Aspectos de climatización relacionados con el bienestar porcino

La climatización en la producción porcina moderna es un pilar fundamental para prevenir y mantener la salud y el bienestar de los cerdos en las instalaciones.

Joan Escobet Riu Veterinario Especialista en Control Ambiental y Energético en Granjas (Confort Porcino) Imágenes cedidas por el autor

El término bienestar designa el estado del cerdo en relación con las condiciones ambientales en las que convive y se relaciona. Desde el punto de vista de la climatización, el estado de bienestar se basa en la relación positiva del cerdo con su entorno, es decir, en el control ambiental o de los factores ambientales de riesgo (FAR). En la actualidad, adquiere mayor importancia principalSuelo útil Volumen útil Espacio de flujo Salida de aire Equipos Calefacción Refrigeración mente debido a la promoción del uso correcto de antibióticos, unas mayores exigencias de bienestar y, sobre todo, para recuperar el tiempo perdido en este campo. En la producción porcina moderna la climatización debe ser una herramienta sostenible para prevenir y mantener la salud y bienestar de los cerdos.

Las interacciones y relaciones de los FAR se convierten en un síndrome ambiental, con problemas de comportamiento, fisiológicos e inmunológicos. La tabla 1 muestra las relaciones más o menos estrechas entre los principales FAR y la instalación (diseño, equipos y control), confeccionado a partir de datos propios en las distintas visitas a explotaciones.

El objetivo de una instalación de climatización es generar estabilidad y confort en el entorno del cerdo, es decir, uniformidad ambiental y esfuerzo termorregulador mínimo del cerdo para productivo. Uniformidad ambiental quiere decir uniformidad térmica y uniformidad de flujo en la envolvente térmica para el control del clima interior. Para todo esto será necesario auditar la instalación al completo. Por lo tanto, estos procesos se deben abordar des

TABLA 1. Relaciones entre los principales FAR y la instalación.

Diseño funcional

Instalación Diseño constructivo

Control Distancia de flujo Fosa Aislamiento térmico Hermeticidad Entrada de aire maximizar su rendimiento sanitario y

Regulación HACINAMIENTO OSCILACIONES AMBIENTALES CORRIENTES FACTORES AMBIENTALES DE RIESGO

Tª AIRE Tª SUPERFICIE HUMEDAD

2 CO

3 NH CO S 2 H

4 CH

de múltiples actuaciones, ya que no es posible separar cerdos y ambiente, solo modificar el ambiente para hacerlo más confortable.

A continuación, se muestra cómo influye en el bienestar el intercambio energético entre el cerdo y su entorno. El diagnóstico será el primer paso para solucionar los problemas.

EL ENTORNO TÉRMICO DEL CERDO

El entorno térmico del cerdo (ETC) incluye todos los factores ambientales que influyen en el intercambio de calor entre el cerdo y su entorno. Según la primera ley de la termodinámica, la pérdida de energía térmica hacia el entorno debe ser igual a la producida por el metabolismo (ASHRAE,2013; Curtis,1983; DeShazer,2009).

El intercambio de calor se divide en sensible (conducción, convección y radiación) y latente (evaporación). El calor sensible se transfiere por gradiente de temperatura, y el latente por gradiente de presión de vapor de agua. Para diseñar la climatización se debe conocer la producción de calor de los cerdos en condiciones de producción. Existen publicaciones que ofrecen los estándares (ASHRAE, ASABE, CIGR, etc.), pero adaptándolos a la situación actual, porque los requerimientos genéticos, nutricionales y productivos han aumentado (Harmon et al., 1997; Brown-Brandl et al., 2004). 4.500 ppm 4.000 ppm 3.500 ppm 3.000 ppm 2.500 ppm 2.000 ppm 1.500 ppm El rendimiento del cerdo es máximo cuando el ETC le permite producir dentro de la zona en la que puede regular las pérdidas de calor, con un esfuerzo mínimo, y sin efectos adversos sobre el rendimiento (Black, 1986). Debido a la necesidad de gestionar el impacto del ETC, se han actualizado los índices térmicos (Hoff, 2017) que representan los efectos del intercambio de calor en diferentes ETC. Esto es de gran ayuda en la toma de decisiones para una producción porcina moderna, sostenible y eficiente. CALIDAD DEL AIRE La calidad del aire se define como el grado de contaminación en el aire limpio. En la climatización se incluye temperatura, dióxido de carbono y humedad del aire, pero al tratarse de un concepto multifactorial se deben incluir más factores (velocidad del aire, gases, polvo, microrganismos, partículas, etc.). El intercambio de temperatura, humedad y CO 2 son determinantes para el funcionamiento del sistema de climatización, sobre todo en ubicaciones climáticas con oscilaciones diarias y estacionales. La figura 1 muestra un deficiente manejo ambiental en la monitorización continua de los tres factores durante el primer día en sala de transición. Este periodo es clave y muestra un desfase ambiental en invierno, entre la ventilación (mínima) y calefacción. La mala calidad del aire se genera al priorizar la temperatura en perjuicio de la ventilación, y el coste de mantener un ambiente contaminado es muy elevado.

