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Manejo del estrés calórico en el trópico húmedo de Latinoamérica

Publicado: 14 de agosto de 2020
Por: Umberto Francesa,MVZ
Factores Meteorológicos.
Introducción.
En lechería en estabulación, una combinación de métodos que emplean el mojado de la piel  con agua y ventilación forzada, han probado ser muy eficaces  en aliviar el estrés calórico de vacas lecheras, y con resultados económicos importantes, tales como: consumo diario de materia seca (MS), producción de leche y fertilidad del hato.
Esta tecnología ha probado ser económicamente viable y ha sido adaptada universalmente en aquellas regiones productoras de leche, en donde ganado europeo de alta producción es mantenido en estabulación. Varios estudios académicos, así como observaciones personales dadas por productores de leche, han comprobado que los costos en la inversión inicial es renumerada en un muy corto plazo.
Una situación diferente sucede en el “trópico húmedo” donde esta tecnología  no ha demostrado los mismos beneficios observados en aquellas regiones tradicionalmente productoras de leche. El medio ambiente tropical es creado por factores climatológicos que han demostrado ser de difícil manejo y es una de las razones por las cuales lechería moderna con razas europeas de alta producción, han tenido gran dificultad en prosperar comercialmente.
La combinación de factores meteorológicos en el trópico, tales como: el alto contenido de vapor de agua (humedad) en el aire atmosférico o hidrosfera, las altas temperaturas y presión atmosférica  en altitudes alrededor del nivel del mar, crean un clima que determina una fauna y flora totalmente ajena a los animales domésticos de origen europeo. 
Es mi intención en tratar de dar  una explicación comprensible de los factores meteorológicos involucrados alrededor de las vacas lecheras en condiciones de calor húmedo tropical, la respuesta fisiológica del animal a la misma y tecnologías existentes para enfriar vacas lecheras de origen europeo en el trópico húmedo bajo de Latinoamérica.
A) Factores meteorológicos involucrados.
No es el propósito de este documento en dar una detallada descripción en la ciencia de “Meteorología”, la cual es compleja y de tremendos descubrimientos a partir de los años en que satélites empezaron a utilizarse para estudiar cambios atmosféricos y predicción del clima. Siendo el clima, uno de los factores que más influyen en el establecimiento comercial de lecherías de alta producción, es importante estudiar algunos de los componentes involucrados que lo explican, y así poder aprender a manejarlo racionalmente.
Es importante también agregar que este documento se refiere a las explotación de vacas lecheras de origen europeo en “sistemas de estabulación”, ya que es la opinión del autor, que este sería el método actual más probable en tener éxito en la explotación de bovinos de alta producción en climas tropicales húmedos bajos (<350msnm).
La atmosfera terrestre
La atmósfera terrestre es la parte gaseosa que cubre el planeta: la superficie de la tierra, los mares y los polos; siendo por esto, la capa más externa y menos densa del planeta. Está constituida por una mezcla de gases que genéricamente reciben el nombre de aire atmosférico. El 75 % de la masa atmosférica se encuentra en los primeros 11 km de altura sobre el nivel del mar. Los principales gases que la componen son: el oxígeno (21 %) y el nitrógeno (78 %), seguidos del argón, el dióxido de carbono y otros. Estos forman la porción de la mezcla que podríamos llamar aire seco.
El otro componente, que juega el papel de mayor importancia en meteorología, es el vapor de agua y ocupa una concentración en el aire atmosférico que oscila entre >0.1 a 4%. A través de este documento, el  vapor de agua  será foco de nuestra atención, ya que el mismo es uno de los factores meteorológicos que influye en la creación del confort ambiental,  que todos los homotermos compartimos.
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La atmosfera está dividida en varias capas, diferenciadas por la distancia entre ellas y la superficie terrestre,  su contenido en los gases atmosféricos (ver la tabla 1), otras partículas microscópicas denominadas aerosoles, tales como: polvo, polen, y las nubes (que son partículas agregadas de vapor de agua), todos estos bajo la tremenda fuerza de atracción que impone la gravedad terrestre.
Estas capas atmosféricas son: Troposfera, Estratosfera, Mesosfera, Termosfera y  Ozonosfera.
La troposfera o tropósfera
Es la capa de la atmósfera terrestre que está en contacto con la superficie terrestre y a la que vamos a dedicar tiempo aquí, las otras no nos interesan.
Tiene alrededor de 17 km de espesor en el Ecuador y 7 km en los polos. La tropósfera es la capa más delgada de las capas de la atmósfera y en ella ocurren los fenómenos meteorológicos que afectan la vida del planeta: como los vientos, la lluvia y la nieve; además, concentra la mayor parte de los gases atmosféricos y del vapor de agua. En particular, esta capa actúa como un regulador térmico del planeta; sin ella, las diferencias térmicas entre el día y la noche serían tan grandes que no podríamos sobrevivir. La temperatura en la tropósfera desciende a razón de aproximadamente 6,5 °C por cada kilómetro de alturasobre el nivel del mar.
50% del total de la masa atmosférica está localizada en los primeros 6 km de la troposfera. Más importante aún, cerca de la mayoría de todo el vapor de agua atmosférico es encontrado allí, lo que explica el porque es aquí donde ocurren los cambios relacionados con el clima.
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Recordemos entonces que el aire atmosférico está compuesto de una mezcla de gases (ver Tabla 1.) y de vapor de agua. Por simplicidad, vamos a llamar a la mezcla de gases sin el vapor de agua, aire seco.
