Abelardo Correa-Calderón Ph D. Universidad Autónoma de Baja California MANEJO MEDIOAMBIENTAL PARA MEJORAR EL CONFORT DEL GANADO LECHERO BAJO CONDICIONES DE ESTRÉS CALÓRICO Abelardo Correa-Calderón Ph D. Universidad Autónoma de Baja California

CARGA DE CALOR El calor total obtenido por el animal es por medio de la producción de calor metabólico (interno) y el calor recibido del medio ambiente. Producción interna de calor: Mantenimiento diario (basal) Actividad Producción (leche, carne, etc)

Avances en la industria lechera VS.

Una persona inactiva de un peso de 82 kg genera una cantidad de calor equivalente a un foco de 100-watt … Una vaca Holstein de un peso de 720 kg genera calor equivalente a nueve focos de 100 watt!

… Una vaca Holstein de 720 kg produciendo 43 kg/d de leche genera una cantidad de calor equivalente a 17 focos de 100-watt!

Calentamiento Global Desde que se empezaron a registrar los datos globales de temperatura en 1861, el record del año más caliente lo tiene 1998, y le siguen 2005, 2002, 2003, 2004 y 2006 (Organización Meteorológica Mundial) En los últimos 30 años se ha observado una tendencia a incrementarse la temperatura del planeta. Esto es lo que se llama calentamiento global: la temperatura media de la superficie de la tierra se ha incrementado en 0.7 C desde principios del siglo XX.

Es muy probable que la productividad del ganado vacuno disminuya, como respuesta al aumento de la temperatura y con consecuencias adversas para la seguridad alimentaría.

“Para ayudarme, primero conoceme!” UUF! “Para ayudarme, primero conoceme!”

ZONA TERMONEUTRAL Es el rango de temperatura ambiental dentro del cual la eficiencia óptima puede ser esperada sin requerirse una alteración en el metabolismo basal, y la regulación de la temperatura corporal es alcanzada por medios no evaporativos (Bligh y Johnson, 1973).

Zona termoneutral para diferentes especies de ganado Ganado: ZT (° C) Lechero 5 - 25 Carne -5 - 29 Porcino 0 - 20

ESTRÉS CALÓRICO Cualquier combinación de condiciones medio ambientales que cause que la temperatura del ambiente sea mayor que la zona termoneutral (Buffington et al., 1981)

ÍNDICE DE TEMPERATURA Y HUMEDAD (ITH) ITH relaciona los efectos combinados de la temperatura ambiental y humedad con el confort y eficiencia del animal. ITH= T-(0.55-0.55 X HR) (T -58) Donde: Ta = Temperatura ambiente, °F HR = Humedad relativa expresada en decimales

“La vaca lechera experimenta estrés calórico cuando“El Indice de Temperatura y Humedad” (THI) excede 72. Este índice esta basado en la relación de temperatura y humedad relativa.” Cual es tu área durante el verano?

Un ITH de 72 puede ser dado por diferentes combinaciones de temperatura y humedad ambiental como por ejemplo: 88°F (31 °C) y 0% 79°F (26 °C ) y 40% 72°F (22 °C ) y 95%

Ajustes Fisiológicos Incrementa: - Temperatura corporal (> 39° C) - Frecuencia respiratoria (> 80 resp./min) - Tasa de sudoración - Incrementa el flujo sanguíneo a la piel - Consumo de agua.

BALANCE TÉRMICO Cada vaca en particular tiene un balance térmico natural, el cual es el adecuado para los procesos fisiológicos y productivos normales. El balance térmico solo existe cuando la ganancia neta de calor es igual a la pérdida del mismo (Beede et al., 1987)

PÉRDIDAS DE CALOR PRINCIPALES VIAS: No evaporativas o pérdidas sensibles debido a que el flujo de calor al medio ambiente puede ser medido como tal (radiación, convección y conducción). Evaporativas o pérdidas insensibles, ya que el calor eliminado es por medio de humedad (sudor y respiración)

Una vaca tiene diferentes mecanismos naturales que le ayudan a disipar calor de su cuerpo… Conducción … El calor fluye de la vaca a un medio más frío Conforme la temperatura del medio alcanza la temperatura corporal, las pérdidas de calor por conducción se reducen, pudiéndose transformar en ganancias.

Convección … La pérdida de calor es incrementada por movimiento de aire. Conforme la temperatura del aire excede la temperatura corporal, la convección se transforma en una manera de ganar calor.

