APOSTILA BIOCLIMATOLOGIA TROCA DE CALOR LATENTE

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS 
DEPARTAMENTO DE ZOOTECNIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MATERIAL DIDÁTICO - BIOCLIMATOLOGIA ZOOTÉCNICA (AF0683) 
 
MECANISMOS DE TROCA DE CALOR LATENTE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Dr. Pedro Henrique Watanabe 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MECANISMOS DE TROCA DE CALOR LATENTE 
 
 As formas latentes de troca de calor constituem o principal mecanismo de dissipação de 
calor (energia), sendo processo muito importante para os homeotermos na prevenção do 
superaquecimento (hipertermia) em ambientes quentes. Aves por exemplo, a partir de 24,4oC 
apresentam maior contribuição de termólise evaporativa (forma latente, vide Figura 1)1. 
 
 
 
 As formas conhecidas de troca de calor latente são a evaporação e a condensação, nas 
quais os fluxos são causados por gradientes de pressão de vapor, que indica a quantidade de 
vapor de água contido em dado volume de ar. 
 Ps{Ta} = 4,58123 * 10m, mmHg 
 Ps{Ta} = 6,1078 * 10m, mbar 
 Ps{Ta} = 0,61078 * 10m, kPa 
sendo Ps{Ta} a pressão de saturação dada a temperatura Ta, m = (7,5 * Ta) / (237,5 + Ta), Ta a 
temperatura ambiente em oC. 
 A pressão parcial de vapor representa a pressão exercida pelo conteúdo em vapor de água 
na atmosfera não-saturada. 
 Pp{Ta} = Ps{Tu} - ᵞ (Ta - Tu), kPa 
sendo Pp{Ta} a pressão parcial dada a temperatura Ta, Ps{Tu} a pressão de saturação dada a 
temperatura Tu (temperatura de bulbo úmido) e ᵞ a constante psicrométrica para a temperatura 
Ta. 
 Quando um animal está em um ambiente térmico estressante, as formas latentes de troca 
de calor são acionadas. Essas formas são de fundamental importância, uma vez que as formas 
sensíveis deixam de ser efetivas no balanço homeotérmico, à medida que a temperatura 
ambiente se aproxima da corporal. Assim, nos processos de troca de calor latente, inicialmente 
há movimentação da água no interior do corpo do animal até alcançar a epiderme, em taxa que 
depende também do gradiente de pressão de vapor, depois ocorre a difusão de vapor de água 
para o ambiente a partir da pele e dos pulmões. Isso significa que a perda de calor ocorre na 
conversão para vapor, tanto do suor secretado pelas glândulas da pele quanto da umidade 
proveniente do trato respiratório. 
 
