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Hasta un 47% de mejora en la eficiencia energética en las granjas de porcino y sistemas más baratos y accesibles para medir la presencia en el aire de estas explotaciones de amoníaco, un gas que perjudica tanto la salud de los animales como la de los trabajadores. Estas son dos de las contribuciones de la tesis presentada recientemente por la ingeniera agrónoma Tamara Arango en el Campus Terra de la USC.
La tesis, que lleva por título “Caracterización e interacción de variables ambientales en el interior de alojamientos porcinos de transición en el Noroeste peninsular” fue dirigida por los profesores del Departamento de Ingeniería Agroforestal de la USC Manuel Ramiro Rodríguez Rodríguez y María Dolores Fernández Rodríguez, integrantes del grupo de investigación Modelización, Energía y Mecanización en Biosistemas (BioMODEM).
Tu tesis lleva por título “Caracterización e interacción de variables ambientales en el interior de alojamientos porcinos de transición en el Noroeste peninsular” ¿Que te llevó a centrar tu estudio en esta temática?
Mediante una beca para recién titulados de la Xunta de Galicia, me incorporé al grupo de investigación GI1720 del Campus Terra para colaborar en el proyecto “Estrategias de control y automatización para la eficiencia energética y productiva en explotaciones porcinas de destete”. Me pareció un proyecto interesante, ambicioso y muy novedoso.
Con este proyecto se permitiría redefinir el modelo de explotación porcina de cría de lechones de 6 a 20 kg de peso vivo para hacerla más sostenible, analizando las concentraciones de gases y otras variables ambientales que inciden en el bienestar animal, así como el comportamiento animal en cuanto a alimentación y actividad, y posterior creación de modelos de predicción que sirvan de ayuda en el planteamiento y ejecución de nuevos sistemas de control de las instalaciones (calefacción, ventilación e iluminación). Estas técnicas que contribuirían al ahorro y a la eficiencia energética, sin olvidar la eficiencia productiva.
“Hay mucho margen de mejora en la calidad del aire de las granjas de porcino, sobre todo en la reducción del amoníaco”
Dentro de este amplio proyecto, con mi tesis se pretendió alcanzar un mayor conocimiento del ambiente interior de explotaciones porcinas, de las variables que intervienen en la producción, así como de la interacción entre estas. Con el análisis y medición de la actividad animal junto a variables que intervienen en el bienestar animal y humano (temperatura, humedad, CO2, etc.) se pretendió emplearlas como base de los sistemas de control de las instalaciones. Esta perspectiva combinaba los factores ambientales y de bienestar animal con los productivos, dando una nueva visión de estos y de la producción ganadera. Esto configurando una nueva imagen del sector que se ha de proyectar así ante la sociedad, como un sector moderno, productivo e implicado en el bienestar animal y el medio.
¿En que aspectos existe más margen de mejora en el ambiente interior de las explotaciones de cría de lechones de porcino que estudiaste?
En la calidad del aire, caracterizada por la concentración de gases y partículas en suspensión. Muchos trabajos relacionaron las altas concentraciones de CO2 y NH3 con problemas de salud, tanto en el animal como en los propios trabajadores. De todos los gases presentes en los alojamientos ganaderos, el NH3 o amoníaco es uno de los gases que requiere un estudio más profundo debido a sus elevadas emisiones y a la influencia que los elevados niveles de concentración tienen sobre la salud y la producción de los animales, especialmente en porcino.
¿Cuáles serían, por tanto, las condiciones ambientales excelentes o recomendables en el interior de estas instalaciones de porcino?
Las recomendaciones de temperatura durante la fase de transición varían desde los 30-32 ºC hasta los 19-25 ºC para 5 y 20 kg de peso vivo. Para la humedad se consideran valores adecuados entre lo 50 y el 75%. En cuanto a la concentración de NH3 los valores no deberían superar las 10 ppm, mientras que existen recomendaciones más estrictas de no exceder las 7 ppm. En el caso de las concentraciones de CO2 deben de estar por debajo de las 3000 ppm, mientras que para otros autores establecen concentraciones por debajo de 1540 ppm.
Recomiendas incluir la humedad relativa entre los parámetros analizados para el control ambiental de estas instalaciones ganaderas. ¿Por que? ¿Qué mejoras podría suponer?
La humedad relativa se muestra como la variable con mayor efecto sobre la eficiencia energética. Un mejor manejo de la humedad dio lugar a un ahorro del 17% de la energía de los sistemas de climatización, lo que se tradujo en un ahorro entre lo 33 y el 47% de la energía aplicada por kilogramo de lechón producido. Por lo tanto, la inclusión de la humedad como variable control podría suponer mayores tasas de ventilación con consecuencias positivas en el bienestar animal, en la reducción del consumo energético del sistema de calefacción y en la mejora de la productividad.
