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Barreras virtuales

En este artículo exploramos las barreras virtuales: oportunidades para la producción ganadera, la gestión de la naturaleza y la combinación de ambas.
Cattle wearing virtual fencing collars
© KU Leuven

Aproximadamente un tercio de las tierras habitables son pastos marginales no adecuados para la producción agrícola. Estos solo pueden contribuir a la producción de alimentos y a una importante fijación de carbono si ellos se pasta de manera eficiente.

Sin embargo, muchas de estas tierras marginales de pastoreo se encuentran en lugares remotos o montañosos y tienen formas muy irregulares. Dado que el nivel de producción de estas tierras es relativamente pobre, se requieren grandes pastos y el rebaño debe desplazarse de un campo a otro. Dado que cercar todas estas zonas de pasto marginales representa un proceso harto costoso e intensivo en mano de obra, el agricultor tiene dos opciones: guiar sus rebaños o buscar alternativas modernas.

Historia de la tecnología de vallado virtual

Las vallas virtuales llevan muchos años en desarrollo. En 1973, se concedió una patente en Estados Unidos para un sistema dirigido a los animales domésticos, a fin de evitar que entraran o salieran de una zona predeterminada sin el uso de barreras visibles. Para ello, se colocó un cable emisor de señal que rodeaba la zona y se montó un receptor en cada animal, en sus collares, que emitiría un pulso eléctrico de baja potencia y alta tensión cuando el animal se acercara al cable. Aunque se probó con éxito y continúa utilizándose para perros y gatos, no fue posible adaptarlo al ganado, como las cabras. Además, al seguir confiando en la instalación de cables fijos, aunque suelen ser subterráneos, el sistema no permitía adoptar esquemas flexibles de pastoreo destinados a la producción ganadera. A lo largo de los años noventa se aplicó una variación de los sistemas de vallado virtual y en 1999 se patentó un primer dispositivo que empleaba tecnología GPS. Este nuevo enfoque permitió que las vallas no solo fueran invisibles, sino también dinámicas, sin necesidad de instalar cables. Además, el nuevo collar emitía una señal de audio que precedía al pulso eléctrico cuando el animal se aproximaba a la barrera virtual. Esto permitió a los animales aprender a asociar ambas señales y a evitar los molestos impulsos eléctricos respondiendo a las señales de audio y regresando a su posición anterior.

Figura 1 – Se utiliza un rebaño de 5 ovejas y 5 cabras para una gestión muy específica a través del pastoreo

Figura 1 - Se utiliza un rebaño de 5 ovejas y 5 cabras para una gestión muy específica a través del pastoreo (Clic para ampliar)

Comercialización de la tecnología de vallado virtual

La tecnología se ha probado exhaustivamente y optimizado durante los últimos 20 años en términos de precisión de posición, vida útil (batería), intensidad del pulso eléctrico en relación con la especie y la edad del animal, capacidad de respaldar el aprendizaje asociativo entre las señales de audio y el pulso eléctrico, y minimizar el efecto sobre la conducta y el bienestar de los animales que llevan los collares. Sin embargo, el primer sistema de vallado virtual para ganado solo llegó al mercado en 2017. En Australia y Nueva Zelanda, Agersens lanzó el sistema para ganado bajo el nombre comercial eShepherd®. Nofence, una empresa noruega, aportó dos tipos de collares al mercado europeo, el primero dirigido a ovejas y cabras, y recientemente presentaron un collar para ganado bovino. La empresa estadounidense Vence comercializa la tecnología para ganado en el continente americano. Todas estas marcas aplican más o menos el mismo principio donde un collar con GPS rastrea constantemente la posición del animal y la coteja con los límites virtuales establecidos por el ganadero y descargados en el collar. Si el animal se aproxima a la barrera virtual, el collar emite una señal de audio cuya intensidad y tono aumentan a medida que el animal se acerca más a la valla. Si el animal no responde a la señal de audio, de unos 10 segundos de duración normalmente, recibirá un pulso eléctrico. El pulso tiene entre 30 y 50 veces menos energía que una valla eléctrica tradicional, pero aún así es suficiente para que los animales lo consideren desagradable. El ciclo de la señal de audio de 10 segundos seguida de la descarga eléctrica se repite 2 veces más si el animal no responde, o se considera «escapado», mientras que las señales de audio y los impulsos eléctricos se apagan hasta reiniciarse el sistema si el animal regresa a la zona permitida. El ganadero recibe notificaciones push cuando un animal recibe un pulso eléctrico o cuando se «escapa», y puede obtener información en directo sobre la posición de cada animal y el número de advertencias sonoras. Los collares tienen paneles solares incorporados que permiten cargar las baterías durante el día.