1
 Leia mais sobre as trocas de calor pelas aves em http://www.avisite.com.br/cet/img/20100916_trocasdecalor.pdf 
1. 
 As glândulas sudoríparas da pele são responsáveis pela dissipação do suor, sendo 
classificadas em apócrinas e écrinas. As primeiras estão associadas ao folículo piloso e as 
segundas são glândulas livres. 
 Normalmente as glândulas se contraem de forma controlada, em função da temperatura 
hipotalâmica e dos estímulos periféricos e expelem a secreção sob a forma de solução salina, 
denominada suor. Dessa forma, sob estresse severo, ocorre alta taxa de fluxo de sangue do 
núcleo para a pele do animal e, consequentemente, alta taxa de fluxo de calor, resultando em 
altas temperaturas superficiais. À medida que as perdas evaporativas se tornam maiores, grande 
quantidade de calor é removida da pele por vaporização, de forma que o sangue que circula pelas 
superfícies do corpo se torna mais refrigerado. 
 Consequentemente, as perdas de calor na pele por evaporação dependem principalmente 
do número de glândulas sudoríparas ativas. Por exemplo, o homem tem 2000 glândulas 
sudoríparas por cm² na palma das mãos e na sola dos pés, 200 a 300 por cm² na face e 100 a 
200 por cm² no tronco, esta configuração anátomo-fisiológica é devido a maior área de superfície 
das regiões periféricas do corpo (mãos e pés). Bovinos apresentam em média 1800 glândulas por 
cm², enquanto búfalos apresentam 180 por cm² e suínos apenas 25 por cm². 
 A função termorregulatória do suor é completada quando ocorre sua evaporação para o ar 
circundante, pois esse processo requer calor, que é cedido principalmente pela superfície onde 
ocorre a evaporação, evitando assim o superaquecimento corporal. A perda da umidade através 
da pele está sujeita às leis da física, as quais evidenciam que a taxa de evaporação é direta e 
grandemente afetada pela umidade do ar, isto é, pelo gradiente de pressão de vapor de água 
entre a superfície do corpo do animal e do ar. 
 Assim, se o ar circundante está saturado de umidade e na mesma temperatura da 
superfície do animal, não há troca líquida de calor. A temperatura da superfície do animal exerce 
grande influência: se estiver mais baixa que a do ar e este próximo da saturação, haverá mais 
condensação e a formação de uma espécie de orvalho na superfície do animal e o animal 
ganhará calor do ambiente. Outros fatores como a resistência do ar à difusão do vapor, a taxa de 
movimentação do ar, a porcentagem de área superficial úmida e o local de evaporação na pele 
afetam a magnitude da dissipação evaporativa do calor pela pele. 
 Em muitos casos, principalmente no homem e em equinos, as glândulas sudoríparas 
produzem calor em quantidade que excede a capacidade de evaporação e, dessa forma, a pele 
fica úmida. Quando isto ocorre, o calor é perdido no processo de vaporização do suor, o que leva 
a crer que, quando o suor cai do corpo em forma de gotas, não há benefício térmico. 
 ROHWER (1980) desenvolveu a fórmula para fluxo evaporativo de calor do animal para o 
ambiente a partir do conhecimento da pressão de vapor e da velocidade do ar. CURTIS (1983) 
adaptou a equação a partir dos valores de pressão parcial, e não dos valores de saturação. 
 Qevapo = 2,539 + 0,0152 * v * (Pp{Ta} - Pp{Ts}), 
sendo Qevapo a densidade de fluxo (kcal/dm².dia), v a velocidade do ar (cm/s), Pp{Ta} a pressão 
parcial para a temperatura ambiente Ta (mmHg) e Pp{Ts} a pressão parcial para a temperatura 
de superfície do animal Ts (mmHg). 
 Considerando a área corporal de um homem como 1,80m², a dissipação de calor latente de 
evaporação através da pele pode ser de aproximatamente de 380W/m², de acordo com 
ROSENBERG et al. (1983). De acordo com esses mesmos autores, os animais controlam 
também, pelo comportamento, suas perdas evaporativas de calor através da pele, isto é, alguns 
se expõem às correntes de ar para incrementar o processo e outros se escondem do vento para 
conservar a água do corpo. Além disso, ocorre também a evaporação a partir do trato respiratório 
do animal, e isso constitui em poderoso meio de controle homeotérmico, muito significativo para 
várias espécies. 
 Nesse processo, os mecanismos geralmente aumentam a quantidade de ar puxado pelas 
vias respiratórias. Há condicionamento do ar inspirado, isto é, ele é aquecido até a temperatura 
corporal e torna-se saturado com vapor de água durante o trajeto para alcançar os alvéolos. Na 
expiração, o ar passa pela mucosa já resfriada pela inspiração, quando, então, ocorre 
condensação com liberação de calor latente. A diferença entre o calor carreado na inspiração e 
na expiração constitui a perda respiratória. No entanto, embora seja uma forma importante para 
termólise em espécies que apresentam pequena quantidade de glândulas sudoríparas ativas, o 
processo de perdas evaporativas pela respiração é menos eficiente, visto que o ar presente nas 
vias respiratórias encontra-se muitas vezes com elevada quantidade de vapor de água, próximo 
da saturação. Em ovinos, por exemplo, observa-se que 70% da evaporação total é devido a 
evaporação cutânea (Tabela 1), em função do aumento da frequência respiratória (STARLING et 
al., 20022). 
 
 
 
Exercício: Um ovino apresenta frequência respiratória de 160 movimentos por minuto e 
temperatura no interior da cavidade bucal de 40oC e o ar interno apresenta umidade relativa do ar 
próxima de 80%. Esse ovino está em um galpão cuja temperatura do ar é de 20oC e umidade 
relativa do ar é de 60%. Considerando que o ar inspirado passa pelas vias com velocidade 
próximade 0,2m/s, qual o calor perdido por evaporação (via respiratória, desconsiderando as 
perdas por sudorese) pelo animal? Considere que este ovino tem área de superfície próxima de 
0,70m² e peso de 20kg. 
Qevapo = 2,539 + 0,0152 * v * (Pp{Tb} - Pp{Ta}) 
Ps{Ta} = 4,58123 * 10m, mmHg 
m = (7,5 * Ta) / (237,5 + Ta) 
Umidade relativa do ar (%) = Pp{Ta} / Ps {Ta} * 100 
 