La calidad del aire tiene importantes efectos asociados con el estrés, mayor susceptibilidad a enfermedades respi

En la producción porcina moderna la climatización debe ser una herramienta sostenible para prevenir y mantener la salud y bienestar de los cerdos.

ratorias y disminución de la producción (Cleveland-Nielsen et al., 2002; Michiels et al., 2015; Roque et al., 2018).

En recopilaciones de datos obtenidos en tres estudios a partir de visitas a clientes (Escobet, 2007, 2017 y 2019), se muestra el porcentaje de explotaciones de transición diagnosticadas con mala calidad de aire. En el año 2007, un 68 % de las instalaciones revisadas presentaban mala calidad del aire, en 2017 un 64 %, y en 2019 un 63 %. La evolución muestra que en el periodo 2007-2017 mejoró solo un 4 %, y el 5 % de 2007 a 2019. La conclusión que se obtiene de estos datos es que la calidad de aire ha mejorado en los últimos 12 años, pero de forma muy lenta y con una tendencia a mantenerse más

5.000 ppm que a seguir mejorando.

Sin calefacción y ventilación reducida

CO 2 (ppm) Con calefacción y ventilación mínima

Humedad relativa (%)

Sin calefacción y ventilación reducida

Temperatura (ºC)

30 ºC

29ºC

28 ºC

27 ºC

26 ºC

25 ºC 80 % HR 75 % HR 70 % HR 65 % HR 60 % HR 55 % HR 50 % HR 45 % HR 40 % HR

CONVECCIÓN Y RECIRCULACIÓN DE AIRE

La transferencia de calor por convección está influenciada por la posición del cerdo y su temperatura superficial, temperatura del aire del entorno y velocidad del aire (DeShazer, Hahn y Xin, 2009). Un aumento de la velocidad del aire o una reducción de la temperatura del aire aumentará las pérdidas de calor por convección. En lechones de transición, la velocidad del aire tiene mayor efecto que la temperatura del aire (Riskowski et al., 1990).

En climas cálidos la velocidad del aire tiene un efecto beneficioso, pero es problemático en climas templados y fríos (De Shazer et al., 2009). Las corrientes de aire y oscilaciones de temperatura estresan el sistema inmunitario por lo que aumenta la susceptibilidad a enfermedades (Kelley, 1980).

Las granjas diagnosticadas con corrientes de aire (Escobet, 2007, 2017 y 2019), entre el 2007 (83 %) y el 2017 (82 %) se mantienen con porcentaje alto, pero aumentan entre el 2007 (83 %) y el 2019 (89 %). Actualmente es el principal problema que afecta al confort, ya que en 9 de cada 10 explotaciones de transición se diagnostican corrientes de aire, cuyo origen es multifactorial (tabla 1).

El diagnóstico de las corrientes de aire se realiza con una sonda de grado de turbulencia, que mide temperatura del aire, velocidad del aire e intensidad de la turbulencia. En la figura 2 se muestra el proceso de medición en granja en la zona ocupada por el cerdo, por ejemplo, en lechones entre 0,20 m (tumbados) y 0,5 m (de pie), y en cerdos entre 0,5 m (tumbados) y 1 m (de pie). Las mediciones se realizan por segundo durante un periodo de 3 minutos.

El grado de turbulencia tiene efectos muy importantes en el estrés del cerdo. Scheepens et al. (1988, 1991 y 1996) comprobaron el efecto de las corrientes de aire en lechones y vieron una reducción de la respuesta inmunitaria y del crecimiento, un aumento de la sintomatología clínica (tos, estornudos, diarrea, lesiones cutáneas) y presencia de lesiones neumónicas en pulmón.

ENERGÍA RADIANTE

El intercambio de calor por radiación significa pérdida o ganancia en forma de radiación electromagnética (rayos infrarrojos), entre la piel del cerdo y superficies a cierta distancia con distinta temperatura. El intercambio por radiación es considerable, y la mayoría de las veces no se tiene en consideración.

El nivel de aislamiento térmico del edificio tiene efectos importantes en la temperatura radiante, tanto en verano como en invierno. Cuando la temperatura de la piel de un cerdo es mayor a la temperatura radiante media, ese cerdo cede calor al ambiente por radiación. Si es al revés, el cerdo recibe calor del medio.