Radiación … La vaca radía calor a un ambiente más frío, por ejemplo hacia el cielo durante la noche. Conforme la superficie o ambiente alrededor de la vaca incrementa su temperatura por arriba de la corporal, la radiación térmica de estas superficies se convierte en una fuente de calor.

Evaporación … El calor se pierde en forma de vapor de la superficie de la vaca (sudor y respiración). En climas cálidos es la única forma por la cual la vaca pierde calor. Muy poca evaporación toma lugar en la superficie corporal, por lo cual esto no es suficiente.

Cuando la temperatura ambiental es cercana a la corporal además de un alto % de humedad en el ambiente, todos los mecanismos de enfriamiento de la vaca son ineficientes. UUFF! Como consecuencia la temperatura corporal de la vaca se incrementa y la vaca muestra signos de estrés calórico. El primer signo es que la vaca come menos… para producir menos calor metabólico.

Requerimientos para Consumo y producción Cambios en requerimientos, consumo de materia seca, agua y producción de leche a diferentes temperaturas ambientales Requerimientos para Consumo y producción 27 kg de leche esperados Temp Requerim Consumo Consumo Produción Consumo (°C) mant. (%) M.S (kg) M.S (kg) leche (kg) agua (kg) -5 118 19.3 19.3 27.0 63 15 100 18.2 18.2 27.0 67 25 104 18.4 17.7 25.0 74 30 111 18.9 16.9 23.0 79 35 120 19.4 16.7 18.0 120 40 132 20.2 10.2 12.0 106

ESTRATEGIAS PARA REDUCIR EL ESTRÉS CALÓRICO Tres estrategias básicas de manejo han sido sugeridas para reducir el estrés calórico: - Genética. - Manejo nutricional. - Manejo del medio ambiente. (Beede and Collier, 1986)

MANEJO DEL MEDIO AMBIENTE Un método efectivo para modificar el medio ambiente ha sido el desarrollo de un sistema integral basado en el uso de sombras y sistemas de enfriamiento (Bucklin et al., 1991)

La reducción de la radiación solar por el uso de sombras en vacas lecheras, incremento la producción de leche y composición en comparación con vacas sin este beneficio (Román-Ponce et al., 1977)

SOMBRAS VACAS LACTANTES: Durante periodos de verano, vacas lecheras expuestas directamente a la radiación solar obtienen una carga de calor mayor que la producción de calor metabólico (Bond et al., 1987)

Producción composición de la leche e incidencia de mastitis para vacas Holstein con y sin sombra. Sombra No sombra Prod. de leche (kg/d) 16.6 15.0* Grasa (%) 3.6 3.6 Proteína (%) 3.3 3.2 Mastitis (%) 9.0 19.0** Fuente: Roman-Ponce et al. (1977) *(P<.10), **(P<.05)

Eficiencia reproductiva de vacas Holstein con y sin sombra. Sombra No sombra Preñez (%) 44.4a 25.3b Servicios/preñez 2.2 3.9 Muerte embrionaria 0 2.0 Fuente: Román-Ponce et al. (1977) ab (P<.05)

Establos lecheros diseñados para alojamiento abierto tienen localizada la sombra en el centro del corral y el área de comedero sobre el perímetro del mismo. Sombras instaladas sobre el comedero en este tipo de granjas han mejorado el consumo de alimento y la producción de leche.

Producción de leche y consumo de alimento de vacas Holstein con sombra en el área del comedero Sombra No sombra Prod. de leche (kg/d) 31.0 28.8* Grasa en leche (%) 3.5 3.4 Cons. de alimento (kg/d) 21.9 20.5* Fuente: Armstrong y Wiersma (1988) * (P<.05)

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Si el agua y alimento no esta disponible cerca o debajo del área de sombra, las vacas necesitan seleccionar entre dejar el confort de la sombra o comer y beber. Esta situación resulta en un reducido consumo de alimento y agua, y por consiguiente una menor producción.

CONSUMO DE AGUA Un inadecuado suministro de agua disminuye la producción de leche más drásticamente que cualquier otro nutriente. La disponibilidad permanente de agua no asegura un adecuado consumo de la misma, por lo que se recomienda realizar una evaluación periódica de su consumo

Factores que Afectan el Consumo de Agua Estado fisiológico Nivel de producción Cantidad de materia seca consumida Temperatura y humedad del ambiente Temperatura del agua Calidad y disponibilidad del agua

