BR112014009168B1

BR112014009168B1 - Método e dispositivo para determinar emissão de gás estufa a partir de ruminante

Info

Publication number: BR112014009168B1
Application number: BR112014009168-4A
Authority: BR
Inventors: Adolf Jan VAN DER KAMP; Leendert KOOL; Patrick Philip Jacob VAN DER TOL
Original assignee: Lely Patent N.V.
Priority date: 2011-10-24
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2019-05-07
Also published as: RU2014121066A; AU2012329615A1; AU2012329615B2; BR112014009168A8; NZ623007A; DK2770820T3; EP2770820B1; NL2007645C2; CA2853242A1; CA2853242C; US9250226B2; EP2770820A1; BR112014009168A2; US20140229119A1; WO2013062404A1; RU2628365C2

Abstract

resumo patente de invenção: "método e dispositivo para determinar emissão de gás estufa a partir de ruminante". um método para o cálculo de uma emissão de gás estufa a partir de um ruminante (6) em um ambiente de alojamento solto (1), e em um período de tempo predeterminado a partir de t0 até t desejado, caracterizado pelo fato de que o método compreende:- determinar um modelo de uma função de taxa de emissão em(t) para o ruminante, - determinar os momentos de comer alimentos pelos ruminantes, pelo menos durante o período de tempo predeterminado, tal como uma série de pontos no tempo {t1, t2, t3,..., tn},- construindo a função real da taxa de emissão er(t) com base da função da taxa de emissão do modelo e os momentos de comer a ração, e - integrar er (t) a partir de t0 até t desejado. também é provido um dispositivo para o cálculo da emissão do gás estufa (8) disposto para a execução deste método. na invenção é feito uso do conhecimento de que conhecendo os movimentos de alimentação podem ser feitos os cálculos de sintonia fina com relação ao estabelecimento de emissões de gás estufa a partir de animais.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO E DISPOSITIVO PARA DETERMINAR EMISSÃO DE GÁS ESTUFA A PARTIR DE RUMINANTE.

[001] A presente invenção refere-se a um método para o cálculo da emissão de um gás de estufa a partir de um ruminante em um ambiente de alojamento livre, e em um período de tempo predeterminado a partir de T0 até T desejado, e um dispositivo para o cálculo da emissão de gás de estufa a partir de um ruminante, de acordo com o referido método.

[002] Emissões aumentadas de gás de estufa (GHG) são consideradas como sendo uma cauda do aumento do efeito estufa. As emissões através de animais leiteiros são consideradas como contribuindo em uma grande parte das emissões aumentadas de gás estufa, não somente através do esterco, porém também, e acreditada principalmente, como através da eructação do metano. Por esse motivo, é importante conhecer a emissão de tais gases de estufa em animais leiteiros. Para o conhecimento das emissões é necessária uma primeira etapa de controle e da redução de tais emissões.

[003] Na técnica, muita pesquisa tem sido feita para tentar determinar a emissão de GHG de animais leiteiros individuais em um ambiente controlado, tal como cabines completamente fechadas, nas quais a emissão completa do animal poderia ser medida e analisada. No entanto em um ambiente leiteiro normal, modelos úteis são escassos e principalmente indiretos tais como através de perfis ácidos a partir do leite.

[004] É um objetivo da presente invenção prover um modelo útil para a determinação das emissões de gás estufa de animais leiteiros no ambiente normal dos mesmos, específicamente em um ambiente de alojamento livre.

[005] A invenção proporciona uma solução para esse objetivo

20970603v1

2/20 com Método, de acordo com a reivindicação 1 que é caracterizado pelo fato de que o método compreende a determinação de um modelo de função de taxa de emissão EM(t) com relação ao ruminante, determinando os momentos de alimentação com a ração pelo ruminante, pelo menos durante um período predeterminado de tempo, como uma série de pontos em tempo (T1, T2, T3, ..., Tn) construindo a função da taxa de emissão real calculada ER(t) com base na função do modelo da taxa de emissão e os momentos de alimentação com a ração, e integrando o ER(t) a partir de T0 até T desejado. Dessa forma, os vários momentos de alimentação são levados em conta no que se refere ao efeito dos mesmos sobre a emissão. A percepção da invenção é a aplicação de um novo início, cada vez que o animal come, e para determinar o total como a soma durante de uma série consecutiva de tais novos inícios. O trabalho dos inventores indica que uma aproximação útil da emissão total pode ser obtida com um tal modelo. Os inventores descobriram que cada momento de alimentação inicia um novo “ciclo” de emissões de GHG, que tem um efeito sobre o total de emissões em um determinado período de tempo. Por exemplo, no caso em que existam mais momentos de alimentação naquele período de tempo, também é muito provável um aumento na produção de GHG e vice-versa.

[006] É observado que a função do modelo da taxa de emissão deve ser tomada para ter um valor de pico algum tempo depois do momento de alimentação. Isso se reflete no fato de que quando uma nova ração é comida, a digestão que é para produzir o GHG irá necessitar de algum tempo para acontecer. Isso irá funcionar até um pico, depois do qual a quantidade gradualmente decrescente da alimentação ainda a ser digerida irá ocasionar uma redução no GHG emitido. [007] São mencionadas modalidades vantajosas ou de outra forma especiais nas reivindicações dependentes.