Figura 2- Representación esquemática de los 3 ciclos repetidos de advertencias sonoras (con aumento de tono e intensidad) seguidos de un pulso eléctrico antes de notificar al ganadero la existencia de un animal «escapado»

Figura 2 - Representación esquemática de los 3 ciclos repetidos de advertencias sonoras (aumento de tono e intensidad) seguidos de un pulso eléctrico antes de que notificar al ganadero la existencia de un animal «escapado» (Clic para ampliar)

Efecto sobre la conducta y el bienestar

Un periodo de aprendizaje efectivo resulta fundamental para el bienestar de los animales y el éxito del sistema de barreras virtuales. Dado que las vallas son invisibles y dinámicas, es importante que los animales no las asocien con marcadores de tierra visibles como árboles o cercados físicos (antiguos y no operativos). En su lugar, el objetivo es que asocien la barrera virtual con la señal acústica y, en consecuencia, el pulso eléctrico si no responden a esta última. Durante la fase de aprendizaje, con una duración normal aproximada de 1 semana, los animales debe exponerse lo suficiente a las barreras virtuales, pero la posibilidad de que las crucen debe ser limitada. Normalmente, los animales se rodean con una valla física lo suficientemente grande como para proporcionar suficiente alimento durante unas dos semanas, no mucho más grande ni más pequeña. Esta valla física evita que los animales escapen mientras aprenden el funcionamiento del sistema, controla su posición e impide en cierta medida que superen la barrera virtual. En consecuencia, se introduce una única barrera virtual en un lateral del terreno, a unos 10-20 metros de la valla física. Si los animales han tenido suficientes interacciones con la cerca (más de 20 señales de audio por animal) y el número de señales de audio fue más de 5 veces mayor que el número de pulsos eléctricos, se puede concluir que el animal ha comenzado a establecer la relación entre la señal de audio y la barrera virtual. En ese momento, normalmente 1 o 2 días tras la introducción de la primera barrera virtual, se puede introducir la segunda línea de valla virtual, etc. Tras introducir la cuarta barrera virtual y una vez que la mayoría de los avisos acústicos no vayan seguidos de un pulso eléctrico, podremos retirar la valla física. A partir de entonces, el ganadero puede empezar a desplazar la zona virtual, optando por geometrías más complejas e introducir también zonas de exclusión. Si respeta estas buenas prácticas, los animales pueden aprender el sistema en 1 semana.

Figura 3 – Representación esquemática de la introducción de barreras virtuales durante la fase de aprendizaje

Figura 3 Representación esquemática de la introducción de barreras virtuales durante la fase de aprendizaje [(Clic para ampliar)](https://ugc.futurelearn.com/uploads/assets/e1/e9/e1e95bc6-0485-443c-a9b0-ac8b7cea89e1.PNG

Una vez concluido el periodo de aprendizaje, prácticamente no se generarán más impulsos eléctricos. Los animales que se aproximan a una barrera virtual y reciben una señal acústica, suelen continuar pastando mientras regresan a su zona original. A partir de experimentos y observaciones, resulta evidente que existe una gran variabilidad en el rebaño en cuanto a cómo responden los animales ante el sistema de barreras virtuales y cómo influye en su conducta de pastoreo. En ovejas y cabras, así como en ganado bovino, se observó que algunos animales realmente exploran las barreras, buscan pastos frescos y nuevos, no se estresan cuando reciben una señal acústica y regresan justo antes de recibir un pulso eléctrico. Esos animales pueden recibir fácilmente hasta 100 señales acústicas por día. Por el contrario, algunos animales permanecen siempre en el lado seguro del rebaño y prácticamente no mantienen interacción alguna con las barreras virtuales. La supervisión del estrés basada en observaciones de la conducta, mediciones de la frecuencia cardíaca, cortisol y β-endorfina en sangre demostraron que la respuesta al estrés del ganado expuesto a tres pulsos eléctricos impredecibles por el sistema no se desviaba de los tratamientos habituales, como el pesaje de los animales.

