Un microclima a misura di lattifera

Lo stato di benessere e la produzione di latte delle bovine sono fortemente condizionati dal microclima della stalla, ovvero dall'azione della temperatura, dell'umidità e della velocità dell'aria; grande importanza, inoltre, hanno altri parametri ambientali, quali la concentrazione di gas nocivi e polveri e la luce.
La zona di neutralità termica è quell'intervallo di temperature all'interno del quale è minima la produzione di calore da parte dell'animale ed è massima la quota di energia destinata alle produzioni zootecniche; per le bovine in asciutta tali valori sono di 0^°C e 24^°C, mentre per gli animali in lattazione si riscontrano valori più bassi, rispettivamente di -5^°C e 21^°C. In realtà, il valore di temperatura dell'aria può discostarsi dal valore della temperatura effettivamente percepita dagli animali, essendo questa influenzata anche dall'umidità relativa e dalla velocità dell'aria e dagli scambi di calore per irraggiamento e per conduzione.

Stress termico

Il caldo estivo causa danni produttivi ed economici ingenti; il protrarsi ininterrotto dei periodi più caldi per settimane o mesi comporta il peggioramento delle prestazioni produttive e riproduttive delle bovine, specie di quelle ad alta produzione e soprattutto quando il clima è caratterizzato da umidità elevata.

Per valutare il livello di stress termico nei bovini, con riferimento alla temperatura e all'umidità relativa dell'aria, è utilizzato comunemente l'indice Thi (Temperature humidity index), per il cui calcolo sono state messe a punto diverse formule. Nelle bovine da latte le condizioni di elevato stress termico, tali da richiedere interventi immediati da parte dell'allevatore, sono evidenziate dalla loro temperatura rettale, quando supera i 39,3^°C, e dalla frequenza respiratoria quando è maggiore di 80 atti respiratori al minuto.

Gli effetti della velocità dell'aria sui bovini sono strettamente legati alla temperatura ambiente. In situazione invernale sono preferibili velocità molto basse (0,25 m/s per giovani bovini e 0,5 m/s per bovini adulti), per non provocare nell'animale un aumento della dispersione di calore, mentre in condizioni estive una maggiore velocità dell'aria, fino a 4÷5 m/s, è senz'altro positiva, in quanto accelera l'evaporazione e la dispersione di calore da parte degli animali, favorendo l'allontanamento dell'aria calda e umida presente nei ricoveri. Le vacche da latte sono particolarmente infastidite da correnti d'aria fredda in inverno; per questa ragione è bene prevedere tamponamenti con finestrature o strutture frangivento lungo i fronti della stalla esposti ai venti dominanti invernali.

La ventilazione naturale

Nei ricoveri per vacche da latte la ventilazione è quasi sempre di tipo naturale o statico, se si eccettua la ventilazione artificiale di soccorso attuabile in periodo estivo.
I vantaggi di questo sistema per il ricambio d'aria, rispetto alla ventilazione forzata, sono la semplicità di funzionamento, la non-dipendenza dalla fornitura di energia elettrica, l'assenza di rumore e i ridotti costi di installazione e di gestione. Per contro, il sistema non garantisce un efficace controllo delle alte temperature estive e non sempre consente una regolare distribuzione dell'aria di rinnovo all'interno della stalla.

La ventilazione naturale si basa sulla forza ascensionale termica dell'aria e sui movimenti dell'aria causati dal vento o dalla brezza; nel primo caso si parla di effetto camino, nel secondo di effetto vento.

• L'effetto camino è particolarmente evidente in situazione invernale, quando la differenza di temperatura fra interno ed esterno è maggiore. Inoltre, tale effetto cresce all'aumentare della differenza di quota fra uscite e ingressi dell'aria; per questo la ventilazione naturale che sfrutta l'effetto camino dà risultati migliori in edifici con tetto a notevole pendenza (25÷35%).
• L'effetto vento è assai poco controllabile, in quanto i moti convettivi orizzontali sono influenzati dalla temperatura delle pareti, dalla velocità e direzione del vento e dalla disposizione e dimensione delle aperture. In ogni caso, per sfruttare al meglio l'effetto vento è conveniente disporre l'edificio con l'asse longitudinale perpendicolare alla direzione del vento dominante estivo. Allorquando la velocità del vento supera 1,5 m/s, la ventilazione per effetto vento domina quella per effetto camino. Già una leggera brezza di 0,5 m/s, se abbinata ad ampie superfici ventilanti, può muovere consistenti masse d'aria all'interno della stalla. Un effetto simile a quello del vento si verifica quando una delle pareti longitudinali dell'edificio è rivolta a Sud ed è riscaldata dall'irraggiamento solare, mentre l'altra rimane costantemente in ombra; la massa d'aria più calda prospiciente la parete Sud tende a salire richiamando aria più fresca e pesante dalla zona attigua alla parete Nord. Il risultato è un movimento orizzontale dell'aria da Nord a Sud che simula l'effetto vento.