[008] Nas modalidades, a função ER(t) é construída como ER(t) =

20970603v1

3/20

EM(t - T1 - C1 para T1<t<T2, EM(t - T2 - C2) para T2<t<T3, EM(t Tn-1) para Tn-1<t<Tn, e EM(t - Tn - Cn) para Tn<t, em que C1, C2, ..., Cn são constantes. Dessa maneira, depois de cada momento de alimentação, um formato similar da curva de emissão é construído, como o mecanismo de emissão, resultante do animal específico, não se altera a si própria. Também poderia ser dito que entre cada conjunto de momentos alimentares que se seguem, uma nova curva de emissão é configurada, mas em cada caso com base na mesma forma básica curva. As constantes servem para adaptar as partes das curvas a circunstâncias específicas ou aproximações, como serão explicadas mais abaixo.

[009] Em uma modalidade específica, todas as constantes são zero. Nessa aproximação, cada curva anterior é simplesmente cortada em um novo momento de alimentação, e a curva se inicia nova a partir de emissão zero no novo momento de alimentação. Isso é uma aproximação bastante simples, e implementada com facilidade matematicamente. Ainda, no entanto, especialmente uma vez em prática a maioria das curvas irá mostrar um pico de emissão em um especo muito curto depois do momento de alimentação, essa já é uma aproximação útil.

[0010] Em outras modalidades, todas as constantes C1...Cn são determinadas de tal forma que a função ER(t) é uma função continua. Isso se mantém especificamente com relação aos momentos de alimentação, isto é, o ponto de transição. Na prática, a função de emissão será uma função contínua, tal como qualquer outra quantidade física. Por esse motivo, uma aproximação que irá levar isso em conta pode ser uma melhor aproximação. Nessa modalidade, uma parte da curva previa irá ter um determinado valor em um determinado tempo depois do momento de início da alimentação correspondente. Nesta modalidade, se presume que a parte da curva do intervalo que se se

20970603v1

4/20 gue, isto é, depois do momento de alimentação que se segue, irá se iniciar naquele mesmo valor. Nota-se que isso ainda deixa duas possibilidades, uma antes do valor de pico, e uma depois do valor de pico. É presumido que o valor antes do pico é tomado, levando a um valor correspondente para as correspondentes constantes C1, C2, ...

[0011] O explicado acima mostra somente um número de modalidades possíveis da ideia geral da invenção. Outras podem ser simplesmente adicionadas a uma nova curva com relação à curva existente. Em outras palavras, todas as curvas de emissão que se iniciam antes de um novo momento de alimentação são permitidas de continuar indefinidamente, enquanto que o valor com relação a uma nova curva que se inicia no novo momento de alimentação, é adicionado com relação a cada tempo depois daquele novo momento de alimentação. [0012] Por esse motivo, em uma modalidade adicional, a função n

ER(t) é construída como ER(t) = Σ EM(t - Ti) com relação a todos os i =1 momentos de alimentação T1,..., Tn relevantes com relação ao período de tempo desejado T0 = T desejado. Observe que isso engloba o caso em que mesmo T1 seja depois de T0, deixando a primeira parte de tempo a partir de T0 até T1 aberta com relação a alguma incerteza. Isso também engloba o caso de um ou mais momentos de alimentação T1, T2... antes de T0. A estrutura de tempo relevante a ser levada em conta depois de T0 depende de quão rapidamente a função EM(t) caia para zero. Se aquele é um período de T queda, então de preferência todos os momentos de alimentação em até T queda antes de T0 também devem ser levados em conta, como os primeiros momentos de alimentação T1, T2.... No entanto, se aquele tempo for somente uma parte pequena do período de tempo total T0 - T desejado, ele pode ser ignorado com segurança.

[0013] Observe que a etapa de integração é entendida como abrangendo todos os equivalentes matemáticos da mesma, entre ou

20970603v1

5/20 tras, a aproximação da soma a um número de pontos vezes a largura dos intervalos relevantes etc.. Observe também que isso é necessário para um cálculo mais exato para a determinação de todos os momentos de comer. No entanto, é possível a perda um ou mais momentos, permitindo uma aproximação menos precisa. Além disso, um cálculo entre T0 e T1 para T0 <T1 não é possível, e é deixado de fora. Em tal caso, uma determinada aproximação (mais geral) com relação ao primeiro intervalo deve ser feita, ou os momentos de tempo e de comer devem ser selecionados de tal modo que esta situação não ocorra. Observe que também é possível no presente modelo ter mais do que uma medição das emissões de GHG entre dois momentos de alimentação. Essas medições aparentemente adicionais em seguida servem para tornar o modelo mais preciso.

[0014] Em modalidades específicas, a alimentação é ração, contendo materiais volumosos como capim, feno, silagem, milho, e, opcionalmente, contendo concentrados. Aqui, neste pedido de patente, o conceito de ração é considerado para incluir o chamado TMR, ou uma total misturada, bem como PMR, ou ração mista parcial. Todas estas rações compreendem materiais volumosos, enquanto alguns também incluem concentrados. Os inventores acreditam que os alimentos “somente os não concentrados” proporcionam as emissões principais de GHG. Os alimentos concentrados, tais como dados nos, por exemplo, locais de ordenha ou nos locais de alimentação concentrado dedicados, devem ser excluídos. Acredita-se que os alimentos somente concentrados terão um efeito sobre as emissões totais de GHG, porém o que é esse efeito, ainda não é conhecido.