Aire atmosférico= aire seco + vapor de agua
Meteorología
Es el estudio de la atmosfera y de aquellos factores y procesos involucrados en la formación de nubes, lluvia, tormentas, el movimiento del viento, etc., que corrientemente conocemos como el clima. La mayoría de estos fenómenos o sistemas climáticos ocurren como mencionamos más arriba en la “troposfera”; como tales, se han creado modelos que repiten y registran estos fenómenos en computadoras muy especializadas, que observan y siguen el flujo de corrientes de aire atmosférico originados en las regiones tibias Ecuatoriales y se desplazan hacia los polos. La manera que este movimiento sucede, depende completamente de la rotación del planeta y es diferente en Norte y  Sur del Ecuador.
El modelo kinésico de las moléculas de agua
Es un concepto que se usa para ayudar a entender y visualizar cómo se comportan las  moléculas individuales de agua, a temperaturas arriba del 0° absoluto. Este modelo es necesario debido a que estamos hablando de partículas que son sumamente pequeñas, imposibles de observar aun con los microscopios más potentes; sin embargo, sabemos que existen porque sus propiedades son demostrables.
El modelo kinésico es utilizado para diferenciar el comportamiento del agua en los tres estados de la materia: sólidos, líquidos y gases.
El estado energético de un gas es determinado por las siguientes propiedades: temperatura, presión y densidad atmosféricas. La temperatura y la presión atmosféricas son fácilmente colectadas por una gran variedad de instrumentos utilizados en meteorología. La densidad atmosférica es más difícil de medir.
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Los tres estados de la Materia.
El material del que está formada la atmosfera está en estado de gas.
Un gas es uno de los tres estados o formas en que la materia puede encontrarse:
  1. Gas, una sustancia en la cual las moléculas individuales que la forman no están unidas químicamente. Están compuestos de las mismas moléculas y enlaces químicos que en el estado líquido o sólido, la diferencia está en que los enlaces químicos que los unen, han sido rotos. El vapor de agua es un ejemplo y vamos a mencionarlo repetidamente en el transcurso de este documento.
  2. Líquido, una sustancia en que las moléculas individuales están unidas por enlaces químicos que se rompen y vuelven a formar continuamente, haciendo que la sustancia fluya. El agua es un ejemplo.
  3. Sólido, una sustancia donde las moléculas individuales que la forman están adheridas sólidamente la una con la otra. Los enlaces químicos son difíciles de romper y la sustancia no fluye. El hielo es un ejemplo.
Propiedades de los gases.
Temperatura, está determinada por la velocidad promedio de las moléculas individuales que forman ese gas. Entre más alta la temperatura más rápido esas moléculas se mueven. Este movimiento es en todas direcciones y en una forma desordenada. En la atmosfera terrestre, las moléculas de los gases que la componen se mueven individualmente en todas las direcciones imaginables a una velocidad que oscila entre los 1600 km/h.
Utilizando el concepto de energía kinésica, entre más alta la temperatura de ese gas, más es la energía que ese gas posee.
Densidad, el número de densidad de un gas, es el número de moléculas individuales por unidad de volumen. Imaginemos el aire comprimido que contiene un balón de futbol. En la atmosfera terrestre a nivel del mar, hay aproximadamente: 2.7x1019  moléculas por cm³,  en comparación con los otros estados de la materia (líquidos y sólidos) que son extremadamente más densos.
A raíz de esta baja densidad, una propiedad importante de los gases es que pueden ser fácilmente comprimidos, tal y como en el balón de futbol que utilizamos como ejemplo anteriormente. Sólidos y líquidos, por el contrario, no son fácilmente comprimibles.
El aire atmosférico (mezcla de aire seco + vapor de agua) tiene peso, podría ser insignificante, pero existe. La fuerza gravitacional del planeta atrae el aire atmosférico y el mismo estaría más concentrado o comprimido, cerca de la superficie terrestre. Así mismo, el peso de las moléculas de todos los gases en la tropósfera, ejercen una presión sobre los gases abajo del perfil vertical. De tal manera, desde que el aire puede ser comprimido, su densidad es mayor cerca de la superficie terrestre.
Presión, desde el punto de vista microscópico, la presión de un gas es causada por la colisión de las moléculas constituyentes contra una superficie. Cada una de estas colisiones, son causadas individualmente por cada molécula que compone ese gas y ejercen un empuje diminuto (fuerza) sobre la superficie de contacto. La suma total de esos empujes diminutos determina la presión de ese gas. En el balón de futbol mencionado, las moléculas de aire comprimido, al colisionar en todas direcciones ejercen presión sobre la pared interna de este balón.
Densidad y presión están íntimamente relacionadas, cuando hablamos del aire atmosférico. El peso del todo el aire sobre una superficie dada en la atmosfera, apreta las moléculas de aire juntándolas más cerca, lo cual causa un incremento en el número de moléculas por volumen, incrementando su densidad. Entre más aire exista en el nivel arriba de la vertical, mayor es el peso en el nivel inferior de la vertical.
Agua en la atmosfera.
El agua en sus tres estados físicos está detrás de los más importantes procesos que ocurren en meteorología: evaporación y condensación. Los conceptos de humedad relativa (HR)y temperatura punto de rocío (Td) van a ser explicados más adelante; así mismo, vamos a demostrar como la combinación de la temperatura del aire, la humedad y los vientos influyen en el “confort” de las vacas en estabulación. Vamos a mencionar algunos de los indexes creados por meteorólogos; tales como, la relación: Temperatura-Humedad Relativa índex o THI y el efecto del viento y la brisa (windchill) sobre el enfriamiento de la piel, con el objetivo de describir los diferentes grados de confortabilidad en homeotermos.
