El voltaje disperso es una corriente de bajo nivel en el alojamiento de los animales que afecta más comúnmente a las vacas lecheras y a los cerdos. Los cambios conductuales, como la evitación de la zona afectada, son signos clínicos típicos. El diagnóstico se basa en la observación de los cambios de comportamiento y en la realización de pruebas eléctricas. Para evitar el problema, un electricista debe realizar inspecciones y pruebas periódicas de los niveles de voltaje/corriente, especialmente cuando se producen cambios en el sistema eléctrico de la granja.
El término «voltaje disperso» describe un caso especial de voltaje desarrollado en el sistema neutro conectado a tierra de las granjas. De acuerdo con la publicación del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA), Effects of Electrical Voltage/Current on Farm Animals (Efectos del voltaje/corriente eléctrica en los animales de granja), «el voltaje disperso es un voltaje pequeño (menos de 10 voltios) medido entre dos puntos que los animales pueden contactar de forma simultánea» (1). Por ejemplo, entre un abrevadero y el suelo del establo, una vaca podría convertirse en el «conducto» para que la corriente pase del abrevadero al suelo.
Debido a que los animales responden a la corriente producida por el voltaje y no al voltaje directamente, el voltaje debe ser lo suficientemente alto como para producir flujos de corriente mayores que la corriente umbral necesaria para pasar a través del animal y provocar una respuesta. Por esta razón, el voltaje disperso también se conoce como corriente de contacto animal.
Los voltajes de contacto <10 V no son letales para los animales de granja ni los seres humanos en situaciones normales de contacto con la granja. Los niveles de voltaje entre el neutro y tierra >10 V pueden ser indicativos de un fallo en el sistema eléctrico de la granja y requieren una evaluación cuidadosa por parte de un electricista competente para identificar y mitigar cualquier peligro potencial para la seguridad.
Los sistemas de toma de tierra y neutros en una granja o en un sistema de cableado doméstico deben estar conectados adecuadamente para garantizar la seguridad eléctrica. Como resultado, siempre existe cierto nivel de voltaje entre el sistema neutro conectado a tierra y la Tierra (voltaje de neutro a Tierra) como consecuencia normal del funcionamiento del equipo eléctrico correctamente instalado.
La ley de Ohm describe la relación entre la exposición al voltaje y la corriente conducida a través de un animal: [corriente = voltaje/resistencia] o [amperios = voltios/ohmios]. Esta simple relación ha sido fuente de mucha confusión y controversia (consulte Diagnóstico). La medida de corriente más utilizada es el miliamperio (mA), o 1/1000 de un amperio. Aplicando la ley de Ohm, si una vaca parada en el piso de un establo estuviera expuesta a 1 V, dado que el nivel típico de resistencia para una vaca es de 500 ohmios, el flujo de corriente a través de la vaca sería de 2 mA (0,002 A).
El término voltaje disperso a menudo se aplica incorrectamente a otros fenómenos eléctricos como campos eléctricos, campos magnéticos, corrientes eléctricas que fluyen por la Tierra (corrientes de la Tierra), o una corriente eléctrica que fluye por una toma de tierra (corriente de toma de tierra).
Hallazgos clínicos de voltaje disperso en el alojamiento de animales
Durante los últimos 70 años, se han realizado muchas investigaciones sobre los efectos del voltaje disperso en las vacas lecheras. Se ha reportado diversas respuestas conductuales en vacas expuestas a voltaje y a corriente. Ninguna respuesta es patognomónica, porque estos comportamientos también pueden estar causados por otros factores del entorno animal. Las formas de determinar si el voltaje disperso es una causa potencial de comportamientos anormales son realizar pruebas eléctricas y una evaluación exhaustiva de otras posibles causas de comportamiento animal aberrante, como las siguientes:
competencia jerárquica
densidad del alojamiento
ventilación
calidad del alojamiento y de la cama
golpe de calor
control de moscas
gestión de la alimentación
Al exponerse a corrientes a niveles que son perceptibles solo para los animales, estos pueden mostrar comportamientos (por ejemplo, estremecimientos) indicativos de percepción de esta corriente, con pocos cambios en sus rutinas normales. A niveles de exposición más altos, pueden mostrar comportamientos de evitación. La gravedad de la respuesta depende de la cantidad de corriente eléctrica que fluye a través del cuerpo del animal, del camino que sigue a través del cuerpo y de la sensibilidad individual del animal. Los efectos indirectos de estos comportamientos pueden variar considerablemente según las características específicas del lugar de contacto, el nivel de flujo de corriente, la vía corporal, la frecuencia de aparición y muchos otros factores relacionados con las actividades diarias de los animales. Todos los efectos documentados de la exposición excesiva a voltaje están relacionados con el comportamiento.