[0015] Na explicação da invenção acima, uma parte compreende a determinação de uma função modelo de taxa de emissão com relação ao animal. Em modalidades, a determinação da função modelo de taxa de emissão compreende a medição da taxa de emissão de gás de es20970603v1

6/20 tufa em uma pluralidade de pontos de medição em tempos TM0, TMn, provendo os valores respectivos EM0, ..., EMn, estabelecendo para cada um dos referidos pontos de medição em tempo TM0,..., TMn o momento de alimentação mais recente TF0, ..., TFn antes do respectivo ponto de emissão, e determinando a função (ER(t) através do ajuste de uma curva matemática que se ajuste através dos conjuntos de valores ((TM0-TF0), EM0),..., ((TMn-TFn), EMn). Em si mesma, a técnica matemática de ajuste de uma curva a diversos pontos é bem conhecida. No entanto, de acordo com a presente invenção, é entendido que todos os pontos medidos, podem ser relacionados com uma única curva, a taxa de emissão(modelo) de função. Como referido acima, isso é baseado na percepção de que, pelo menos, em média, a emissão de GHG com relação a um animal leiteiro sempre mostra o mesmo comportamento após a ingestão. Por esse motivo, não importa quando a emissão de gases de efeito estufa (taxa) é medida, contanto que seja medida. Como uma observação a ser feita neste contexto, os inventores acreditam que a quantidade real de ração consumida pode ter uma influência sobre a produção de gases de efeito estufa. No entanto, no que os inventores conhecem, não existe o conhecimento de uma descrição clara de qualquer conexão matemática entre a quantidade de alimentação e de emissões de GHG.

[0016] Em um outro desenvolvimento importante da invenção, o método também compreende a repetição das etapas de - medição de um ponto adicional no tempo Tadd da referida taxa de emissão do gás de estufa EM_add e redeterminando a função através da adaptação e reajustamento da curva matemática através de um dos últimos conjuntos X de valores de TM e de EM, em que X é um número predeterminado, e todos os conjuntos de valores de TM e de EM. O primeiro caso representa alguma coisa de uma função de taxa de emissão média móvel, enquanto o segundo representa uma função média mais geral.

20970603v1

7/20

Com essa modalidade, é possível atualizar a função da taxa de emissão para novos valores. Isto não permite somente uma maior precisão, mas também permite uma adaptação dinâmica da função à curva de mudanças no animal, tal como pode se acompanhar a partir do desenvolvimento do corpo do animal, como por exemplo, a maturação ou o ciclo de lactação do mesmo, ou uma mudança na dieta, mudanças sazonais e assim por diante.

[0017] Em uma modalidade específica, na etapa da redeterminação da função, uma ou mais limitações predeterminadas são aplicadas, que compreendem regras predeterminadas no que diz respeito à mudança relativa e/ou absoluta de um ou mais coeficientes utilizados na função. Nesta modalidade, são tomados cuidados para que a função, isto é, a função de taxa de emissão modelo EM (t), não mude de forma muito descontrolada. Uma abordagem específica com relação à aplicação de tais limitações é o denominado método DLM, ou modelagem dinâmica linear. Para um exemplo, é feita referência à EP 2154952, que se refere a um modelo DML para a alimentação de animais leiteiros. Mais especificamente esse exemplo é baseado em regras Bayesianas para adaptação do modelo. Essas regras Bayesianas também podem ser aplicadas de forma vantajosa como as limitações a serem aplicadas no modelo da presente invenção.

[0018] Na presente invenção é feito uso de uma curva padrão para a emissão (EM(t) de cada animal. Esta é uma primeira abordagem. Em um outro desenvolvimento, o método é refinado em que a curva matemática é selecionada a partir de um conjunto de curvas padrão que dependem do tipo ou da raça do animal e em que o ajuste compreende a multiplicação da curva através de uma constante. Isso permite a vantagem que se segue. Embora seja presumido que o formato básico da função de emissão (EM(t) seja basicamente o mesmo com relação a todos os animais pelo menos de uma determinada raça, podem exis

20970603v1

8/20 tir variações com um tal tipo ou raça dos animais. Por exemplo, dentro da raça Holstei-Friesian, pode haver um animal pequeno ou extra grande. Isso pode simplesmente ser o resultado da idade, ou da variação genética nas dimensões finais. No entanto, esta modalidade pressupõe que a curva de base, pode então ser ajustada para cima ou para baixo através de uma constante. Esta constante é para ser determinada a partir de uma série de medições. Por exemplo, as primeiras 3 10 medições são utilizadas para a determinação da constante (fator) de intensificação da curva padrão para vacas Holstein-Friesian, selecionado a partir do conjunto de curvas padrão. Isso pode ser feito pelo ajuste dessas medições para a curva padrão, com o fator de escala sendo a variável para o ajuste. O fator de ajuste resultante, aplicado à curva padrão, em seguida dá a “curva padrão adaptada” com relação àquele animal específico, que irá levar a uma maior precisão. Por certo, outras maneiras de ajustar a curva padrão não estão excluídas, tais como um tempo de retardo mais curto ou mais longo entre o momento da alimentação e o pico da curva de emissão.

[0019] Uma das etapas do método é a de determinar os momentos de comer o alimento. Em modalidades, a determinação dos momentos de comer a ração compreende a determinação dos momentos em que pelo menos uma das seguintes condições é satisfeita: nova ração, excluindo somente a ração de concentrados, é proporcionada para o ruminante; a alimentação é deslocada para cerca de alimentação na qual o ruminante é permitido se alimentar; ao ruminante é permitido o acesso a um pasto. Aqui, neste pedido de patente, é feita a escolha de que os momentos de alimentação são os momentos do início da alimentação. Também pode ser arguído que os momentos de comer deve ser a média do período de tempo durante o qual a condição é satisfeita, ou um tempo predeterminado depois do primeiro momento no qual a condição é satisfeita. Embora os inventores tenham feito uma

20970603v1

9/20 escolha com relação ao primeiro momento, isso é feito mais por praticidade do que por outras razões específicas. Para as emissões de GHG não começam a aumentar no verdadeiro momento do início da alimentação, à medida que elas pelo menos exigem a digestão através do trato digestivo. Por esse motivo, deve ser observado que os momentos alternativos acima mencionados também são considerados como estando dentro do âmbito da presente invenção.

