Tappetino di raffreddamento per scrofe raffreddato termo-elettricamente: prova di concetto

Mantenere confortevoli le scrofe in un mondo che si riscalda

Con l’aumento delle temperature estive, le scrofe gravide e lattanti faticano a rimanere fresche all’interno dei ricoveri. Quando le scrofe si surriscaldano, mangiano meno, producono meno latte e i loro suinetti crescono più lentamente o possono morire. Adeguare interi ricoveri con impianti ad acqua refrigerata è costoso e complicato, soprattutto nelle strutture più vecchie. Questo studio esplora un’idea più semplice: un tappetino di raffreddamento autonomo su cui la scrofa può sdraiarsi, progettato per sottrarre calore al suo corpo usando gli stessi piccoli dispositivi a stato solido impiegati per raffreddare l’elettronica.

Un'idea semplice: raffreddare il pavimento, non tutto il ricovero

A differenza delle persone, i suini non sudano efficacemente e le scrofe moderne, di grande taglia, generano molto calore. Trascorrono la maggior parte del tempo sdraiate mentre allattano la portata, perciò il pavimento diventa un punto naturale dove asportare calore corporeo. Lavori precedenti hanno dimostrato che piastre metalliche raffreddate ad acqua possono essere efficaci, ma questi sistemi richiedono tubazioni per acqua refrigerata diffuse nel ricovero. Gli autori hanno voluto realizzare un tappetino indipendente da inserire negli stalli esistenti senza nuova impiantistica. Il loro progetto fa circolare acqua sotto una piastra metallica zigrinata dove la scrofa si sdraia, quindi raffredda quell’acqua con compatte unità termoelettriche — note come moduli Peltier — collegate a un dissipatore con ventole.

Come è stato costruito e testato il nuovo tappetino

Il team ha prima individuato quale parte del corpo della scrofa riscaldasse maggiormente il pavimento scattando immagini termiche di scrofe sdraiate su tappetini di gomma in una sala parto calda. Hanno rilevato che la regione medio-addominale e delle mammelle era la più calda, quindi il tappetino in alluminio è stato dimensionato e posizionato per mirare a quell’area. Sotto la superficie metallica texturizzata, tubi in alluminio fanno scorrere l’acqua in più passaggi. Quest’acqua arriva a una compatta unità di raffreddamento montata al lato dello stallo. All’interno dell’unità, i moduli Peltier sottraggono calore a una piastra fredda a contatto con l’acqua, lo trasferiscono a un dissipatore alettato e le ventole diffondono l’aria riscaldata nella stanza. Poiché il sistema è localizzato, raffredda direttamente la scrofa senza la necessità di abbassare la temperatura dell’intero ricovero.

Prove in ricovero con scrofe soggette a calore

I ricercatori hanno condotto due piccoli trial in una sala parto, ciascuno usando una scrofa dotata di tappetino di raffreddamento e una scrofa vicina senza tappetino come controllo. In entrambi i trial, il tappetino è stato in funzione durante il periodo di caldo mentre temperatura e portata dell’acqua venivano registrate continuamente. Il tappetino ha rimosso dell’ordine di 366–395 watt di calore consumando circa 110 watt di potenza elettrica, fornendo un coefficiente di prestazione simile o migliore rispetto ad alcuni sistemi precedenti a pavimento raffreddati ad acqua. Sulla base di ipotesi tipiche sulla produzione di calore di una scrofa, il tappetino potrebbe rimuovere una larga quota del calore prodotto da una scrofa da 260 chilogrammi. Alcuni segnali erano incoraggianti: in un trial la scrofa raffreddata ha mantenuto meglio il peso corporeo e i suoi suinetti sono stati svezzati con un peso medio più elevato. Tuttavia, poiché c’era una sola scrofa per trattamento, le differenze in temperatura corporea, frequenza respiratoria e consumo di mangime non possono essere interpretate come prove solide di beneficio.

Test in camera controllata per indagare i dettagli

Per comprendere meglio il comportamento del tappetino senza le complessità di un ricovero operativo, il team lo ha spostato in una camera a clima controllato impostata su condizioni estive calde e umide. Invece di un animale vivo hanno usato due piastrine riscaldanti elettriche per simulare il calore corporeo di una scrofa. Hanno eseguito due scenari: uno con la parte inferiore del tappetino esposta all’aria della camera e uno con la parte inferiore isolata. In entrambi i casi, quando l’unità di raffreddamento è stata accesa, la superficie del tappetino e la temperatura dell’acqua sono scese rapidamente. Con il fondo isolato, la superficie del tappetino si è raffreddata di quasi 12 gradi Celsius rispetto a circa 5 gradi senza isolamento, perché è venuta a mancare la perdita di calore verso l’ambiente. L’asportazione complessiva di calore in questi test in camera è stata inferiore a quella misurata in ricovero, semplicemente perché la sorgente di calore artificiale era più piccola di una scrofa reale.

Cosa significa per gli allevatori e gli animali

Questo studio di prova di concetto mostra che un tappetino autonomo raffreddato termoelettricamente può sottrarre una quantità significativa di calore dall’area di contatto tra il corpo della scrofa e il pavimento, usando una potenza elettrica moderata e senza richiedere linee di acqua refrigerata. Il tappetino ha offerto prestazioni di raffreddamento nella stessa gamma di piastre più complesse ad acqua refrigerata, pur potendosi inserire facilmente negli stalli esistenti. I segnali iniziali suggeriscono che potrebbe aiutare a mantenere la condizione corporea della scrofa e supportare la crescita dei suinetti, ma i risultati sul benessere animale sono ancora contrastanti e basati su un numero troppo ridotto di animali per trarre conclusioni. Gli autori concludono che sono necessari trial sul campo più ampi e replicati per confermare se questa tecnologia possa migliorare in modo affidabile il comfort delle scrofe, la produttività e le prestazioni dei suinetti — e per perfezionare il progetto tramite modellazione affinché sia pratico per l’uso quotidiano in allevamento.

Citazione: Pan, J., Shah, S.B., Leonard, S.M. et al. Proof-of-concept thermoelectrically cooled sow-cooling mat. Sci Rep 16, 11821 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42237-0

Parole chiave: raffreddamento scrofe, stress da calore, tappetino termoelettrico, benessere suini, clima del ricovero