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El agua es la única sustancia en la naturaleza que existe libremente en todos los estados físicos (solido, líquido y gaseoso) a las temperaturas ambientales encontradas en el planeta. Es el estado gaseoso o vapor de agua, el que será el foco de atención principal en este documento.
El vapor de agua es extremadamente importante en la atmosfera por las siguientes razones:
  • Puede transformarse a los otros estados físicos- líquido o solido- en la formación de nubes que precipitan en la forma de agua o nieve.
  • Libera gran cantidad de energía en forma de calor latente, cuando cambia su estado de vapor de agua al estado líquido o al estado sólido. Esta energía latente da origen   a cambios atmosféricos importantes, tales como los vientos y las tormentas.
  • El vapor de agua es un absorbente potente de la radiación infrarroja proveniente del sol, haciéndolo un gas de importancia en el balance entre calor y energía en el planeta; es por lo tanto el mayor contribuyente al llamado efecto de invernadero (greenhouse effect) en el planeta.
El agua. Cambios de estado físico.
La figura siguiente muestra la transferencia de energía (calorías) que ocurre durante los cambios de estado del agua.
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El vapor de agua contiene la mayor cantidad de energía latente de los tres estados físicos del agua, le sigue el estado líquido y después el estado sólido. Esta energía es medida en calorías por gramo. Cualquier cambio en energía de un estado de menor energía a un estado de mayor energía, requiere energía adicional. Por el contrario, el cambio de energía de un estado de mayor energía a un estado de menor energía, libera energía,  cumpliendo así con la primera ley de la Termodinámica. Como ya mencionamos esta energía o calor del agua que es cedido o ganado durante los cambios de estado, es conocida como calor latente. Latente significa escondido y es importante reconocer su significancia, ya que  aunque calor es cedido y ganado constantemente durante el ciclo del agua, no ocurren cambios de temperatura medibles en el agua durante esos cambios de estado. Esto es debido a que es un proceso reversible, la cantidad de energía requerida para transformar agua líquida a vapor de agua es la misma cantidad cedida o liberada al transformar vapor de agua al estado líquido; por lo tanto, existe un equilibrio constante tal y como lo indica la primera ley de la termodinámica.
El proceso de deshielo, evaporación y sublimación absorben energía. Esta energía ganada causa que las moléculas de agua (H2O) cambien el diseño de los enlaces que las mantienen juntas o unidas. En la naturaleza, esta energía es proveída por el medio ambiente alrededor. Es así que estos cambios de estado del agua resultan en un enfriamiento del medio ambiente alrededor.
La energía absorbida por el medio ambiente es almacenada en forma de calor latente, la cual es cedida al medio ambiente durante el siguiente cambio de estado del agua. Por lo tanto, la condensación, el congelamiento y la deposición liberan energía al medio ambiente alrededor calentándolo.
En la atmosfera estos cambios de estado del agua de la forma líquida a gaseosa y viceversa fueron esenciales en la iniciación de vida como la conocemos y son esenciales en la continuación de vida como la conocemos. No otro planeta, hasta donde sabemos, posee estas características.
Esencial también es que el lector haya adquirido un entendimiento satisfactorio, acerca de dos fenómenos importantes:
  • Evaporación de agua resulta en el enfriamiento del medio ambiente alrededor.
  • Condensación de agua resulta en un calentamiento del medio ambiente alrededor.
 El ciclo Hidrológico del agua
El ciclo del agua se refiere al continuo movimiento de agua: arriba y debajo de la superficie terrestre. El agua puede cambiar de estado físico en varios lugares del ciclo. La importancia del ciclo del agua no puede enfatizarse más, sin la existencia el ciclo del agua, la mayoría de vida que conocemos, dejaría de existir. Todos debemos familiarizarnos con el ciclo del agua e inculcárselo a las siguientes generaciones.
Es la energía proveniente del sol la que genera el ciclo del agua. Agua líquida se evapora al absorber los rayos infrarrojos durante el día, elevando su temperatura al punto de evaporación del agua y convertirse en vapor de agua. Esta evaporación proviene en su gran mayoría de los océanos (90%), pero también de los lagos, selvas, ríos, etc. El suelo es otro proveedor de vapor de agua. La transpiración de las plantas y animales es otro.
Las corrientes de aire mueven el vapor de agua en la atmosfera, lo que enfría el aire causando que este vapor de agua se condense en diminutas partículas de agua líquida o cristales de hielo para formar las nubes, la niebla y hasta el vapor que emite nuestra boca al exhalar aire durante días muy fríos; lo que vemos es la parte visible de vapor de agua condensado o saturado, ya que el vapor de agua per se,es invisible al ojo humano.
El proceso de la condensación libera energía en forma de calor, arriba en la troposfera donde las nubes son formadas. La realidad es que el ciclo del agua transporta energía calórica al removerla de la superficie terrestre, vía evaporación y la transfiere a la baja y alta troposfera donde se enfría y forman las nubes.
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Las moléculas de vapor de agua se aglomeran y condensan en diminutas gotas de agua para formar las nubes; eventualmente, con la combinación de fuerzas como la temperatura, la presión atmosférica y la gravedad terrestre,  precipitación en forma de lluvia o nieve ocurren. La mayoría del agua se colecta en los océanos, lagos y ríos, pero también puede ser almacenada bajo la superficie terrestre. Precipitación de nieve forma las grandes masas glaciares en los polos.   