Promedios de consumo de agua por día para ganado lechero1 Cuadro 1. Promedios de con sumo de agua por día para ganado lechero1 Promedios de consumo de agua por día para ganado lechero1 En producción (kg/d) Consumo de agua (L) Jersey 13.6 49.2 - 58.6 Guernsey 13.6 52.2 - 60.5 Ayrshire, Pardo Suizo Y Holstein 13.6 54.8 - 64.3 22.7 90.8 - 102.1 36.7 143.8 - 159.0 45.4 181.6 - 196.8 Vaca seca 6-9 meses de preñez 34.0 - 49.2 Fuente: Adams (1986). 1Para temperaturas ambientales entre 10 y 27 C y consumiendo una ración basada en forraje-concentrado. 13.6 52.2 - 60.5 Y

COMPORTAMIENTO La vaca lechera ingiere entre el 30 y 50% de su consumo diario de agua dentro de la primera hora posterior al ordeño. El volumen de agua consumido varía de 4 a 16 L por minuto. La cantidad de agua requerida para producir un kg de leche es de 5 kg aproximadamente.

Para animales en confinamiento los bebederos deben ser localizados en el área de baño de la ordeña, en las salidas de la sala de ordeña y a no más de 15 m del área de comedero. Proveer al menos dos bebederos por corral.

TEMPERATURA DEL AGUA En regiones con altas temperaturas ambientales durante el verano, el agua disponible para consumo por parte del animal frecuentemente presenta elevadas temperaturas. Lofgreen et al. (1975) encontraron que comúnmente el agua para consumo animal alcanza temperaturas de 32 C en el valle Imperial en California.

El proporcionar agua fría para consumo en el ganado lechero bajo estrés calórico ha mostrado incrementar su confort debido a que absorbe una mayor cantidad de calor, ayudando al ganado a mantener su temperatura corporal a niveles cercanos al normal (Milam et al., 1986).

Cuadro 4. Efecto de la temperatura del agua de consumo sobre la cantidad de calor absorbido en Efecto de la temperatura del agua de consumo sobre la cantidad de calor absorbido en vacas Holstein bajo un estrés calórico moderado1. Temp. Temp. Valor Consumo Calor Corporal - Agua = Enfriamiento Agua = Absorbido ( C) (C) (Kcal) (L) (Kcal) 39 12.8 26.2 20.7 542.8a 39 26.7 12.3 28.5 350.2b 39 10.0 29.0 24.8 717.8a 39 16.0 23.0 27.4 631.2a 39 22.0 17.0 29.2 497.0b 39 28.0 11.0 31.0 341.3c a,b,cMedias con diferente literal difieren (P<.05). 1Las vacas fueron privadas del agua a partir de las 7:00 y estuvo disponible para consumo a las 13:00 h durante 10min.

SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO Los beneficios de las sombras han sido demostrados, sin embargo durante el verano el ganado esta aún expuesto a altas temperaturas del aire. Las sombras cambian el balance de la radiación, pero no afectan la temperatura del aire y humedad (Buffington et al., 1983)

Opciones para el enfriamiento de vacas Las opciones disponibles consisten en enfriar el aire alrededor de la vaca o enfriar la superficie corporal de la vaca. El climas áridos y secos el aire puede ser efectivamente enfriado usando enfriamiento evaporativo ya que este disminuye la temperatura del aire, pero incrementa la humedad relativa.

En climas húmedos el bañar a la vaca y secarla por medio de abanicos incrementa la pérdida evaporativa de calor de la superficie corporal de la vaca. El aire es un pobre conductor de calor comparado al agua, por lo que es mas eficiente la pérdida de calor evaporando el agua de la superficie del animal.

Un método de enfriamiento artificial que es eficiente y de bajo costo, es a base de aspersores y abanicos. Este método combinado con sombras reduce la ganancia de calor externa e incrementa las pérdidas de calor por convección y evaporación por parte del animal.

El uso de aspersores y abanicos en el área de espera han mejorado la producción de leche en 0.8kg/d en vacas Holstein ordeñadas tres veces al día en comparación con vacas sin enfriamiento en esta área (Wiersma and Armstrong, 1983).

Vacas Holstein enfriadas 5 veces al día en el área de espera, incrementaron su producción en 2.5 kg/d sobre vacas que no recibieron este beneficio (Wolfenson et al., 1984).