Accorgimenti costruttivi

• Aperture di ventilazione. Esse devono garantire un sufficiente ricambio d'aria nelle diverse stagioni dell'anno; per questo motivo, in genere, vengono calcolate le superfici massime e minime per le condizioni estreme (estate e inverno), prevedendo poi sistemi in grado di variare la dimensione delle stesse aperture in rapporto al cambiamento delle condizioni climatiche. Per un adeguato dimensionamento delle aperture a parete delle stalle ventilate naturalmente, è consigliata un'altezza in gronda di 3-4,5 m con aperture di ventilazione di almeno 1,5 m² su ogni lato lungo per ogni vacca ospitata all'interno della stalla.
• Fessura di colmo nel tetto. Nelle stalle con tetto a due falde la soluzione migliore per l'uscita dell'aria è quella che prevede una fessura di colmo continua per tutta la lunghezza dell'edificio, protetta o meno dalla pioggia. Affinché il vento non influisca negativamente sulla ventilazione è consigliabile la protezione laterale delle uscite d'aria mediante appositi deflettori paravento; indicativamente viene consigliata una larghezza di 18-20 mm per ogni metro di larghezza dell'edificio.
• Prese d'aria sottogronda. Per la ventilazione minima invernale è possibile prevedere, in edifici a pilastri e travi, un'apertura continua alta 9 mm per ogni metro di larghezza dell'edificio; tale fessura, posta su entrambi i lati lunghi, non dovrà mai essere chiusa.
• Fessurazione con tavole di legno. Una soluzione alternativa molto interessante, oltreché gradevole esteticamente, è quella che prevede l'installazione, nella parte alta delle due pareti longitudinali, di un tamponamento fessurato in tavole di legno poste verticalmente e distanziate fra loro di 15-25 mm; la superficie totale delle fessure dovrà essere calcolata per permettere la ventilazione minima invernale.

Ventilatori tradizionali

La ventilazione artificiale (o dinamica, o forzata) di una stalla per bovine da latte è attuata, di norma, mediante ventilatori elicoidali di diametro variabile, mossi da motori elettrici; il numero, la dimensione, le caratteristiche costruttive, i sistemi di regolazione e la potenza dei motori dei ventilatori sono commisurati alle portate di ventilazione minime e massime calcolate in sede di progetto; per il dimensionamento di massima dell'impianto di ventilazione è consigliata una portata indicativa di 800 m³/h per vacca del peso vivo di 635 chilogrammi. Inoltre, per garantire l'efficacia e la funzionalità di un impianto è necessario mantenere puliti i ventilatori, la cui portata può ridursi fino a dimezzarsi in mancanza di interventi periodici di manutenzione delle pale, delle cinghie di trasmissione e delle griglie o serrande di protezione.

Esistono essenzialmente due modi per ricambiare forzatamente l'aria in una stalla: spingendo aria nuova all'interno dell'ambiente con i ventilatori e prevedendo opportune aperture attraverso le quali l'aria viziata possa uscire (ventilazione in pressione), oppure utilizzando i ventilatori per estrarre l'aria viziata e prevedendo opportune aperture per l'ingresso dell'aria di rinnovo (ventilazione in estrazione o in depressione).

Nelle stalle a stabulazione fissa si utilizzano più frequentemente impianti di ventilazione in estrazione, per i quali si adotta, di norma, il sistema denominato Wind tunnel, che contempla l'installazione dei ventilatori lungo la parete di una delle due testate, prevedendo l'entrata dell'aria lungo la parete della testata opposta. Ciò permette la creazione di un flusso d'aria longitudinale uniforme, con velocità di 1÷1,8 m/s, lungo tutto il ricovero. Diversamente, l'installazione dei ventilatori lungo le pareti laterali determina un ricambio d'aria assai poco uniforme.