Evaporación y condensación en el ciclo del agua.
Describamos seguidamente los mecanismos involucrados en la evaporación y condensación, durante el ciclo del agua. Para entender como ocurre, necesitamos medir el “vapor de agua”.
Una manera de hacerlo es conociendo la presión de un gas, en este caso la “presión del vapor de agua”.
El vapor de agua atmosférico.
Es un gas que se obtiene por la evaporación y ebullición del agua líquida o por la sublimación del hielo. Es inodoro e incoloro.  El vapor de agua es responsable por  la humedad ambiental. La concentración de vapor de agua atmosférico varía de lugar a lugar y de tiempo a tiempo. El promedio es 0.4%, con concentraciones en el trópico húmedo de 4% y en los polos cerca del 0%.
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El vapor de agua redistribuye la energía latente en la atmosfera, que es adquirida durante la transición de estados líquido - gas, energía que es importante en la formación de tormentas.
  • Evaporación (líquido a gas). Energía es absorbida del medio ambiente.
  • Condensación (gas a líquido). Energía es liberada en el medio ambiente.
El vapor de agua es el  gas de invernadero más importante en la atmosfera y calienta tanto la atmosfera como la superficie del planeta.
El vapor de aguatiene una densidad menor que la del aire seco. Los gases al calentarse se dilatan o expanden, lo que les confiere menor densidad, esta propiedad hace que el  vapor de agua caliente ascienday contribuya a la creación de nubes.
Entonces el contenido de humedad en el medio ambiente o aire que respiramos, se debe al vapor de agua presente. La humedad o contenido de vapor de agua en el aire ambiental, juega un papel importante en animales homeotermos que dependen en la transpiración (sudor y exhalación de aire húmedo) para regular la temperatura interna del cuerpo. La piel más caliente que el aire que la rodea, intercambia o pierde energía kinésica en la forma de sudor (vapor de agua) a través de la evaporación. Lo mismo sucede durante con la respiración, función fisiología ampliamente exacerbada durante estrés calórico y diagnosticado por la frecuencia respiratoria de animales bajo estrés.
Cuando hablamos del aire que respiramos, nos referimos a la “combinación” de diferentes gases muy distintos en sus propiedades fisicoquímicas y el vapor de agua.  Algunos hacen esta diferencia catalogando el aire atmosférico que respiramos como una combinación de aire seco + aire húmedo
Presión del vapor de agua, es la fuerza ejercida sobre una superficie o área, que en este caso ejercen las moléculas de vapor de agua sobre la pared o superficie que las contiene. Entre más elevada es la concentración de moléculas de vapor de agua en el medio, más elevada seria la presión del vapor de agua. El aire atmosférico tiene un promedio de 1013 mb (milibar) a nivel del mar.
Como hemos aprendido, el aire atmosférico contiene una gran cantidad de gases diferentes y el vapor de agua es solamente uno de ellos, su participación en la composición del aire oscila de 0.4% a 4%. .
Un ejemplo seria entonces cuando el aire contiene 1% de vapor de agua, cuál sería la presión del vapor de agua a nivel del mar?
Presión de vapor de agua= Presión Atmosférica ÷ Vapor de agua (%)
Presión de vapor de agua= 1013 ÷ 0.01= 10.13mb
Como vemos la relación entre las presiones de todos los gases que forma el aire atmosférico (1013 mb) es inmensa cuando se le compara con la insignificante presión de vapor de agua (10.13 mb). Aun con una cantidad de vapor de agua al máximo (4%), la presión de vapor de agua nunca sobrepasa las 40 mb. Como conclusión, “entre más elevada es la presión del vapor de agua, más alto es el contenido de vapor de agua en la atmosfera”.
Evaporación y condensación son procesos opuestos que ocurren simultáneamente. El grado o cantidad de evaporación, que son las moléculas de agua que están cambiando de un estado líquido a un estado gaseoso, depende de la temperatura  del agua.
Condensación, es el proceso opuesto en el cual el número de moléculas de vapor de agua (gas) se transforman al estado líquido y depende esencialmente de la presión de vapor de agua.
Durante la evaporación, el contenido de agua en la atmosfera es importante de considerar, ya que como en todo sistema, alcanza un punto de equilibrio con el medio. La atmosfera no tendrá mayor capacidad para sostener más vapor de agua,  llegando a su punto de saturación y el aire de ese medio se dice que está saturado con vapor de agua. Este principio es importante de reconocer cuando nos refiramos al enfriamiento de vacas lecheras en estabulación, por la simple razón de que vacas lecheras intercambian menos calor con el medio ambiente húmedo que en un medio ambiente seco. Discutiremos este axioma conforme avanzamos en el curso de este documento.
La temperatura y el  vapor de agua
La temperatura es una función intrínseca dada por la energía kinésica microscópica de átomos y moléculas de todas las sustancias existentes, en otras palabras todas las sustancias poseen una temperatura específica a esa sustancia, siempre y cuando estén en un estado de temperatura arriba del cero absoluto (-273ºC  o - 459ºF). En meteorología hablamos de tres tipos diferentes de temperatura en el aire atmosférico:
  1. Temperatura de bulbo seco (Tdb)
  2. Temperatura de roció (Tb)
  3. Temperatura de bulbo húmedo (Thb)
La habilidad del “aire seco” de capturar y sostener “vapor de agua”, depende en gran parte de la temperatura. Siendo la temperatura mayor entre más cerca sea al nivel de la superficie de la tierra (relación a la altura) y más baja conforme se aleja de la superficie de la tierra.