[0020] Em determinadas modalidades, a determinação dos momentos de alimentação compreendem a identificação do ruminante em um local de alimentação e determinando que o referido ruminante esteja comendo, por meio de um sensor de alimentação. Em algumas disposições de alojamentos, existem estações de alimentação individuais específicas para a proporção de alimentação. À medida que estes proporcionam rações adaptadas individualmente aos animais, eles são idealmente adequados para prover informação específica nos momentos de alimentação. A propósito, essas estações de alimentação individuais também são ideais para determinar as emissões de GHG, uma vez que não há interferência de outros animais. Observe que a emissão é considerada como sendo causada por uma alimentação anterior. Tudo isto será explicado mais abaixo.

[0021] Em algumas modalidades, o sensor de alimentação compreende uma câmera com um software de processamento de imagem para o reconhecimento do comportamento de alimentação, um sensor do peso da alimentação disposto para a determinação de uma mudança no peso em um dispositivo de alimentação e/ou um microfone com um software de processamento de som para reconhecer o comportamento de alimentação. Esses dispositivos têm provado serem maneiras úteis para determinar quando um animal se alimenta. Por exemplo, o software de processamento de imagem estabelece que um animal coloca repetidamente a boca onde está o alimento, é seguro presumir

20970603v1

10/20 que ele está se alimentando. Se o senhor de peso de alimentação comumente conhecido estabelece uma mudança no peso da ração, o animal tem que ter comido. Com relação ao microfone com o software de processamento de som, é feita referência à EP 1301068 que descreve um sensor capaz de distinguir entre a ruminação e o ato de comer. Por meio disso, as ações de alimentação podem ser estabelecidas.

[0022] Em modalidades, a determinação dos momentos de alimentação compreende determinar quando o ruminante produz sons de alimentação por meio de um sensor de som, provido especificamente no ou perto do pescoço e/ou da boca, que é projetado para detectar os sons produzidos pelos ruminantes quando da movimentação da boca do mesmo, especificamente, para mascar. Esta é uma modalidade um tanto quanto mais específica, como mencionado antes. Mais uma vez, é feita referência a EP1301068 para mais detalhes. Além disso, como já mencionado acima, quando determinando os momentos de alimentação, os sons da ruminação devem ser excluídos, à medida que estes não são acreditados como tendo uma influência principal sobre as emissões de GHG.

[0023] Especificamente, é possível incluir detectar se o ruminante está de pé ou deitado, e negligenciando momentos/períodos com sons produzidos quando deitado, mais de forma específica, detectar se a cabeça do ruminante está abaixada para o chão, e negligenciando momentos/períodos com sons produzidos enquanto a cabeça não está abaixada durante, pelo menos, um tempo predeterminado. Tudo isso serve para selecionar os momentos reais de alimentação e deixando as outras atividades. Aqui, neste pedido de patente, é presumido que é relativamente raro que o animal rumine enquanto estiver em pé, e ainda excluir essa situação, o que não é impossível, é presumido que a combinação de estar em pé, ruminando e a cabeça na direção do solo

20970603v1

11/20 é realmente para ser negligenciado. Em outras palavras, se o animal produz sons de alimentação enquanto está em pé e com a cabeça para baixo, isso é considerado como definitivamente comendo.

[0024] Em outras modalidades, o método compreende que, quando determinando os momentos de alimentação, somente os sons de ruminação são detectados, e os momentos de alimentação são determinados como sendo os momentos de um mínimo local em sons de ruminação. Mais uma vez, o sensor de ruminação como descrito na, por exemplo, EP 1301068 pode ser usado para a determinação dos períodos em que o animal rumina. Foi descoberta uma boa aproximação dos momentos de alimentação para tomar o tempo de atividade mínima de ruminação, entre os períodos de ruminação. Esta modalidade não é aplicável em sistemas de alojamento solto, porém em específico também em sistemas nos quais, pelo menos durante uma parte do dia, porém também durante períodos mais longos antes de retornar ao alojamento as vacas pastem nas pastagens. Nas pastagens, é mais difícil determinar momentos exatos de alimentação. No entanto, com a utilização de um sensor de ruminação, ainda é possível determinar os momentos através do método descrito. Observe que tais dados de ruminação podem ser enviados para um computador central, através de Bluetooth (tm) ou outros dispositivos de transmissão.

[0025] Em modalidades vantajosas, o método compreende:

- provendo uma manada que tenha uma pluralidade de ruminantes

- provendo dispositivos de ID de um ou mais ruminantes, pelo menos uma ou mais posições para alimentação dos ruminantes e uma ou mais posições para a medição de uma taxa de medição de emissão de gás estufa e dispostos de forma a identificar o ruminante e prover um sinal ID

- executando o método com relação a cada um dos rumi20970603v1

12/20 nantes na manada, e

- provendo uma emissão total de gás de estufa no período de tempo predeterminado como a soma das emissões de gás estufa a partir de cada um dos ruminantes.

[0026] Com essa modalidade, as emissões de GHG podem ser determinadas com relação a uma manada total, no lugar de um único animal. Fica entendido que para cada animal é possível tomar a mesma curva padrão EM(t) para a construção da curva individual ER(t), porém é por certo possível e mais preciso, o uso de curvas individuais como descrito mais acima. Conhecendo dessa forma as emissões totais de GHF da manada, os efeitos possíveis da dieta ou de outra forma podem ser estudados. Esse conhecimento pode ser usado para observar se é possível a redução das emissões totais de GHG.