Nelle stalle a stabulazione libera i ventilatori vengono installati soprattutto nella zona di alimentazione e nell'area di attesa della mungitura, per favorire al massimo l'assunzione degli alimenti e limitare lo stress termico durante le operazioni di mungitura. Nella zona di alimentazione sono consigliati i ventilatori assiali caratterizzati da portata d'aria elevata, del diametro di 0,9 o 1,2 m, disposti in linea a una distanza reciproca rispettivamente di 9 o 12 m e installati a un altezza di 2,4 m dal piano di calpestio, con inclinazione di 15÷30^° verso l'area pavimentata sottostante il ventilatore successivo; ciò produce un flusso d'aria continuo (tunnel di vento) che dalla testata più fresca della stalla (Nord o Est) si dirige verso la testata più calda, investendo gli animali ad una velocità di circa 3 m/s.

Per incrementare l'asportazione di calore dalla stalla, si può procedere anche alla ventilazione delle zone di riposo a cuccette installando sopra di esse una o più linee di ventilatori, dimensionati come i precedenti. Nelle aree di attesa con larghezza non superiore a 9 m è possibile installare all'ingresso due o tre ventilatori, al fine di garantire una portata di ventilazione di 500÷850 m³/h per capo.

Raffrescamento evaporativo

La ventilazione forzata può essere convenientemente abbinata ad un sistema di raffrescamento di tipo evaporativo; in particolare, può essere adottata una delle seguenti tecniche:

• la nebulizzazione d'acqua in corrente d'aria;
• l'aspersione diretta delle bovine.

In entrambi i casi è prevista una linea di distribuzione dell'acqua su cui sono montati appositi ugelli; nel primo caso l'impianto prevede, in corrispondenza di ogni ventilatore, uno o più ugelli per la nebulizzazione di acqua la cui evaporazione provoca un abbassamento della temperatura dell'aria.

Gli impianti funzionanti ad alta pressione (7÷15 bar) producono gocce d'acqua sufficientemente fini per evaporare rapidamente prima di cadere sugli animali e sulle superfici di stabulazione; se le gocce si depositano sul pelo delle bovine senza essere abbastanza pesanti per bagnarne la cute formano un'intercapedine d'aria che limita la dispersione di calore, invece che incrementarla. Nel secondo caso gli ugelli funzionano a bassa pressione (1,5÷4 bar) e sono disposti a una distanza reciproca di circa 2÷2,4 m per irrigare uniformemente l'intera superficie della zona di alimentazione; l'evaporazione dell'acqua provoca un abbassamento di temperatura sia della cute delle bovine, sia della pavimentazione. L'aspersione di acqua, alternata al funzionamento dei ventilatori, viene attivata a intervalli variabili di 5÷15 minuti per una durata di 0,5÷1,5 minuti.

In stalle a tre o più file di cuccette è necessario installare una linea di ventilatori in zona di alimentazione, mentre altri ventilatori possono essere installati sulle cuccette per migliorare il comfort termico delle vacche anche in zona di riposo. Prove condotte in clima temperato hanno evidenziato che in stalle a due sole file di cuccette è sufficiente installare un'unica linea di ventilatori tradizionali sulle cuccette adiacenti alla zona di alimentazione.

In ogni caso, per ottenere un efficiente ritmo di trasferimento e di dispersione del calore la velocità dell'aria sugli animali deve essere superiore a 2 m/s e in climi caldo-umidi deve essere compresa tra 2,9 e 4 m/s. Proprio a causa della bassa velocità dell'aria da loro movimentata, i ventilatori a pale ad asse verticale per alcuni ricercatori non sarebbero idonei per essere utilizzati da soli nei sistemi di aspersione.

Sia i sistemi di nebulizzazione, sia quelli di aspersione sono azionanti da un termostato quando la temperatura interna supera una soglia prestabilita. Un sistema di controllo per ventilatori e sistemi di raffrescamento aziona l'impianto in base alla temperatura media delle ultime dodici ore per tenere conto dello stress termico accumulato dalle vacche e permettere il prolungamento automatico dei tempi di funzionamento dell'impianto, così da consentire alle vacche di disperdere il calore più efficacemente.

Prove sperimentali condotte in climi caldo umidi hanno evidenziato una maggiore efficacia degli impianti di aspersione rispetto a quelli di nebulizzazione. Per contro, i sistemi di aspersione risultano consumare una quantità d'acqua di 50÷300 l/d per capo, contro 10÷20 l/d per capo dei sistemi di nebulizzazione ad alta pressione.
Per evitare problemi di scivolosità e di salute dei piedi delle bovine dovuti al ristagno di acqua, la superficie delle zone di alimentazione raffrescate mediante aspersione deve essere antisdrucciolo e drenante, come nel caso dei pavimenti fessurati o dei pavimenti pieni realizzati con rigatura e pendenza minima dello 0,5÷1%, atta a favorire il rapido allontanamento dei liquidi verso la fognaria della stalla.