Una vez que el agua es evaporada llega a formar parte de los otros gases que forman la atmosfera. Al elevarse, se enfrían y  aire frio pierde la capacidad de sostener el vapor de agua, alcanzando su punto de saturación o punto de roció rápidamente, en el cual las nubes comienzan a formarse y dando origen a la condensación.
  • La habilidad del aire atmosférico de sostener vapor de agua es una función muy fuerte de la temperatura atmosférica.
  • Aire tibio sostiene más humedad que el aire frio.
  • El vapor de agua no se mezcla bien con el aire atmosférico frio.
Densidad del vapor de agua y la temperatura.
El impacto de la temperatura ambiental en la densidad del vapor de agua  y el aire seco, es una característica de gran importancia de este gas. El vapor de agua al ser más liviano (con una menor densidad que el aire seco), flota, y es fácilmente desplazado de un lugar a otro por las corrientes de aire en la troposfera. En otras palabras, si tuviéramos un recipiente con aire seco y vapor de agua a una misma temperatura, el aire seco al ser más denso (pesado) se encontraría en el fondo del recipiente.  
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Humedad Relativa (RH) 
Hay varias definiciones de la humedad relativa (HR) en un medio dado. Todas ellas significan lo mismo, son solamente formas diferentes de interpretación. 
La HR está dada por el radio entre la cantidad actual de vapor de agua en el aire (VS) y la máxima cantidad de vapor de agua requerida para saturar ese medio a una temperatura dada (VC).
Nota: Las abreviaciones (VS) y (VC), provienen de los términos en ingles
VS=water vapor supply
VC=water vapor capacity
Humedad Relativa (HR)= Contenido de Vapor de Agua (gr/kg³) ÷ Capacidad de Vapor de Agua (gr/ kg³) al punto de saturación).
HR (%)= VS÷VC
El numerador en esta ecuación es el contenido actual de vapor de agua en el medio (VS)  o lo que es lo mismo; los gramos de agua en 1 kilogramo cubico de ese  aire atmosférico. Este término no toma en consideración otras variantes como la temperatura actual del medio.
El denominador, nos indica la máxima cantidad de vapor de agua que el medio podría llegar a contener, en gr x kg³(VC) y si toma en consideración la temperatura del medio.
Como ese máximo de vapor de agua es dado a un punto de saturación, esta temperatura es también llamada temperatura de punto de roció.
Existen tablas que nos ayudan a calcular la humedad relativa muy fácilmente. Los medios de comunicación continuamente nos dan noticias en predicciones acerca del tiempo. Aun así, es importante comprender, los factores meteorológicos involucrados en la calculación de la humedad relativa (HR) y como su dependencia en la temperatura ambiental afectan el confort de nuestros animales domésticos; entendiéndolos, podemos manejar racionalmente   su bienestar y producción económica.
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La humedad relativa (HR) es el factor meteorológico de mayor significancia en el “confort” de animales domésticos manejados  en sistemas de estabulación, y este índex va a ser utilizado extensivamente en este documento.
Rumiantes toleran temperaturas ambientales más altas cuando la humedad relativa es moderadamente mas baja (HR≤ 55%), una humedad relativa arriba de este parámetro, interfiere con el intercambio natural del vapor de agua y el medio ambiente (evaporación y transpiración). Esta situación es común en los trópicos, donde ambos: altas temperaturas y   vapor de agua atmosférico, crean un medio ambiente de baja confortabilidad para razas bovinas de origen europeo.
Ejemplos:
A) Cuál sería la HR de un globo de aire  con una temperatura de aire a 25°C y una cantidad actual de vapor de agua (VS) de: 8gr/kg³?
Utilizando la tabla anterior, obtenemos la cantidad máxima de vapor de agua necesaria para alcanzar el punto de saturación a 25°C o 20.1 gr/kg³. Utilizando la sencilla ecuación que estudiamos más atrás tenemos que:
HR=VS÷VC,
HR= 8÷20.1= 0.398 o 39.8% La humedad relativa del globo es de 39.8%.
B) Continuando con el mismo ejemplo. Qué pasaría con la HR si la temperatura del globo es enfriada a 15°C?. Utilizando la temperatura en la misma tabla mencionada:
HR= 8÷10.6= 0.755 o 75.5%. La humedad relativa (HR) del globo es 75.5%.
El ejemplo anterior es una indicación del papel que juega la temperatura ambiental sobre la capacidad máxima  que el vapor de agua podría llegar a alcanzar al punto de saturación. En los dos ejemplos anteriores, la cantidad de vapor de agua actual (VS) es la misma (8gr/ kg³), la temperatura es la que varía. En pocas palabras, no es la cantidad de agua existente en el medio dado la que determina la cantidad máxima (VC) de vapor de agua que ese medio puede sostener al punto de saturación o de roció; es,  la temperatura del aire  el factor determinante.
Hay 2 caminos para cambiar la humedad relativa en los ejemplos anteriores:
1) Cambiando el contenido actual de vapor de agua en la mezcla (VS)-Numerador en la ecuación
2) Cambiando la temperatura del aire (que iría a cambiar el punto de saturación de la mezcla, VC)-Denominador en la ecuación.
Muchos de nosotros juzgamos la humedad relativa en el aire erróneamente, creyendo que es la cantidad de vapor de agua o agua en el aire, sin tomar en cuenta la temperatura. 
