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 de comportamiento, como evitar el área afectada, son los signos típicos. El diagnóstico se basa en observar cambios de comportamiento y realizar pruebas eléctricas. Para evitar el problema, se recomienda la inspección periódica y la prueba de los niveles de voltaje/corriente por un electricista, especialmente cuando hay 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 una granja. Según una publicación del USDA, “el voltaje disperso es un bajo voltaje (menos de 10 voltios) medido entre dos puntos con los que un animal puede entra en contactado simultáneamente. Dado que los animales responden a la corriente producida por un voltaje y no directamente a ese voltaje, la fuente del voltaje debe ser capaz de producir flujos de corriente mayores que el umbral de corriente necesario para provocar una respuesta de un animal cuando este, o una carga eléctrica equivalente, entra en contacto con ambos puntos".
Los voltajes de contacto inferiores a 10 voltios no son mortales para los animales de granja o para las personas en situaciones normales de contacto en la explotación. Los niveles de voltaje entre el neutro y tierra >10 voltios 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.
Dado que el voltaje disperso se define como un voltaje desarrollado entre dos puntos que pueden entrar en contacto simultáneamente con un animal, también se conoce como voltaje de contacto animal. 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.
Los animales responden a la corriente que fluye a través de sus cuerpos más que al voltaje de contacto. Por tanto, el voltaje disperso también se conoce como corriente dispersa. 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 (véase Diagnóstico). La medida de corriente más comúnmente utilizada es el miliamperio (mA), o 1/1000 de un amperio. La aplicación de la ley de Ohm a una diferencia de voltaje de 1 voltio a través de una resistencia de 500 ohmios da como resultado un flujo de corriente de 2 mA a través de la resistencia.
El término de corriente parásita 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). La conclusión general de 1998 de los Science Advisors de la Comisión de Servicios Públicos de Minnesota fue que "no hemos encontrado evidencia científica creíble para verificar la afirmación específica de que las corrientes en la tierra o los parámetros eléctricos asociados como los voltajes, campos magnéticos y campos eléctricos son causas de mala salud y producción de leche en las explotaciones lecheras".
Hallazgos clínicos de voltaje disperso en el alojamiento de animales
Durante los últimos 70 años se ha llevado a cabo una gran cantidad de investigaciones sobre los efectos del voltaje disperso en las vacas lecheras. Se han descrito diversas respuestas de comportamiento en vacas expuestas a voltaje y corriente. Ningún signo clínico es patognomónico, porque estos comportamientos también pueden estar causados por otros factores del entorno animal. La única manera de determinar si una corriente parásita es una causa potencial de comportamientos anormales es realizar pruebas de corriente.
A niveles de exposición apenas perceptibles para el animal, pueden producirse comportamientos indicativos de percepción (p. ej., estremecimientos), con pocos cambios en las rutinas normales. A niveles mayores de exposición, pueden producirse comportamientos de huida. 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.
Las vacas más sensibles (<2 %) comienzan a mostrar respuestas de comportamiento leves a las exposiciones de 2 mA de corriente aplicada desde el hocico a las pezuñas o de pezuña a pezuña (~1 voltio en lugares húmedos o >2 voltios en lugares secos). Para una exposición hocico-pezuña de 4 mA (2 voltios de voltaje de contacto con la vaca en lugares húmedos o 4 voltios en lugares secos), aproximadamente el 30 % de las vacas mostrarán respuestas de comportamiento pero no comportamientos de evitación. El 2 % de las vacas más sensibles empiezan a mostrar comportamientos de evitación a partir de una exposición hocico-pezuña de unos 5 mA.
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. No ha habido estudios en el amplio corpus de investigación que respalden la hipótesis de que la exposición a tensiones de hasta 8 V provoquen un aumento del recuento de células somáticas o en la incidencia de mastitis.
Los cerdos responden a la exposición al voltaje/corriente de una manera similar a la de las vacas. En cerdos se ha observado la modificación del comportamiento para exposiciones superiores a 5 voltios, con conductas de evitación a exposiciones superiores a 8 voltios. La resistencia por contacto del cuerpo en los cerdos parece ser algo más alta que en las vacas, y 1000 ohmios parece ser un valor conservador para propósitos de medición. Se ha demostrado que las ovejas evitan los comederos electrificados cuando los niveles de exposición superan los 5,5 voltios, mientras que los corderos muestran este mismo comportamiento cuando los niveles de exposición superan los 5 voltios. Las exposiciones a voltajes de hasta 18 voltios no tuvieron efecto sobre la producción y el comportamiento de las gallinas. Esto se debe probablemente a la altísima resistencia eléctrica de las aves de producción, que se ha documentado entre 350 000 y 544 000 ohmios.