[0027] No presente método, o animal pode ser qualquer animal ruminante, tal como búfalos, cabras e assim por diante. No entanto, de modo específico o ruminante é uma vaca. Além disso, o gás de estufa pode ser qualquer gás que seja emitido pelo animal que tenha um efeito de aumentar o efeito estufa, tal como o dióxido de carbono e o metano. Especificamente, no entanto, o HGH do presente método é o metano, à medida que este não é somente um gás com um efeito relativo muito maior no efeito estufa aumentado, com um potencial de aquecimento global de 25 vezes aquele do dióxido de carbono, durante um período de 100 anos, porém, além disso, está mais estritamente relacionado com a digestão, provendo por meio disso uma informação mais direta a cerca do mesmo. Ao contrário, o dióxido de carbono também é, e talvez de forma predominante, relacionado com a queima do combustível em conjunto. Dessa forma, qualquer informação a partir do dióxido de carbono com relação à digestão deve ser removida por filtragem, o que não é uma etapa fácil.

[0028] A invenção também se refere a um dispositivo para o cálcu

20970603v1

13/20 lo da emissão do gás estufa para o cálculo a emissão de um gás estufa a partir de um ruminante, de acordo com um método de qualquer uma das reivindicações precedentes, o dispositivo compreendendo:

- pelo menos um sensor da taxa de emissão de gás estufa, disposto para prover um sinal uma taxa de emissão de gás estufa;

- um dispositivo do relógio pra prover um sinal de tempo em cada vez quando o referido ruminante come e em cada vez quando pelo menos um sensor da taxa de emissão de gás estufa mede um sinal da taxa de emissão do gás estufa;

- uma unidade de controle disposta de forma a aplicar o método de qualquer reivindicação precedente e na base dos sinais de tempo medido e dos sinais da taxa de emissão do gás estufa.

[0029] Este dispositivo aplica o método da presente invenção com uma vantagem principal de suprir informação útil sobre a emissão (total) de GHG de uma maneira simples.

[0030] Em modalidades, cada sensor da taxa de emissão de gás estufa compreende ou é provido junto com um dispositivo de IOD de um ruminante disposto para estabelecer a ID de um ruminante quando da visita ao sensor. Isso é útil para o acoplamento da emissão medida com relação a um animal específico, especialmente em um ambiente no qual existem mais animais.

[0031] De forma vantajosa, o dispositivo compreende uma unidade de alimentação com uma estação e ID de um animal disposta de forma a identificar o ruminante na ocasião da alimentação, a unidade de controle sendo disposta de tal forma a processar o sinal de tempo correspondente junto com a ID do animal. Aqui, neste pedido de patente, a estação de ID identifica o animal e acopla a um sinal de relógio, isto é o sinal do momento de alimentação, à ID. Observe que um sinal similar pode ser obtido de outra forma, tal como com uma cerca com uma estação de ID, ou uma cerca de alimentação com um empurrador de

20970603v1

14/20 alimento que tenha um controle com um relógio. Aqui, neste pedido de patente, quando o empurrador de alimento empurra o alimento na direção da cerca de alimentação, de acordo com, por exemplo, um trajeto programado, parece que os animais começam de novo a comer. Dessa forma, um momento de alimentação é considerado presente quando o empurrador de alimento empurra o alimento.

[0032] Em modalidades, é provido um sensor de emissão de gás de estufa com uma estação de ID de um animal em um ou mais de locais de ordenha, em um local de alimentação, tal como uma caixa de alimentação ou uma cerca de alimentação e/ou um local de repouso. Para a presente invenção, é necessário haver pelo menos um sensor de GHG. De preferência, esse sensor está posicionado de uma forma na qual um animal está mais ou menos separado a partir dos outros. Dessa forma, as emissões a partir de outros animais não irão, ou em um grau aceitável interferir com a emissão a ser medida. De forma vantajosa, uma caixa de ordenha e/ou uma caixa de alimentação compreende esse sensor de emissão de GHG. Havendo múltiplos sensores espalhados através de todo o alojamento pode ser vantajoso, à medida que isso pode prover um conjunto maior de medições durante o período de tempo relevante.

[0033] Outros aspectos, modalidades e vantagens da invenção se tornarão aparentes a partir da descrição detalhada abaixo de modalidades específicas e dos desenhos das mesmas, nos quais:

A Figura 1 é um desenho muito esquemático, não completamente em perspectiva, de um sistema de alojamento solto de acordo com a invenção;

A Figura 2 é um gráfico para determinar a função de base EM (t), com base em medições;

A Figura 3 é um gráfico para determinar uma função individual EM (t) com relação a um animal específico, novamente com base

20970603v1

15/20 em medições; e

A Figura 4 é um gráfico que mostra uma função construída ER(t), de acordo com a invenção.

[0034] A Figura 1 é um desenho bastante diagramático de um sistema 1 com um alojamento 2 com um alojamento 3 e um pasto opcional 4 com portões 5 entre os mesmos. As vacas são indicada por 6.

[0035] O numeral de referência 7 indica um robô de ordenha com um sensor de gás 8 e um dispositivo ID 9, todos ligados a um computador 10, mostrado aqui para compreender um transceptor 11. Uma caixa de alimentação 12 é mostrada com os portões 13, uma calha de alimentação 14, bem como um sensor de gás 8 e um dispositivo de identificação 9.

[0036] Uma cerca de alimentação é indicada em 15 com a alimentação 16 sendo empurrada por um empurrador de alimento 17 que também tem um transceptor 18. Os cubículos são indicados por 19, em um dos mesmos uma vaca com uma etiqueta de identificação 20.