Por ejemplo, un globo de aire a una temperatura de 10°C con una HR= 100%, contiene menos vapor de agua que un globo de aire a 25°C con una HR= 50%. Usando la tabla de radios de saturación de mezclas:
VS=HR x VC
VS= 100 x 7.6= 760÷100= 7.6 gr/kg³
       VS= 50 x 20.1= 1005÷100= 10.05 gr/kg³
La situación climática anterior es diferente en regiones cálidas con aire atmosférico más seco, donde el contenido de vapor de agua en la atmosfera <2%. En condiciones de baja humedad atmosférica y altas temperaturas; enfriamiento evaporativo de la piel es realizado más eficientemente, debido a que el aire caliente y seco absorbe (exponencialmente) una mayor cantidad de vapor de agua (sudor) de la piel. Una diferencia fundamental de entender, al comparar la eficiencia de sistemas de enfriamiento en climas secos y climas húmedos, que veremos más a fondo en la segunda parte de este tema.
Ejemplos:
Cuál sería la humedad relativa (HR) promedio en la Ciudad de Guayaquil y la Ciudad de Quito durante los meses secos de Agosto y Septiembre. Las propiedades del vapor de agua son las siguientes:
Guayaquil (≤20 msnm): VC= 28gr/kg³, Temperatura= 29°C, VS= 17.6gr/kg³. HR=VS÷VC=
HR= 17.6÷28=63%
Quito (2850msnm): VC= 15gr/kg³, Temperatura= 19°C, VS= 6gr/kg³.  HR= VS÷VC=
HR= 6÷15=40%
Los ejemplos anteriores nos indican lo siguiente:
  • La habilidad del aire atmosférico de sostener vapor de agua es una función muy fuerte de la temperatura atmosférica.
  • Seres humanos tienen un buen sentido en estimar la humedad relativa del aire, pero un pésimo sentido en estimar la cantidad actual de vapor de agua en el aire.
Temperatura de punto de roció (Td), puede definirse como la temperatura a la que un globo de aire debe ser enfriado (sin cambiar la cantidad en el contenido de su vapor de agua o VS) para que el mismo llegue a saturarse con vapor de agua. Es entonces determinado por la cantidad actual de vapor de agua o VS en la mezcla. Conforme el VS incrementa, la temperatura de punto de roció (Td) también incrementa.
La temperatura de punto de roció responde a la pregunta siguiente: “Dada cierta cantidad de vapor de agua en un globo, cuál tendría que ser la temperatura del aire en ese globo para saturarse con vapor de agua?” La temperatura de punto de roció indica la cantidad real de vapor de agua en el aire: entre más alta es, más es el contenido de vapor de agua.
>Td>VS
Termómetros no miden la temperatura de punto de roció, lo que se utiliza es el higrómetro que es un termómetro adaptado, con un material absorbente de humedad alrededor del bulbo de mercurio, con el fin de absorber humedad al agitarlo en el medio que se quiere medir.
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Ejemplos:
Temperatura del aire seco o Tdb es 10°C y humedad relativa (HR) es 50%, cual es la temperatura de roció (Td)?
Utilizando la Tabla 2, elegimos la columna de la derecha o radio de saturación de mezcla (VC).
VC=7.6gr, T= 10°C, HR= 50%
Utilizando la ecuación HR=VS÷VC, arreglamos los términos y:
VS= HR x VC o VS= 0.5 x 7.6 o VS= 3.8gr/kg
Utilizando la Tabla 2, para localizar la temperatura de punto de roció (Td) en la columna izquierda y  el valor 3.8gr en la columna derecha:
 La temperatura de punto de roció (Td) es 0°C
La diferencia entre la temperatura del aire (T) y la temperatura de punto de roció (Td) nos puede indicar si la humedad relativa es alta o baja:
  • Cuando las temperaturas del aire y punto de roció son muy distantes la una de la otra, la humedad relativa es baja.
  • Cuando las temperaturas del aire y punto de roció están cercanas una de la otra, la humedad relativa es alta.
  • Cuando las temperaturas del aire y punto de roció son iguales, el aire está saturado y la humedad relativa es 100%.
En condiciones normales, la humedad relativa es menos del 100% cerca de la superficie de la tierra y evaporación está ocurriendo. Cuando comparamos el ratio de evaporación con el de condensación, evaporación ocurre más rápidamente. Un ejemplo común es el dejar agua en un recipiente a la intemperie, a los pocos días el agua habría disminuido o desaparecido. Que tan rápido el agua desaparece, depende de la humedad relativa presente en el medio, cuando la humedad relativa es muy alta, el agua en ese recipiente tardara más en evaporarse y viceversa cuando la HR del aire es muy baja (no olvidemos que la capacidad absorbente del aire es temperatura-dependiente)
Ocasionalmente, ocurre condensación cerca de la superficie de la tierra. Un buen ejemplo es cuando el aire cercano a la superficie de la tierra es enfriado más abajo de la temperatura de roció (Td); el fenómeno de niebla es formado. Niebla no es otra cosa que una nube a nivel del suelo.
Además de niebla, existen otras dos formas de condensación en la naturaleza que ocurren a nivel de la superficie de la tierra, estos son el roció y la escarcha.
Podríamos entonces deducir lo siguiente:
  • Roció se formara cuando la temperatura del objeto está arriba de 0°C. (vapor de agua > estado líquido).
  • Escarcha se formara cuando la temperatura del objeto esta debajo de 0°C. (vapor de agua > estado sólido).
Podemos crear condensación artificialmente enfriando objetos más abajo de la temperatura de roció y exponerlos a la temperatura del aire ambiental; tal como, hielo en un vaso de agua o la lata de soda recién extraída del refrigerador, los cuales puestos en contacto con el medio ambiente capturan la humedad del mismo, formando agua en la superficie exterior que los contiene.