Oportunidades de producción ganadera y gestión natural

El uso de una valla virtual para pastorear animales podría resultar beneficioso para el ganadero, dado que reduce el tiempo dedicado a la instalación y mantenimiento de vallas. La gran flexibilidad de este sistema permite trasladar la valla diariamente para ofrecer a los animales pastos frescos y respaldar una salud, bienestar y producción óptimas. Los pastos a los que normalmente debe dedicarse mucho tiempo o que no son ventajosos para estar dotados de barreras físicas, pueden gestionarse eficazmente con este sistema. Además, puede emplearse para gestionar paisajes culturales y reservas naturales con herbívoros, ya que la intensidad del pastoreo (y del pisoteo) puede optimizarse en función de la gestión y conservación naturales previstas.

Figura 4 – El collar de vallado virtual para ganado (por Nofence) en una vaca Baldy negra. Paneles solares en el lateral del cuello claramente visibles

Figura 4 - Collar de vallado virtual para ganado (por Nofence) en una vaca Baldy negra. Paneles solares en el lateral del cuello claramente visibles (Clic para ampliar)

Hace aproximadamente 10 años, la mayoría de las vacas lecheras de Bélgica y los Países Bajos se mantenían en interiores todo el año, práctica que permitía un mejor control y supervisión de la salud y el rendimiento de los animales y que, en consiguiente, permitían mantener altos niveles de producción. Actualmente, el comercio minorista de alimentos presiona a los productores lácteos para que dejen pastar a sus vacas, principalmente para mejorar el bienestar de los animales. A fin de permitir un pastoreo eficaz en los pastos limitados próximos a la granja y combinarlo con una alta producción de leche, además de con un sistema de ordeño automático al 10-15 % en las granjas lecheras belgas y holandesas, el ganadero debe invertir mucho tiempo y dinero en la instalación de vallas temporales y recoger las vacas cuando es necesario ordeñarlas. El sistema de vallado virtual permite el pastoreo intensivo con ganado bovino, y también debería permitir la recogida automática de una o más vacas si fuera necesario, aunque esto aún debe someterse a pruebas.

Figura 5- Pantalla de impresión de la aplicación que se ejecuta en un teléfono inteligente o tablet.

La zona virtual tiene un borde blanco y un relleno rojo transparente. Las zonas de exclusión tienen un borde blanco y sin relleno, mientras las posiciones de las vacas (n = 9) se indican con símbolos circulares blancos. La aplicación puede utilizarse para trazar o mover la valla virtual, comprobar las posiciones de los animales y evaluar el número de señales acústicas (n = 110) y pulsos eléctricos (n = 0).

Figure 5 - Pantalla de impresión de la aplicación que se ejecuta en un teléfono inteligente o tablet (Clic para ampliar)

Además de controlar la conducta de pastoreo del ganado, el sistema recoge también muchos datos interesantes que permiten conocer su estado de salud y bienestar, la intensidad del pastoreo y la compactación del suelo. El sistema cuantifica y remite la posición de cada animal cada 15 minutos o menos, dependiendo de la distancia del animal a la barrera virtual más cercana y de su actividad. Estos datos del GPS, junto con los del acelerómetro, permiten estudiar el presupuesto del tiempo pasado (comida, descanso, caminar…) de cada animal. Se espera que esto varíe cuando un animal experimente un problema de salud o vea alterado su bienestar. Además, las interacciones sociales entre vacas pueden derivarse de los datos y esto suele cambiar en función, por ejemplo, de los episodios de celo. En consecuencia, el sistema puede utilizarse también con fines de seguimiento, permitiendo así detectar enfermedades y problemas en una fase temprana. Por lo tanto, esta aplicación puede resultar muy valiosa en sistemas de pastoreo extenso, donde el rebaño no siempre permanece bajo la atenta mirada del ganadero.

Figura 6 – Mapa térmico de la posición de una vaca en la zona virtual (bordes violeta oscuro y un relleno violeta transparente) durante un periodo de 7 días

Las zonas rojas corresponden al mayor tiempo dedicado en esa posición. Las zonas de exclusión tienen bordes violetas oscuros sin relleno.

Figura 6 - Mapa térmico de la posición de una vaca en el área virtual (bordes violeta oscuro y un relleno violeta transparente) durante un periodo de 7 días (Clic para ampliar)

© KU Leuven
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