La temperatura radiante se mide con una sonda de globo negro. Este instrumento consiste en una esfera pintada de negro mate (emisividad 0,95), buen conductor de calor (cobre, aluminio, etc.), con un diámetro de 150 mm y un espesor de entre 0,005 y 0,2 mm. En su interior se coloca un termómetro o termopar tipo K. Hay que realizar las mediciones con precaución, ya que esta sonda tiene un tiempo de respuesta elevado (15-30 min) y antes de validar la medición necesita estabilización. Por este motivo no es útil para determinar la temperatura radiante media en ambientes que cambian muy rápidamente.

La figura 3 muestra la medición de la radiación térmica con una sonda de globo. Este instrumento permite integrar en un valor medio la radiación procedente de todas las superficies que rodean al cerdo. También debe medirse la temperatura del aire para determinar la temperatura efectiva del cerdo.

CONFORT POR CONTACTO DIRECTO

La transferencia de calor por conducción ocurre de una superficie de mayor a menor temperatura por contacto directo. Este intercambio depende de la temperatura de la piel, del área de con

Figura 4. Efecto de la cama en lechones lactantes para minimizar las pérdidas de calor por conducción.

Figura 5. Consecuencias negativas de la circulación del aire (humo) en una transición en verano.

El rendimiento del cerdo es máximo cuando el ETC le permite producir dentro de la zona en la que puede regular las pérdidas de calor, con un esfuerzo mínimo, y sin efectos adversos sobre el rendimiento.

tacto y de la conductividad térmica del material de contacto (De Shazer, 2009).

La tecnología de medición puede ser por infrarrojos sin contacto (cámara o termómetro), o por termómetro de contacto. La técnica de medición sin contacto analiza la radiación infrarroja emitida por la superficie del objeto. La cámara termográfica tiene ventajas, porque es rápida y fácil, detecta temperaturas críticas en objetos muy pequeños y puede medir grandes superficies. Para esta técnica es necesario conocer la emisividad y la diferencia de temperatura entre el objeto a medir y el aire. En las superficies difíciles, como metales brillantes, se debe determinar la emisividad utilizando como referencia un termómetro de contacto o aplicar recubrimientos al objeto con emisividad conocida.

La figura 4 muestra el efecto de la cama en lechones lactantes para minimizar las pérdidas de calor por conducción. La imagen termográfica muestra una temperatura en la rejilla libre (20,5 °C) próxima a la del aire, pero insuficiente para lechones. La cama con 27,2 °C también protege al lechón de corrientes de aire de la fosa. La superficie del lechón muestra 38,6-39,3 °C, también por el efecto térmico de la calefacción localizada (lámpara).

INTERCAMBIO DE CALOR POR EVAPORACIÓN

En situaciones de calor, los cerdos mantienen su homeotermia disminuyendo la producción de calor metabólico y aumentando las pérdidas de calor. Las pérdidas de calor por evaporación se generan por respiración y transpiración. Los cerdos no pueden prácticamente transpirar, por lo que la evaporación es su método para perder calor (Morrison et al., 1967; Hacker et al., 1994). El aire espirado está casi saturado y con una temperatura ligeramente inferior a la corporal interna, lo que genera pérdidas de calor. En una situación normal, el cerdo tiene una tasa de entre 20 y 40 respiraciones/min, pero un cerdo estresado por calor puede llegar a 100-120 respiraciones/min (Eigenberg, 2002; Huynh et al., 2005b).

Con la piel mojada, puede evaporar a una gran velocidad (Ingram, 1965). Con calor, los cerdos se revuelcan en sus propias heces y orina para aumentar las pérdidas por evaporación, sobre todo cuando la evaporación vía respiratoria alcanza su límite (Huynh et al., 2005b).

La figura 5 muestra las consecuencias negativas de la circulación del aire (humo) en una transición en verano. Los lechones tienen estrés térmico por frío debido a la excesiva pérdida de calor. La causa primaria es el manejo inadecuado de la refrigeración evaporativa. El sistema de refrigeración genera mayor humedad y menor temperatura, y además la velocidad del aire es considerable. Esto provoca elevadas pérdidas de calor por evaporación en la piel y por convección debido a la velocidad del aire. Las consecuencias sobre el bienestar son muy negativas; el estrés por frío genera necrosis y mordeduras auriculares visibles, y también pérdidas sanitarias y productivas.

Cuando los lechones empiezan con síntomas de calor (jadeo, frecuencia cardiaca, postural, etc.) se debe recuperar el confort, inicialmente con aire seco, para eliminar calor sensible por convección en la piel, direccionando el aire más o menos sobre ellos, pero sin velocidad excesiva (1 m/s). Cuando la temperatura del aire es superior a la de la piel del lechón hay que activar de forma muy progresiva la refrigeración evaporativa, que es un sistema de enfriamiento indirecto, por lo que hay que direccionar el aire hacia la parte aérea de la sala para realizar el proceso evaporativo.

Bibliografía disponible en www.albeitar. grupoasis.com/bibliografias/ bienestarporcino.pdf