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Parámetros productivos y fisiológicos de vacas Holstein bajo un sistema de sombra y enfriamiento. Aspersores Sombra y abanicos Prod. de leche kg/d) 23.3 25.3 Temperatura rectal (°C). 39.2 38.8* Consumo de alim. (kg/d) 32.8 35.1 Células somáticas (103) 285.0 247.0* Fuente: Igono et al.(1987) * (P<.05)

Eficiencia productiva y reproductiva de vacas Holstein bajo un sistema de enfriamiento en el valle de Mexicali. Aspersores Sombra y abanicos Prod. de leche (kg/d) 26.6 30.6** Grasa en leche (%) 3.3 3.3 Proteína en leche (%) 3.2 3.1 Células somáticas (103) 314.0 293.0* Tasa de respiración (resp/min) 90.0 72.0** Fuente: Correa et al. (2002) * (P<.05), **(P<.01)

Efecto del enfriamiento sobre la tasa de preñez de vacas Holstein bajo estrés térmico Tratamiento (%) Testigo 0.0a (0)* Aspersores y abanicos 75.0b (9) Korral kool 58.3b (7) Fuente: Correa (2005) * El numero dentro del paréntesis indica la cantidad de vacas preñadas. ab(P<.05)

Efecto del enfriamiento sobre la producción de leche de vacas Holstein bajo estrés térmico Tratamiento Producción (kg) Testigo 31.0a Aspersores y abanicos 39.1b Korral kool 37.9b Fuente: Correa (2005) ab(P<.05)

Efecto del enfriamiento sobre la producción de leche de vacas Pardo Suizo bajo estrés térmico Tratamiento Producción (kg) Testigo 29.8a Aspersores y abanicos 31.3a Korral kool 31.4a Fuente: Correa (2005) a(P>.05)

Producción de leche (Kg) de vacas Jersey con y sin enfriamiento (aspersores y abanicos) Año Tratamiento n 1999 n 2000 No enfriamiento 56 21.8a 101 20.5a Enfriamiento 56 23.1b 97 22.4b Fuente: Keister et al. (2002) A,b(P<0.01)

Número de animales preñados Resultados reproductivos de vacas Jersey con y sin enfriamiento (aspersores y abanicos)1999. Número de animales preñados Tratamiento n Inicio exp. Final exp. Pérdida embrionaria No enfriamiento 56 26 54a 2 Enfriamiento 56 25 56a 1 Fuente: Keister et al. (2002) a (P>0.05)

Como determinar si la instalación de un sistema de enfriamiento artificial es requerida en ganado lechero?

Tome la temperatura rectal de 10 vacas en un día caluroso Tome la temperatura rectal de 10 vacas en un día caluroso. Si un 80% de ellas tienen una temperatura rectal mayor de 102 °F (39.2°C), sus vacas necesitan de algún tipo de enfriamiento artificial.

Camara Infraroja Esta camara detecta ondas de calor que no son visibles al ojo humano Software usado para analizar las imagenes Infrared region of the electromagnetic spectrum Temperature distribution of animal is obtained as a thermogram,

Imagen Temperatures at various regions of the body are shown with different colors

Pistola de Rayos infrarojos

Tome la tasa de respiración de 10 vacas Tome la tasa de respiración de 10 vacas. Si el promedio de respiraciones por minuto es de 80, sus vacas requieren de un enfriamiento adicional al natural.

Si el consumo de alimento y la producción de leche se reducen en más de un 10% durante el verano, esto es indicativo de que es requerido algún tipo de enfriamiento artificial.

Producción de leche estimada para dos diferentes sistemas de enfriamiento, comparado con el uso de sombras. Fuente: Armstrong (1994) Incremento diario de leche (kg/d) Nivel de producción Korral kool Aspersores y rango de temp (° C) (2.2 kw) y abanicos Alto (>38.5 kg/d) >40.5 7.5 4.0 35-40 6.0 3.2 <35 6.3 2.8 Medio (29.5-38.5 kg/d) >40.5 6.4 2.2 35-40 5.2 2.8 <35 4.5 2.5 Bajo (<29.5 kg/d) >40.5 5.6 3.2 35-40 4.5 2.6 <35 3.9 2.3

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CONCLUSIONES Los sistemas de enfriamiento reducen el estrés por altas temperaturas, pero el grado de este efecto dependerá del tipo de sistema a usar, del clima y del nivel de producción de las vacas. Sombras y sistemas de enfriamiento deben ser utilizados como un sistema integral de manejo medio-ambiental para producir un considerable alivio al estrés calórico al que esta sujeto el animal durante el verano.

CONCLUSIONES El uso de sombras en ganado lechero reduce la ganancia de calor por concepto de la radiación solar, además de ayudar a la pérdida de calor por las diferentes vías existentes. La estructura de la sombra debe ser diseñada adecuadamente para poder obtener el máximo beneficio posible sobre la eficiencia del animal.

MUCHAS GRACIAS