Una revisión de 22 estudios de las respuestas conductuales y de producción de leche de las vacas al voltaje disperso determinó que las vacas más sensibles (<2 %) comienzan a mostrar respuestas conductuales leves después de exposiciones a 2 mA de corriente aplicada de hocico a pezuña o de pezuña a pezuña (aproximadamente 1 V en lugares húmedos o >2 V en lugares secos) (2). Para una exposición del hocico a la pezuña de 4 mA (voltaje de contacto de la vaca de 2 V en lugares húmedos o de 4 V en lugares secos), aproximadamente el 30 % de las vacas mostrarán algunas respuestas conductuales, pero no comportamientos de evitación. El 2 % más sensible de las vacas comienza a mostrar comportamientos de evitación con una exposición de hocico a pezuña de aproximadamente 5 mA. Del mismo modo, la exposición de las vacas a 1,8 V (3,6 mA) durante 8 semanas no disminuyó la ingesta de agua ni la producción de leche en comparación con las vacas no expuestas (3).
Se han documentado niveles elevados de hormonas relacionadas con el estrés en algunas, pero no en todas, las vacas con exposiciones de voltaje/corriente sustancialmente más altas que el umbral necesario para provocar conductas de evitación. A pesar de una gran cantidad de investigaciones, ningún estudio ha respaldado la hipótesis de que las exposiciones de voltaje de hasta 8 V resulten en un aumento de los recuentos de células somáticas en la leche (lo que sugiere inflamación de las glándulas mamarias) o en la incidencia de mastitis.
Los cerdos y las ovejas son similares a las vacas en la forma en que responden a la exposición a voltaje/corriente. Se han observado cambios de comportamiento en cerdos para exposiciones superiores a 5 V, con comportamientos de evitación con exposiciones superiores a 8 V (4). Sin embargo, las exposiciones a 8 V o menos no perjudicaron el bienestar, el rendimiento reproductivo ni la salud de las cerdas o los lechones. Por lo tanto, si se sospecha que el voltaje disperso está causando cambios de comportamiento en el ganado, los profesionales deben considerar el nivel de exposición eléctrica. Los niveles más bajos de voltaje (aproximadamente 2 V) pueden causar cambios leves de comportamiento, mientras que las exposiciones a entre 5 V y 8 V pueden causar un comportamiento aversivo transitorio, pero es probable que no perjudiquen su rendimiento ni su bienestar.
Perlas y trampas
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Diagnóstico de las corrientes parásitas en el alojamiento de los animales
Pruebas eléctricas
Observación del comportamiento animal
Si un voltaje de contacto (por ejemplo, un abrevadero) alcanza el nivel suficiente, los animales pueden mostrar comportamientos de evitación. En los abrevaderos, estos comportamientos se manifiestan como una disminución del número de tragos por día junto con un aumento del tiempo por trago. Las exposiciones en los lugares de alimentación son poco frecuentes, a menos que se utilicen comederos metálicos. Las exposiciones de pezuña a pezuña en las transiciones de los edificios (por ejemplo, la entrada a las salas de ordeño desde un corral de espera) pueden generar renuencia a entrar o salir de los edificios. Si se observan comportamientos de evitación, es necesario aplicar métodos de prueba eléctrica reconocidos por la industria para confirmar un diagnóstico de voltaje disperso.
Se han desarrollado protocolos de prueba estandarizados para determinar los niveles de exposición al voltaje disperso en lugares accesibles a los animales. Se requieren mediciones en los lugares de contacto con los animales para determinar el nivel de voltaje/corriente que los animales podrían experimentar. Las investigaciones de campo reconocidas por la industria incluyen mediciones de voltaje en los lugares de contacto con animales (voltaje de contacto con las vacas), con una resistencia de derivación apropiada para estimar los niveles de exposición actuales (corriente de contacto con el animal).
En el método estándar para calcular la cantidad de corriente eléctrica que fluye a través de un animal se usa una resistencia de derivación de 500 ohmios a través de los puntos de contacto del animal para representar la resistencia del cuerpo de una vaca más las resistencias de contacto en el hocico y las pezuñas. Esto está destinado a estimar la corriente que fluye a través del recorrido del hocico a las pezuñas para una vaca en estación sobre un suelo mojado. Las vacas tumbadas sobre una superficie seca suelen tener una resistencia de contacto de ≥1000 ohmios. Las vacas paradas o acostadas en lechos secos tienen una resistencia superior.