[0037] No pasto, uma vaca está pastando, usando um sensor de ruminação 21 e um sensor de altura 22.

[0038] No alojamento o robô de ordenha 7 é uma parte importante. Nesse contexto, os animais são ordenhados e opcionalmente alimentados com concentrados. Quando da visita ao robô de ordenha, os animais são identificados com o dispositivo de identificação 9. Além disso, o robô de ordenha compreende um sensor de GHG 8, especificamente um sensor de metano, disposto de forma a medir a emissão de gás (de estufa) a partir do animal no robô de ordenha 7. Com relação a exemplos de tais sensores de gás que são conhecidos per se, é feita referência, por exemplo, ao documento U.S.2011/0192213, especificamente, por exemplo, ao parágrafo 0018. Também, como descrito nesse documento, é possível monitorar a proporção de dióxido de carbono e de metano com o propósito de ser obtida uma indicação com

20970603v1

16/20 relação à emissão absoluta de metano. Observe que isso é visto como uma vantagem quando não é usada a alimentação através e bolus para a determinação da emissão de GHG, tais como aquelas que utilizam a liberação lenta de SF6 como um gás marcador. Nenhum bolus significa um comportamento mais natural.

[0039] Uma parte similarmente importante pode ser executada através da caixa de alimentação 12. Esta pode compreender um sistema similar de identificação do animal, bem como um sensor de gás 8, como descrito acima. Na caixa de alimentação 12, a forragem pode ser fornecida a um animal quando visitando e identificado pelo dispositivo de identificação 9. Isso não serve somente para oferecer a melhor ração disponível para o animal, mas também garante que o momento de comer é registrado com alta precisão. Isso pode ser conseguido através de, por exemplo, um sensor de peso (não mostrado) para a calha, que registra momentos de comer quando o peso alimentação diminuir. Simultaneamente, as emissões de GHG são medidas através do sensor 8, e combinado com um sinal de temporização.

[0040] É observado que o computador 10, bem como cada um dos dispositivos de identificação 9, terão um dispositivo de relógio para o registro dos momentos no tempo.

[0041] As informações, tanto do robô de ordenha 7 e da caixa de alimentação 12, são enviadas para um computador central 10, onde elas são processadas de acordo com a invenção, a ser explicado em conexão com as Figuras 2 - 4.

[0042] Além disso, são providos cubículos 19 para vacas 6 para se deitarem e ruminarem. Aqui é mostrada somente uma vaca 6 em um cubículo 19. A vaca tem uma etiqueta de identificação 20, com a qual ela é identificada pelo dispositivo de identificação 9. Um sensor de gás local 8 serve de novo para a determinação da emissão de GHG a partir daquela vaca. É observado nesse contexto, que é apenas opcional

20970603v1

17/20 serem providos muitos sensores de gás 8, como, em princípio, só um seria necessário.

[0043] A cerca de alimentação 15 mostrada na Figura 1 serve para as vacas 6 para se alimentarem 16, especificamente com rações, tais como feno ou similares. Podem ser adicionados alguns concentrados. Também é mostrado um empurrador de alimentação 17, tal como o Lely Juno (tm), que está disposto para empurrar a alimentação 16 para a cerca de alimentação 15, isto é na direção das vacas 6. É observado na prática, que o ato de empurrar a alimentação 16 é um gatilho para as vacas se aproximarem da cerca 15 e comer. Por esse motivo, se o empurrador de alimento 17 empurrar, isso é considerado como um momento de comer, com relação a todas as finalidades práticas. O empurrador de alimento, programado para seguir determinados trajetos e durante determinados tempos do dia, irá enviar um sinal de relógio ou de temporização para o computador central 19 através dos respectivos transceptores dos mesmos 18 e 11, tal como uma conexão Bluetooth (tm) ou similares. O computador central irá manipular aquele sinal a partir do empurrador de alimento como um momento de alimentação.

[0044] Também é mostrado um pasto 4 com portões 5. Se esses portões forem automáticos, a abertura dos mesmos combinada com um sinal de tempo, pode ser considerada como um momento de alimentação, uma vez que as vacas que estejam sendo apresentadas ao feno fresco podem com relação a todas as finalidades práticas serem consideradas como iniciando a alimentação com o referido feno. Alternativamente ou adicionalmente as vacas 6 podem ser providas com um sensor de ruminação 21. Se o sensor 21 estiver disposto para discernir entre sons de alimentação e sons de ruminação, como descrito na EP 1301068, então enviando um sinal sempre que acontece um momento de alimentação é o suficiente. No entanto, mesmo em casos

20970603v1

18/20 nos quais somente os sons de ruminação são detectados, um momento de alimentação pode ser interferido, especificamente através do computador central ao qual os sinais podem ser enviados, como por exemplo, através de Bluetooth (tm). Para que o computador possa inferir os períodos de tempo em que existe uma atividade de ruminação mínima, entre períodos com alta atividade de ruminação. Na prática, os momentos de ruminação mínima podem ser tomados como sendo os momentos de alimentação. Esses momentos também são armazenados pelo computador 10. Além disso, também é mostrado um sensor de altura 22, disposto de modo a determinar se a vaca 6 está em pé. Em combinação com o sensor de ruminação 21, isso pode ser muito bem distinguir entre comer e ruminar, como uma vaca dificilmente vai ruminar quando estando em pé, especificamente, se o sensor de altura 22 e/ou o sensor de ruminação 21 também forem capaz de dizer se a vaca está com a cabeça na direção do solo.