Na boca do animal: 
Tb = 40oC 
m = (7,5 * 40) / (237,5 + 40) = 1,0811 
Ps{Tb} = 4,58123 * 10m = 4,58123 * 101,0811 = 55,2158 mmHg 
 
Umidade relativa do ar (%) = (Pp{Tb} / Ps {Tb}) * 100 
80 = (Pp{Tb} / 55,2158) *100 
Pp{Tb} = 0,8 * 55,2158 = 44,1726 mmHg 
 
No ambiente: 
Ta = 20oC 
m = (7,5 * 20) / (237,5 + 20) = 0,5825 
Ps{Ta} = 4,58123 * 10m = 4,58123 * 100,5825 = 17,5189 mmHg 
 
Umidade relativa do ar (%) = (Pp{Ta} / Ps {Ta}) * 100 
60 = (Pp{Ta} / 17,1589) *100 
Pp{Ta} = 0,6 * 17,5189 = 10,5113 mmHg 
 
Qevapo = 2,539 + 0,0152 * v * (Pp{Tb} - Pp{Ta}) 
 
2
 Leia mais sobre em http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S1516-35982002000800022&script=sci_arttext 
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1 
 
Qevapo = 2,539 + 0,0152 * 20 * (44,1726 - 10,5113) 
Qevapo = 12,7720 kcal/dm².dia 
Qevapo = 0,6179 W/dm² 
 
Área de superfície = 0,7m² = 70dm² 
Qevapo = 0,6179 * 70= 43,25 W (calor perdido por animal) 
Qevapo = 43,25 / 20 = 2,16 W/kg (calor perdido por kg do animal para comparação com a Tabela 
1) 
 
CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
 Embora vistos de forma isolada, as diversas formas de troca de energia térmica 
apresentadas ocorrem de forma simultânea e dinâmica entre o animal e o ambiente. Na verdade, 
a existência de equilíbrio térmico não é condição necessária nem suficiente para que haja 
equilíbrio de temperatura. Não é suficiente porque a temperatura em qualquer lugar do organismo 
será estável apenas se existir um equilíbrio na transferência de calor de e para esse local. O 
equilíbrio térmico será uma condição necessária para o equilíbrio de temperatura só no caso de 
um sistema fechado de massa constante, porém os animais estão sempre ganhando e perdendo 
massa (água, tecido muscular ou transitório, no caso do conteúdo da digesta). 
 
 LITERATURA CONSULTADA3 
 
BACCARI JÚNIOR, F. Métodos e técnicas de avaliação da adaptabilidade dos animais às 
condições tropicais. In: SIMPÓSIO INTERNACIONAL DE BIOCLIMATOLOGIA ANIMAL NOS 
TRÓPICOS: PEQUENOS E GRANDES RUMINANTES, 1., 1990, Sobral-CE. Anais... Sobral: 
EMBRAPA-CNPC, 1990. p. 9-17. 
BAETA, F.C.; SOUZA, C.F. Ambiência em edificações rurais. Viçosa: UFC, 2010. 269p. 
CURTIS, S.E. Environmental management in animal agriculture. AMES: The Iowa State 
University, 1983. 409p. 
MEDEIROS, L.F.D.; VIEIRA, D.H. Bioclimatologia animal. 1997. Disponível em: 
http://levy.blog.br/arquivos/aula-fesurv/downs-86-0.pdf. Acesso em 05 de outubro de 2014. 
MULLER, P.B. Bioclimatologia aplicada aos animais domésticos. Porto Alegre: Sulina, 1982. 
158p. 
ROSENBERG, N.J.; BLAD, B.L.; VERMA, S.B. Microclimate: the biological environment. New 
York: Wiley-interscience Publication, 1983. 495p. 
SILVA, R.G. Introdução à bioclimatologia animal. São Paulo: Nobel, 2000. 286p. 
STARLING, J.M.C.; SILVA, R.G.; CERÓN-MUÑOZ, M.; BARBOSA, G.S.S.C.; COSTA, M.J.R.P. 
Análise de algumas variáveis fisiológicas para avaliação do grau de adaptação de ovinos 
submetidos ao estresse por calor. Revista Brasileira de Zootecnia, v.31, p.2070-2077, 2002. 
 
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ATENÇÃO: este material tem como uso único e exclusivo para fixação do conteúdo apresentado em aula da disciplina Bioclimatologia Zootécnica 
(AF0683) do curso de graduação em Zootecnia da Universidade Federal do Ceará. Os trabalhos não referenciados podem ser encontrados a partir 
da literatura consultada e dos links utilizados para confecção deste.