Los protocolos estándar de la industria también incluirán medidas que permitan determinar la resistencia de la fuente en el circuito de contacto con el animal, así como la contribución al voltaje de contacto con el animal de fuentes tanto dentro como fuera de la granja. Las mediciones de voltaje de neutro a tierra son útiles para fines de diagnóstico. Las mediciones de contacto con el animal suelen ser aproximadamente un tercio de los niveles de voltaje neutro-tierra. Los niveles de voltaje de contacto con el animal y de neutro a tierra se suelen controlar durante 24 horas o más para capturar el rango de condiciones normales de funcionamiento del sistema eléctrico en la explotación.
Todos los niveles de voltaje y corriente citados anteriormente son para voltaje/corriente alterna (CA) de 60 Hz en estado estacionario informados como valores promedio de raíz cuadrática media (RMS). A medida que la frecuencia de CA aumenta o la duración del pulso de corriente se acorta, se necesita más voltaje y corriente para causar la misma respuesta. La medición de episodios de alta frecuencia requiere un equipo especializado y una técnica de medición cuidadosa acorde con los métodos de comprobación de corriente parásita reconocidos en la industria.
La causa principal de los pulsos eléctricos de alta frecuencia / corta duración en las explotaciones son las cercas y puertas eléctricas instaladas inapropiadamente. Estos dispositivos están diseñados para producir un potente impulso eléctrico para controlar el comportamiento animal. La instalación incorrecta de dichos dispositivos puede hacer que estos pulsos aparezcan en áreas no deseadas de la granja. La otra fuente común de eventos de alta frecuencia es un cambio transitorio que se produce cuando se enciende o apaga un equipo eléctrico. Estos pulsos de alta frecuencia decaen rápidamente y no viajan lejos de su fuente, y es extremadamente raro que alcancen niveles de exposición problemáticos.
Aunque el voltaje disperso puede dar lugar a cambios de comportamiento, como la renuencia a beber o a entrar en una sala de ordeño, también se deben evaluar otras posibilidades de estos cambios (competencia jerárquica, diseño de las instalaciones, protocolos de ordeño inadecuados). En el caso de que se sospeche una disminución del consumo de agua, se deben usar medidores de agua para validar la ingesta real de agua y para compararla con las necesidades estimadas del ganado a partir de la ingesta de materia seca, la producción de leche, la temperatura ambiente, etc.
No se ha demostrado que los niveles bajos de exposición eléctrica sean la causa principal de problemas tan generalizados como la producción baja de leche, el crecimiento deficiente, los recuentos altos de células somáticas y el aumento de las tasas de mortalidad. Por ejemplo, si un cliente lechero está frustrado por la disminución de la producción de leche, los veterinarios deben considerar las causas multifactoriales y más típicas de este problema e identificarlas cuidadosamente con métodos prescritos que se basan en un diagnóstico basado en la evidencia. Del mismo modo, ningún informe publicado ha relacionado el voltaje disperso con el deterioro del sistema inmunitario en el ganado.
Prevención y control de la tensión dispersa en el alojamiento de los animales
Mantenimiento regular, inspección y prueba de equipos eléctricos agrícolas.
La mejor manera de evitar problemas de voltaje disperso es asegurarse de que el sistema eléctrico de la granja cumpla con los requisitos del código eléctrico. Los planos equipotenciales son necesarios en los puntos críticos de contacto con animales en las instalaciones donde se alojan los animales y eliminan eficazmente el voltaje de contacto incluso si existen niveles considerables de tensión de neutro a tierra. Además, todo el equipo agrícola requiere mantenimiento y reparación cuando está dañado, y el sistema eléctrico de la granja no es diferente. Se recomienda la inspección periódica y las pruebas de los niveles de voltaje/corriente por parte del proveedor de energía eléctrica o de un electricista calificado, especialmente cuando se producen cambios en el sistema eléctrico de la granja.
La mayoría de los estados de EE. UU. y las provincias canadienses utilizan 2 mA en los lugares de contacto con las vacas como el nivel de preocupación por la exposición al voltaje disperso. Esta norma de 2 mA se detalla aún más con la inclusión de una medición normalizada de 1 V de tensión/corriente alterna de 60 Hz en estado estacionario medida a través de una resistencia de 500 ohmios en los puntos de contacto con los animales. Se reconoce que este nivel de exposición es un nivel conservador y preventivo, por debajo del punto en el que es probable que se produzca un comportamiento de evitación moderado y muy por debajo del nivel en el que se vería afectado el comportamiento de la vaca o la producción de leche. Este nivel no es un nivel que provoque daño. Como se indica en la publicación del USDA sobre los efectos del voltaje eléctrico, «la investigación indica que los niveles de corriente por debajo de 6 mA no tienen un efecto directo en la producción, la reproducción ni la salud animal. Además, no hay evidencia de que las hormonas liberadas naturalmente durante el ordeño y las situaciones de estrés se vean afectadas negativamente por los niveles elevados de corriente. Se observan algunos cambios moderados de comportamiento en vacas expuestas a corrientes de entre 3 mA y 6 mA» (1).
