influenzata&nbsp;(P &lt; 0,038) dall&#39;Ora del giorno, Giorno di lattazione , Trattamento&nbsp;&times; Temperatura della sala, Trattamento &times; Ora, Giorno di lattazione&nbsp;&times; Temperatura della sala e per l&#39;interazione a 3 bande del Trattamento&nbsp;&times; Temperatura della sala &times; Ora del giorno.
Figura 6 - Temperature rettali nella sala con stress termico moderato. La temperatura in questa sala veniva mantenuta a 32 ºC dalle 08:00-16:00 h e a 27 ºC durante il resto del giorno. La temperatura rettale della scrofa era influenzata (P < 0,038) dall'Ora del giorno, Giorno di lattazione , Trattamento × Temperatura della sala, Trattamento × Ora, Giorno di lattazione × Temperatura della sala e per l'interazione a 3 bande del Trattamento × Temperatura della sala × Ora del giorno.

Ringraziamenti

Questo studio è stato finanziato dall'Università di Purdue all'interno del programma AgSEED Crossroads fundi per aiuto all'agricoltura e sviluppo rurale dell'Indiana nel progetto 5020-32000-013-00-D – "Protecting the Welfare of Food Producing Animals" del USDA-ARS. Gli autori ringraziano Daniel Madson e Aaron Doke per l'aiuto alla costruzione e miglioramento delle piastre.

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