Ahora, la cantidad y velocidad de formación de esa agua o “roció”,  dependerá de la cantidad de vapor de agua presente en ese aire atmosférico en particular. En un desierto como el Atacama en Chile muy posiblemente va a formarse muy poco roció alrededor de la  superficie de ese vaso de agua con hielo, mientras que en Belén, Brasil sucedería lo contrario instantáneamente. Las diferencias son dadas por el contenido de vapor de agua en esas dos localidades y las diferencias en temperaturas ambientales.
La formación de roció sucede más apreciablemente durante las bajas en temperatura de las mañanas y antes de la salida del sol. En el desierto de Atacama, donde se reportan algunas de las humedades relativas más bajas en el planeta, el aire atmosférico contiene vapor de agua que puede ser extraído muy temprano en la mañana, como lo muestra la fotografía.
Manejo del estrés calórico en el trópico húmedo de Latinoamérica - Image 11
Resumen de como el agua se comporta basado en la Humedad Relativa (HR)
  • Si la HR= 100% (Td = T), no habrá evaporación neta ni tampoco condensación. La cantidad de evaporación es igual a la cantidad de condensación. Ambos radios son iguales.
  • Si la HR < 100% (Td < T), cualquier cantidad de agua en estado líquido presente se evaporaría con el tiempo, desde que el radio de evaporación es mayor que el de la condensación.
  • Si HR > 100% (Td > T), vapor de agua se condensara al estado líquido hasta que la HR se equilibre al 100%, desde que el radio de condensación es más grande que el radio de evaporación. Estos casos son siempre temporarios cuando ocurren y se estabilizan cuando suficiente vapor de agua en el aire llega a condensarse.
Resumen
Hasta aquí hemos explorado un tópico muy poco considerado por agricultores y ganaderos  en Latinoamérica, cuando se refiere al intercambio de energía en forma de calor,  con el medio ambiente de vacas lecheras en condiciones de estrés calórico.
Debido a que esta sección nos ocupó más tiempo que el anticipado, dedicaremos una segunda sección para describir:
  • Respuesta animal. Aspectos fisiológicos involucrados bajo estrés calórico.
  • Manejo artificial del estrés calórico en el trópico húmedo bajo de Latinoamérica.

Wikipedia

http://www.atmo.arizona.edu/students/courselinks/fall12/atmo336/home.html

Meteorology: An Introduction to the Wonders of the Weather. Professor Robert G. Fovell.

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Umberto Francesa
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Raul Jesus Santivañez
Agropecuaria Tayanga
8 de marzo de 2021
Amigos del foro: Si queremos seguir poblando este hermosos planeta llamado tierra tenemos que aprender a cuidarlo y dedicar mucho esfuerzo al cuidado de nuestro medio ambiente, quien es el que al final nos garantizara nuestra existencia. La ganaderia intensiva tanto como la agricultura intensiva no nos garantierais un medio ambiente adecuado para nuestra supervivencia, los animales maquinas que denuncio la Dra Ruth Harrison en la década del 60 todavia existen en muchos lugares en las grandes explotaciones o mega establos donde los ANIMALES SOLO SON UN NUMERO DE INVENTARIO y no la ternera que criamos con esmero y que nos reconoce cuando entramos al corral y mas aun se acerca para que le administremos caricias. La aceptación que todos los animales tienen el derecho tan igual que los hombres de vivir y poblar este lindo planeta es lo primero que debemos tener en mente si queremos un mundo mejor en todo los sentidos Les pido mil disculpas si en alguna forma me he alejado del concepto inicial del tema pero mi amor por las vacas e llevo a veterinario y moriré al lado del animal que es considerado la NODRIZA DE LA HUMANIDAD.
Hugo Sanchez Guerrero
Universidad Nacional De Colombia (UNAL)
25 de febrero de 2021
Saludos: Los sistemas en confinamiento no son sostenibles (ambiental,social,economico,etico) son mas sostenibles los sistemas en pastoreo, en particular el Silvopastoreo Intensivo (SSPi). creo es hacia donde se debe orientar la producción de carne y/leche en el trópico, desde luego con la raza o cruce apropiado.
Umberto Francesa
22 de febrero de 2021
Yo creo que habría que aceptar que el medio ambiente no se puede controlar pero es manejable, lo que nos tendría que llevar a algún tipo de confinamiento temporal o permanente de los animales; esto es si queremos contestar a los interesados en consumir carne de animales, expuestos o no a enfermedades causadas por insectos, artrópodos; así como la mordida de murciélagos que podrían transmitir el virus de la rabia. Porque cuando lleguemos a la situación, donde el mercado local de la carne va a encontrar una carne al mismo precio, producida en países donde estas enfermedades no existen o han desaparecido debido a la manera en que crían al ganado,- confinamiento, es tiempo de pensar en "saltar del bote y caer en otro".
