Arquitetura IoT Local e Aberta para Monitoramento da Fermentação Ruminal In Vitro Avaliada em Simulação
Resumo
A técnica de produção de gases in vitro é amplamente utilizada para avaliar a fermentabilidade de alimentos na nutrição de ruminantes. Entretanto, sistemas automatizados comerciais, como o ANKOM RF, apresentam elevado custo e limitada flexibilidade de integração, restringindo sua adoção em laboratórios de pequeno porte. Este trabalho propõe uma arquitetura IoT local baseada em componentes abertos para monitoramento da fermentação ruminal in vitro. A arquitetura integra aquisição de dados, comunicação via MQTT, armazenamento persistente e visualização em rede local, com suporte para até 30 frascos simultaneamente. Foram geradas séries temporais sintéticas de pressão e temperatura representando diferentes perfis fermentativos, com ajuste de modelos de Gompertz para validação das análises cinéticas. Os resultados demonstraram comportamento sigmoide compatível com a literatura, elevados coeficientes de determinação, e transmissão de dados com latência sub-segundo, sem perdas durante os testes. O custo estimado foi de aproximadamente R$ 140 por módulo, indicando viabilidade para implementação em laboratórios de pequeno porte.
Palavras-chave:
IoT, fermentação ruminal, produção de gases in vitro, pressão absoluta, MQTT
Referências
ANKOM Technology (2016). RF Gas Production System – Operator’s Manual. Macedon, NY, USA. Rev. F (10/11/2016).
Lima, M. L. O., Marino, C. T., Medeiros, S. R. d., Gomes, R. d. C., Carollo, C. A., Rodrigues, P. H. M., Cabral, L. d. S., and Campos, R. L. C. d. (2019). Avaliação de modelos para estimativa de variáveis de cinética ruminal com a técnica de produção de gases automática ankom® rf. Technical Report Technical Report 264, Embrapa Gado de Corte, Campo Grande, MS, Brasil.
Liu, Z.-S., Chen, B.-Y., Chan, J. P.-W., and Chen, P.-W. (2025). Development and validation of a custom-built system for real-time monitoring of In Vitro rumen gas fermentation. Animals, 15(15):2308.
Marino, C. T. (2016). Determinação de digestibilidade por produção de gás (pm.057.001) – procedimento operacional padrão. Technical report, Embrapa Gado de Corte, Campo Grande, MS, Brasil.
Marino, C. T., Medeiros, S. R. d., Gomes, R. d. C., Carollo, C. A., Rodrigues, P. H. M., Cabral, L. d. S., and Campos, R. L. C. d. (2018). Padronização da técnica de produção de gases automática ankom rf. Technical Report Technical Report 258, Embrapa Gado de Corte, Campo Grande, MS, Brasil.
Menke, K. H. and Steingass, H. (1979). Estimation of the energetic feed value obtained from chemical analysis and gas production using rumen fluid. Animal Research and Development, 28:7–55.
OASIS (2014). Mqtt version 3.1.1. Technical report, OASIS Standard. Technical specification.
Theodorou, M. K., Williams, B. A., Dhanoa, M. S., McAllan, A. B., and France, J. (1994). A simple gas production method using a pressure transducer to determine the fermentation kinetics of ruminant feeds. Animal Feed Science and Technology, 48:185–197.
Lima, M. L. O., Marino, C. T., Medeiros, S. R. d., Gomes, R. d. C., Carollo, C. A., Rodrigues, P. H. M., Cabral, L. d. S., and Campos, R. L. C. d. (2019). Avaliação de modelos para estimativa de variáveis de cinética ruminal com a técnica de produção de gases automática ankom® rf. Technical Report Technical Report 264, Embrapa Gado de Corte, Campo Grande, MS, Brasil.
Liu, Z.-S., Chen, B.-Y., Chan, J. P.-W., and Chen, P.-W. (2025). Development and validation of a custom-built system for real-time monitoring of In Vitro rumen gas fermentation. Animals, 15(15):2308.
Marino, C. T. (2016). Determinação de digestibilidade por produção de gás (pm.057.001) – procedimento operacional padrão. Technical report, Embrapa Gado de Corte, Campo Grande, MS, Brasil.
Marino, C. T., Medeiros, S. R. d., Gomes, R. d. C., Carollo, C. A., Rodrigues, P. H. M., Cabral, L. d. S., and Campos, R. L. C. d. (2018). Padronização da técnica de produção de gases automática ankom rf. Technical Report Technical Report 258, Embrapa Gado de Corte, Campo Grande, MS, Brasil.
Menke, K. H. and Steingass, H. (1979). Estimation of the energetic feed value obtained from chemical analysis and gas production using rumen fluid. Animal Research and Development, 28:7–55.
OASIS (2014). Mqtt version 3.1.1. Technical report, OASIS Standard. Technical specification.
Theodorou, M. K., Williams, B. A., Dhanoa, M. S., McAllan, A. B., and France, J. (1994). A simple gas production method using a pressure transducer to determine the fermentation kinetics of ruminant feeds. Animal Feed Science and Technology, 48:185–197.
Publicado
19/07/2026
Como Citar
CAMPOS, Rodrigo Luiz Chaves de; GONÇALVES, Raphael Rodrigues; RUBINSZTEJN, Hana Karina Salles.
Arquitetura IoT Local e Aberta para Monitoramento da Fermentação Ruminal In Vitro Avaliada em Simulação. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE COMPUTAÇÃO UBÍQUA E PERVASIVA (SBCUP), 18. , 2026, Gramado/RS.
Anais [...].
Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação,
2026
.
p. 269-279.
ISSN 2595-6183.
DOI: https://doi.org/10.5753/sbcup.2026.21266.