[0045] Por meio disso, o sistema total de 1 pode determinar os momentos em que um animal come, seja na calha de forragem 14 ou na cerca de alimentação 15, e até mesmo no pasto 4. Ele, além disso, estabelece as emissões de GHG de um animal (com a ID controlada) em vários momentos em que o robô de ordenha 7, e/ou a caixa de alimentação 12 e/ou nos cubículos 19.

[0046] Com o auxílio dos dados acima, o sistema determina um gráfico de dispersão das emissões de GHG em função do tempo após um momento de alimentação, na Figura 2. Observe que este número se refere tanto aos dados de um animal, ou (de menos preferência) com relação a um tipo de animal. Em seguida, com base no modelo de uma função de base selecionada, uma curva matemática é montada através dos dados (a linha tracejada). Como uma função básica do modelo, pode ser tomada, por exemplo, EM(t) = P(t) -exp (-t), em que P(t) é uma função polinômica de uma ordem desejada, tal como uma

20970603v1

19/20 primeira ou segunda ordem. Um exemplo concreto seria, dessa forma, EM (t) = 4-t ^A2-exp (-t). Em qualquer caso, ela deve ser uma função a partir de zero, tendo um máximo, e então lentamente cair para zero de novo, para refletir o curso natural das emissões normais de GHG.

[0047] Em uma etapa opcional, com relação à Figura 3, essa função básica EM(t) que se mantém, por exemplo com relação a uma determinada raça de vacas, tais como Jersey ou Holstein pode ser otimizada com relação a um animal individual. Suponha que a função geral (EM(t) tenha sido estabelecida com relação a um animal médio daquele tipo. Isso é mostrado na Figura 3 como a linha sólida, com um pico em um valor X (unidades relativas). Agora, para um animal específico, um número de valores de emissão foi estabelecido, mostrado como os cinco círculos. Em seguida, uma curva é ajustada, que tem o mesmo formato, mas é multiplicada por uma constante fixa F. Essa curva individualizada é mostrada como uma linha tracejada, que, assim, forma os picos em um valor F-X. É claro que é possível a utilização de diferentes técnicas de ajuste para o estabelecimento de uma curva individual, mas essa se adapta bem. Observe que F é mostrado como tendo um valor menor do que 1. Ele pode, por certo, também ser maior do que 1 para outros animais.

[0048] Em seguida, na Figura 4, essa função EM(t), opcionalmente individualizada é plotada com relação a diversos intervalos de tempo, cada início e término com momentos subsequentes de alimentação, de tal forma que uma função matemática contínua (t) é obtida. A partir disso, a partir de um primeiro momento T1 de alimentação, se inicia arbitrariamente a partir de zero ou uma medição zero, e a função EM (t) é plotada a partir de t = T1. Isso é cortado em t = T2. Nessa ocasião T2, a função para o primeiro intervalo terá um determinado valor V1. Em seguida, outra função (de novo) EM(t) é plotada, agora a partir do tempo T = T2 e se iniciando no valor V1. Para isso, a função EM(t - T2)

20970603v1

20/20 foi deslocada sobre uma constante C2 para refletir o início em um valor que não é zero. Isso se resume à constante mencionada na reivindicação 4. Esta função seguinte é cortada em T3, em que todo o procedimento é repetido, e assim por diante, até ao ponto no tempo T desejado tenha sido alcançada. A função ER (t) resultante pode agora ser integrada ao longo do período T0 desejado através T desejado. Obviamente, este será quase sempre um período de 24 horas, mas pode ser qualquer período de tempo desejado, contanto que ele seja provável que os pontos de dados suficientes podem ser recolhidos no tempo entre os dois.

[0049] Observe que para o método de construção de ER (t) se segue que existe sempre o mesmo valor X máximo. Este comportamento ligeiramente artificial não está presente em métodos de construção adaptados, ainda de acordo com a invenção. Por exemplo, é possível não cortar a função EM (t - T1) depois de T2, mas deixar que a mesma continue, e simplesmente adicionar outra função (EM (t - T2) por cima da mesma a partir de T2, e assim por diante. Então, os picos serão mais altos, até um máximo, quando a primeira função EM (t - T1) tenha caído suficientemente para zero. Além disso, a invenção também engloba um processo dinâmico de redeterminação de EM (t), quando forem adicionados novos dados. Isto também pode assegurar que, de acordo com o método descrito com relação à Figura 3, a altura do pico pode ser adaptada a esses novos dados, proporcionando para mais precisão.

Claims

1. Método para o cálculo de uma emissão de gás estufa a partir de um ruminante (6) em um ambiente de alojamento solto (1) e em um período de tempo predeterminado a partir de T0 até T desejado, caracterizado pelo fato de que o método compreende:

- determinação de um modelo de uma função de taxa de emissão EM(t) para o ruminante

- determinação dos momentos de comer alimentos pelos ruminantes, pelo menos durante o período de tempo predeterminado, tal como uma série de pontos no tempo {T1, T2, T3,..., Tn}

- construção da função real da taxa de emissão ER(t) com base da função da taxa de emissão do modelo e os momentos de comer a ração, e

- integração ER (t) a partir de T0 até T desejado.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a função ER(t) é construída como ER(t) = EM(t - T1 C1) para T1<t<T2, EM(t - T2 - C2) para T2<t<T3,..., EM(t - Tn-1 - Cn-1) para Tn-1<t<Tn, e EM(t - Tn - Cn) para Tn<t, em que C1, C2,..., Cn são constantes.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que todas as constantes são zero.

4. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que todas as constantes C1... Cn são determinadas de tal forma que a função ER(t) seja uma função contínua.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado n

pelo fato de que a função ER(t) é construída como ER(t) = ΣEM(t - Ti) i =1 com relação a todos os momentos de alimentação T1,..., Tn relevantes com relação ao período de tempo desejado T0 - T desejado.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a alimentação é ração

Petição 870180156766, de 29/11/2018, pág. 4/12

2/5 (16) que contém forragem tais como capim, feno, silagem, milho, e, opcionalmente, contendo concentrados.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a determinação do modelo de função da taxa de emissão compreende:

- medição de uma taxa de emissão de gás de estufa em uma pluralidade de pontos de medições no tempo TMO,..., TMn proporcionando os respectivos valores EMO,...,EMn

- estabelecer para cada um dos referidos pontos de medição no tempo TMO,...TMn o momento mais recente de alimentação TFO,...TFn antes do respectivo ponto de medição no tempo, e

- determinação da função ER(t) através do ajuste de uma curva matemática que se ajuste através dos conjuntos de valores ((TM0 - TF0), (EM),...((TMn - TFn), EMn).

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a repetição das etapas de:

- medição de um ponto adicional em tempo Tadd, a referida taxa de emissão de gás estufa EMadd, e

- redeterminar a função através da adaptação e a refixação da curva matemática através dos últimos conjuntos X de valores de TM e de EM, em que X é um número predeterminado, e todos os conjuntos de valores de TM e de EM.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que, na etapa de redeterminação da função, um ou mais limites predeterminados são aplicados, compreendendo regras predeterminadas no que diz respeito à mudança relativa e/ou absoluta de um ou mais dos coeficientes utilizados na função.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que a curva matemática é selecionada a partir de um conjunto de curvas padrão que dependem do

Petição 870180156766, de 29/11/2018, pág. 5/12

3/5 tipo ou da raça do animal, e em que o ajuste compreende a multiplicação da curva através de uma constante (F).

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a determinação dos momentos de alimentação com ração compreende determinar os momentos quando pelo menos uma das condições que se seguem é satisfeita:

- nova ração é provida para o ruminante

- a alimentação é deslocada na direção de uma cerca de alimentação (15) em que o ruminante é permitido se alimentar

- é fornecido ao ruminante o acesso a um pasto (4).

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a determinação dos momentos de alimentação compreende a identificação de um ruminante em um local de alimentação (12, 15, 4) e a determinação de que o referido ruminante está se alimentando, por meio de um sensor de alimentação (21).

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o sensor de alimentação compreende uma câmera com um software de processamento de imagem para o reconhecimento do comportamento de alimentação, um sensor do peso do alimento para a determinação da mudança do peso de um dispositivo de alimentação (14) e/ou um microfone (21) com um software de processamento de som para o reconhecimento do comportamento de alimentação.

14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a determinação dos momentos de alimentação compreende determinar quando o ruminante produz sons de que está comendo por meio de um sensor de som (21) especificamente provido no ou próximo ao pescoço e/ou a

Petição 870180156766, de 29/11/2018, pág. 6/12

4/5 boca, e que é projetado para detectar sons produzidos pelo ruminante quando movimentando a boca do mesmo especificamente para mastigar.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que ao determinar os momentos de alimentação, os sons de ruminação são excluídos.

16. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que ao determinar os momentos de alimentação, somente os sons de ruminação são detectados e os momentos de alimentação são determinados como sendo os momentos de um local mínimo nos sons de ruminação.

17. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende:

- prover uma manada que tenha uma pluralidade de ruminantes (6)

- prover dispositivos de ID de um ou mais ruminantes (9), pelo menos um ou mais posições (12) para alimentação dos ruminantes e uma ou mais posições para a medição de uma taxa de medição de emissão de gás estufa e dispostos de forma a identificar o ruminante e prover um sinal de identificação

- executar o método com relação a cada um dos ruminantes na manada, e

- prover uma emissão total de gás de estufa no período de tempo predeterminado como a soma das emissões de gás estufa a partir de cada um dos ruminantes.

18. Dispositivo para o cálculo de emissão de gás de estufa para calcular uma emissão de um gás de estufa a partir de um ruminante (6) de acordo com o método, como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes, o dispositivo caracterizado pelo fato de que compreende:

Petição 870180156766, de 29/11/2018, pág. 7/12

5/5

- pelo menos um sensor da taxa de emissão de gás estufa (8), disposto para prover um sinal uma taxa de emissão de gás estufa

- um dispositivo do relógio (9, 10) disposto pra prover um sinal de tempo em cada vez quando o referido ruminante come e em cada vez quando pelo menos um sensor da taxa de emissão de gás estufa mede um sinal da taxa de emissão do gás estufa

- uma unidade de controle (10) disposta de forma a aplicar o método de qualquer reivindicação precedente e na base dos sinais de tempo medido e dos sinais da taxa de emissão do gás estufa.

19. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o sensor da taxa de emissão de um gás de estufa compreende ou é provido junto com um dispositivo de identificação de um ruminante disposto para estabelecer a identidade de um ruminante quando da visita do sensor.

20. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 18 ou 19, caracterizado pelo fato de que compreende uma unidade de alimentação (12) com uma estação de identificação de um animal (9) disposta de forma a identificar o ruminante na ocasião da alimentação, a unidade de controle disposta para o processamento do sinal de tempo correspondente com a identidade do animal.

21. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que é provido um sensor de emissão de gás de estufa com uma estação de identificação de um animal em um ou mais locais de ordenha (7) em um local de alimentação tal como uma caixa de alimentação (12) ou cerca de alimentação (15) e/ou em um local de repouso (19).