“Un mejor manejo de la humedad permitió hasta un 47% de ahorro en electricidad”
Propones un modelo de regresión lineal para controlar el ambiente interior de estas granjas de porcino. Explica en que consiste y que mejoras podría suponer para los ganaderos y para el bienestar animal…
Uno de los objetivos de esta tesis fue el estudio de las variables ambientales así como de la interacción entre las mismas, prestando especial atención a la estimación de la concentración de NH3 a través de otras de más fácil medición. La concentración de NH3 es una variable con una medición compleja y cara que presenta múltiples problemas, especialmente la detección en continuo, ya que precisa de equipos extremadamente caros y con elevados costes de mantenimiento.
En este sentido, existen diversos trabajos buscando relacionar de forma fiable la concentración de NH3 con otras variables de más fácil medición, con el fin de ser utilizadas para el control de las instalaciones. El empleo de modelos de regresión lineal entre las distintas variables ambientales permiten inferir unas en función de otras de modo que, minimizando el número de sensores y manteniendo la precisión, caractericen la calidad ambiental global del alojamiento y permitan que, mediante la observación y el análisis de todos los datos disponibles, sea posible anticiparse a los cambios que se produzcan.
De los modelos obtenidos, destacan los modelos basados en las variables concentración de CO2 en la zona animal y temperatura medida en el corredor exterior, ya que proporcionan buenos ajustes en la estimación del NH3 y están basados en variables de fácil medición, siendo sensores de bajo coste y de uso factible para el ganadero.
“Se puede facilitar la medición del amoníaco con modelos basados en la temperatura media del corredor exterior y de la concentración de CO2 en la zona animal”
-También recomiendas en tu tesis el uso de ecuaciones senoidales para estimar la humedad relativa y la concentración de amoníaco. ¿Qué mejoras supondría?
El uso de ecuaciones senoidales para la estimación de la humedad relativa y la concentración de NH3 resultaría beneficioso para los ganaderos, ya que proporcionan información sobre los niveles de las variables y, por lo tanto, sobre el nivel de contaminantes y confort térmico al que están expuestos los animales. Debido a que la simplicidad de la expresión permite la implementación en muchos controladores convencionales, las ecuaciones senoidales son útiles para el control en tiempo real del sistema de control climático, lo que mejoraría el bienestar animal.
Para el ensayo experimental, contamos que disposición de varias explotaciones comerciales, además se estableció contacto con una empresa de reciente creación, AutoFarm, dedicada a la monitorización y control de explotaciones agropecuarias mediante el manejo de hardware y software propios.
El bienestar animal es una de las preocupaciones crecientes en los consumidores. ¿Crees que la legislación va a incorporar cambios para mejorar el ambiente interior de las granjas de porcino?
Sí, hoy en día, además de contar con una estricta regulación de bienestar animal, cada vez es más frecuente encontrarse con un perfil de consumidor cada vez más exigente, que obliga a que los productos de origen animal provengan de animales que habían estado en condiciones excelentes durante su vida. En este contexto, el sector se enfrenta al desafío de encontrar sistemas más eficientes que minimicen el impacto que actividad genera, reduciendo la emisión de gases como el CO2 y el NH3.
Otro gran reto al que se enfrenta el sector porcino, es la reducción del uso de antibióticos. Actualmente la legislación europea trabaja en el propósito de limitar cada vez más el uso de antibióticos en animales en favor de otras medidas, reforzando la salud de los animales mediante un mejor manejo y una mejora de las instalaciones, y con una mayor bioseguridad para prevenir la aparición de enfermedades en los animales. También se reducirá la densidad de animales, en determinadas fases de su crecimiento, para proporcionar el espacio necesario.
Una vez presentada tu tesis, ¿Hacia donde te gustaría orientar tu carrera profesional?
Actualmente estoy trabajando en la publicación de parte de mi tesis doctoral, y me gustaría seguir vinculada al mundo de la investigación, a ser posible, en la temática en la que estoy especializada. Pero dada la situación actual de la investigación en España, y particularmente en Galicia, no descarto otras opciones. Gran parte de la salida profesional como investigadora pasa por salir fuera de España, y aunque para mí esa experiencia no sería nueva, de momento prefiero desarrollar mi carrera profesional en mi entorno, aunque cómo decía no cierre ningún camino.
¿Algo más que quieras añadir?
Me gustaría resaltar y poner en valor a investigación que se realiza a pesar de los escasos medios económicos, y la necesidad de mejorar el sistema de gestión de la investigación en Galicia, ya que resulta imposible entender el desarrollo económico y social de un país sin un sistema científico y tecnológico sólido. España se sitúa a la cola de Europa con un 40% menos en inversión en I+D+i. Aunque desde 2014 se experimentó una lenta recuperación sigue siendo insuficiente para alcanzar el nivel de países europeos a la vanguardia en investigación, mostrándose en Galicia una de las situación más desfavorable del país.