Diagnóstico de las corrientes parásitas en el alojamiento de los animales
Pruebas eléctricas
Observación del comportamiento animal
Si el voltaje de contacto con el animal alcanza niveles suficientes, los animales que entran en contacto con dispositivos conectados a tierra pueden mostrar comportamientos de evitación. En los bebederos, estos comportamientos se manifiestan como una disminución del número de tragos de agua 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 pezuña-pezuña en las transiciones de edificios pueden dar lugar a una reticencia a moverse dentro o fuera de los edificios o secciones del edificio. Si se observan comportamientos de evitación, es necesaria la aplicación de métodos de prueba eléctricos 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 necesitan mediciones en lugares de contacto con animales para determinar el nivel de voltaje/corriente que los animales pueden experimentar. Las investigaciones de campo reconocidas por la industria incluyen mediciones de voltaje en 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). El método estándar para estimar la cantidad de corriente eléctrica que fluye a través de un animal 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 explotación. Las mediciones de voltaje de neutro a tierra son útiles para fines de diagnóstico. Las medidas de contacto con animales suelen ser de alrededor de 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 una explotación.
Todos los niveles de voltaje y corriente citados anteriormente son para voltaje/corriente alterna (CA) de 60 Hz en estado estacionario expresados como valores cuadráticos medios (rms). A medida que la frecuencia de CA aumenta o la duración de un 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 prueba de voltaje disperso 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. Estas aparatos están diseñados para producir un impulso eléctrico usado para controlar el comportamiento de los animales. La inapropiada instalación de estos dispositivos puede originar la aparición de estos pulsos en zonas 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.
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 puntos críticos de contacto con animales en instalaciones de alojamiento de 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 la prueba de los niveles de voltaje/corriente por parte del proveedor de energía eléctrica o un electricista cualificado, especialmente cuando hay cambios en el sistema eléctrico de la granja.
La mayoría de los estados y provincias utilizan 2 mA en los puntos de contacto con las vacas como nivel de interés para la exposición al voltaje disperso. Esta norma de 2 mA se define además para incluir una medición normalizada de 1 voltio 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 una vaca o la producción de leche. Este nivel no es un nivel que provoque daño. Como se indica en la publicación USDA Stray Voltage, "algunas investigaciones recientes indican que los niveles de corriente por debajo de 6 mA no tienen ningún efecto directo sobre la producción, la reproducción o la salud animal; además, no hay pruebas de que las hormonas que se liberan de forma natural durante el ordeño y el estrés se vean afectadas negativamente por los elevados niveles de corriente. Se observan algunos cambios moderados de comportamiento en vacas expuestas a corrientes de entre 3 mA y 6 mA ".
La recomendación resumida del USDA es que los voltajes de contacto deben mantenerse por debajo de 2-4 voltios (estado estacionario de 60 Hz medidos a través de una resistencia de 500 ohmios) en las explotaciones lecheras para evitar cualquier efecto adverso en el comportamiento animal, la producción de leche y la salud animal.
Los únicos estudios que han documentado descensos en el consumo de agua o pienso en vacas han aplicado la suficiente corriente para causar comportamientos de huida y exposiciones forzadas (es decir, los animales no podrían comer o beber sin haberse expuesto a voltaje y corriente). 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 y/o agua se producirá solo si los niveles de exposición actuales en los lugares de abrevadero y alimentación son suficientes para producir evitación en estos lugares y ocurren con suficiente frecuencia como para interferir en los comportamientos de beber y comer. Si se produce un nivel de evitación de corriente solo unas pocas veces al día, no es probable que cause un efecto negativo en el comportamiento de las vacas. Cuanto más a menudo se produzcan exposiciones a corrientes de nivel de evitación en zonas habituales para beber o alimentarse, más probabilidades habrá de que afecte a las vacas.
Las deficiencias comunes en los sistemas eléctricos agrícolas incluyen:
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 las personas. Si las corrientes dispersas son excesivas, un inspector competente debe evaluar la situación para determinar la forma más práctica, segura y eficiente de reducir el voltaje de contacto a los animales.
Puntos clave de las corrientes parásitas en el alojamiento de animales
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 las explotaciones lecheras no muestran respuestas adversas cuando los niveles de voltaje de contacto de las vacas están por debajo de 2 voltios (60 Hz rms) en ambientes de baja resistencia o 4 voltios (60 Hz rms) en ambientes típicos de explotación. Estos niveles de exposición al voltaje son equivalentes a 4 mA de corriente que pasa a través de una vaca.
Las técnicas de investigación están bien desarrolladas, por lo que la gran mayoría de los problemas de voltaje disperso se resolverán aplicando códigos y prácticas aceptadas en el cableado de la granja y en los sistemas de distribución eléctrica.
Para más información
Effects of Electrical Voltage/Current on Farm Animals: How to Detect and Remedy Problems. USDA-ARS Agriculture Handbook No. 696. AM Lefcour, editor, 1991.
MINNESOTA STRAY VOLTAGE GUIDE: A Guide Addressing Stray Voltage Concerns, 2015.
Stray voltage and milk quality: a review. D.J. Reinemann, Clin North Am Food Anim Pract. 2012 Jul;28(2):321–45. doi: 10.1016/j.cvfa.2012.03.008
Public Service Commission of Wisconsin, Stray Voltage Testing Protocols