La recomendación resumida del USDA es que los voltajes de contacto deben mantenerse por debajo de 2-4 V (estado estacionario de 60 Hz medidos a través de una resistencia de 500 ohmios) en las granjas lecheras para evitar cualquier efecto adverso en el comportamiento animal, la producción de leche y la salud animal (1).
Perlas y trampas
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Es típico que los niveles de voltaje varíen considerablemente en el equipamiento eléctrico de una granja durante una jornada normal de trabajo. La disminución de la ingesta de alimento o agua se producirá solo si los niveles de exposición actuales en el abrevadero y los lugares de alimentación son suficientes para producir evitación en estos lugares y ocurren con suficiente frecuencia como para interferir en los comportamientos de comer y beber. Si se produce un nivel de evitación de corriente solo unas pocas veces al día, es probable que no cause un efecto negativo en el comportamiento de las vacas. Cuanto más a menudo se produzcan exposiciones a corrientes de nivel de evitación en las zonas habituales para beber o alimentarse, más probabilidades habrá de que afecte a las vacas.
Entre las deficiencias comunes en los sistemas eléctricos agrícolas se incluyen las siguientes:
conexiones sueltas
fallas a tierra (cortocircuitos)
cableado de menor tamaño
cargas desequilibradas o cableado dañado por animales
accidentes
humedad
corrosión
Los fallos o violaciones de las leyes de electricidad que puedan suponer un peligro de electrocución deben corregirse inmediatamente para proteger tanto a los animales como a los seres humanos. Si los voltajes dispersos son excesivos, un inspector competente debe evaluar la situación para determinar la forma más práctica, segura y eficiente de reducir el voltaje de contacto con los animales.
Conceptos clave
Las causas y soluciones para el voltaje disperso se conocen bien, al igual que los efectos de la exposición eléctrica en los animales de la explotación.
La investigación muestra que los rebaños lecheros no exhiben respuestas adversas cuando los niveles de voltaje de contacto de las vacas están por debajo de los 2 V.
El estudio complementario de los problemas de voltaje disperso debe ser sistemática. Las soluciones deben seguir los códigos y las prácticas aceptados para los sistemas de distribución eléctrica agrícolas.
Antes de atribuir la alteración del rendimiento del ganado a los bajos niveles de exposición eléctrica, considere todas las otras posibles causas contribuyentes.
Para más información
Minnesota Stray Voltage Guide: A Guide Addressing Stray Voltage Concerns. 2015.
Hoben PJ, Hendrickson RC. Final Report of the Science Advisors to the Minnesota Public Utilities Commission: Research Findings and Recommendations Regarding Claims of Possible Effects of Currents in the Earth on Dairy Cow Health and Milk Production. Minnesota Public Utilities Commission. 1998.
Reinemann DJ. Stray voltage and milk quality: a review. Clin North Am Food Anim Pract. 2012 Jul;28(2):321–45.
Stray Voltage. Public Service Commission of Wisconsin,
Referencias
Lefcourt, AM, Ludington D, Aneshansley DJ, et al, eds. Effects of Electrical Voltage/Current on Farm Animals: How to Detect and Remedy Problems. USDA Agricultural Research Service. Agriculture Handbook No. 696. 1991. https://docs.idahopower.com/pdfs/Safety/StrayVoltageBooklet.pdf
Erdreich LS, Alexander DD, Wagner ME, Reinemann D. Meta-analysis of stray voltage in dairy cattle. J Dairy Sci. 2009; 92(12):5951-5963. doi:10.3168/jds.2008-1979
Rigalma K, Duvaux-Ponter C, Barrier A, et al. Medium-term effects of repeated exposure to stray voltage on activity,stress physiology, and milk production and composition in dairy cows. J Dairy Sci. 2010; 93(8):3542-3552. doi:10.3168/jds.2009-2903
Robert S, Matte JJ, Martineau GP. Sensitivity of reproducing sows and suckling pigs to stray voltage. Am J Vet Res. 1996; 57(8):1245-1249.