Galo M.Izurieta
Pasteurizadora Quito (Ecuador)
17 de febrero de 2021
Algun momento de mi vida profesional enfrente estos problemas en Cuba, Angola, Mozanbique y Miami en Estados Unidos; en este ultimo pais en la Universidad de Florida Gainsville se inicio un sistema de irrigación de agua en diferentes sectores como pulverización,para refrescar a los animales de Cruza HF. especialmente. Algunos se han acercado via tema genético, pero igual ocupa tiempo en crear una genetica que soporta el stress calórico. En Cuba el Dr. Pastor Ponce nos puso en alerta del stress calórico y la aparición de Sila.- Saludos
Efrain Llamas García
Universidad Autónoma de Chiapas
17 de febrero de 2021
. Me parece aceptado el comentario de Lic. Ana, los bovinos adantados al trópico, son los q van a sobrevivir y los más prodictivos, la calidad de la carne y leche será la mejor, saludos
Umberto Francesa
16 de febrero de 2021
La idea de esta discusión es la de traer ideas inteligentes y a la vez practicas, que incrementen la eficiencia de la agricultura y ganadería en el trópico húmedo-caliente de Latinoamérica. Geográficamente, estas son áreas del planeta donde se destaca la abundancia de flora y fauna: mosquitos, garrapatas, tórsalos, murciélagos, moscas, culebras en su gran mayoría intermediarios de enfermedades zoonoticas. Existen dos estaciones anuales: seca y lluviosa, aunque la extensión de cada una de ellas depende de factores tales como el lado de la montana se encuentre usted, la cercanía a uno de los océanos; siendo las costas atlánticas mas húmedas y las del pacifico mas secas. Ideas románticas de un mejor pasado con animales mejores adaptados a las condiciones actuales, es una idea para las telenovelas. Estas razas siempre formaran una parte importante de esa región; sin embargo, están destinadas a ser superadas por las mayores producciones de razas mejoradas genéticamente para la producción de carne y producción de leche. Las razas criollas fueron genéticamente mejorados para la producción de fuerza como animales de tiro, y han permanecido como tales por generaciones. Como productores de leche y carne, también han habido líneas que algunos ganaderos Hispanos por iniciativa propia han mejorado a través de cruzas; sin embargo, sin registros que puedan ayudar a trazar su genealogía. Las lactaciones son cortas, los animales tardan mas para llegar a su madurez, son en general resistentes a la gran mayoría de enfermedades de la zona transmitidas por vectores invertebrados. Los bueyes de estas razas son excelentes animales de tiro. Sin embargo no pueden competir en un planeta donde la población humana se duplica cada 50 anos. Desafortunadamente tenemos que aceptar que la realidad es que "nos estamos haciendo muchos" y que tarde o temprano vamos a vivir muy estrechos. Lo mas probable es que toda tierra disponible, vaya poco a poco a ser utilizada en agricultura muy especializada y la ganadería tal como la conocemos, va a ser reemplazada por una ganadería de tipo semi o estabulado, donde los animales son alimentados con raciones tipo TMR, y permanecen en corrales protegidos del ataque de parásitos internos y externos, murciélagos, largas caminatas al agua de beber, el sol y la lluvia.
Ana Valeria
ICA - Instituto de Ciencia Animal- Cuba
15 de febrero de 2021
Saludos a todos(a) si es difícil lograr genotipos que sean resistentes a las altas temperaturas que están y que se avecinan, pero tenemos que lograrlo si queremos ganadería, en nuestro caso, en Saludos a todos(a) si es difícil lograr genotipos que sean resistentes a las altas temperaturas que están y que se avecinan, pero tenemos que lograrlo si queremos ganadería, en nuestro caso, en Cuba tenemos el Siboney que es una mezcla de Holstein x Cebú el cual presenta una mayor resistencia a las altas temperaturas, lo cual no quiere decir que el estrés por calor no lo afecte solo que es mas adaptado, tenemos que lograr la siembra de árboles o sistemas silvopastoriles que garanticen la sombra y con ello ganamos doblemente pues le hacemos un gran favor al ambiente y la naturaleza .Los bovinos son animales de campo, tierra, aire natural ,tenerlos encerrados todo el tiempo va en contra de sus costumbre además de afectar su bienestar . Lograr nuevos genotipos es de vital importancia para el desarrollo ganadero donde se ponga de manifiesto cuidar el bienestar animal ,para ello necesitamos razas menos genéticas y mas adaptables con el medio ambiente.
Umberto Francesa
11 de enero de 2021
Gracias Angus. Si estaba a punto de re leer el texto y confirmar su pregunta. De todas maneras, lo importante es el temas en general, ya que personalmente aprendí bastante escribiéndolo, y me hizo realizar acerca de las vulnerabilidades que los rumiantes confrontan en el trópico húmedo de Latinoamérica; esta combinación de: calor + humedad ambiental, es esencial de aprender a manipularla y los ganaderos Latinoamericanos, van a tener que pensar seriamente que, tarde o temprano el colector de taxes va a tocar en la puerta. Con el crecimiento global de la población y fronteras que no detienen el movimiento internacional de individuos, pareciera que aquellos días de criar ganado vacuno en pastoreo, están contados. Me pregunto, si sistemas de estabulación, donde la alimentación sea llevada a los animales, en una forma de "ración totalmente mezclada o TMR", podrían llegar a tener éxito en regiones donde solamente hay dos estaciones al ano: seca y lluviosa. Aunque hay que reconocer que el "clima" esta cambiando, y gente que vive a nivel del mar, tarde o temprano, tendrá que subir a tierras mas altas.
Umberto Francesa
27 de agosto de 2020
En la segunda parte exponemos un ejemplo muy interesante de la influencia de la humedad relativa (HR) en el Valle del Cauca en Colombia, sobre ganado en pastoreo. El ensayo es respaldado por 26 estaciones meteorológicas en ese estado. Trataremos de encontrar una explicación al porque en el trópico, la HR se mantiene elevada aun durante las noches, creando un medio ambiente extremadamente consistente en ese respecto e imposible de proveer confort a razas de origen europeo.
Luis Fernando Castro Botero
24 de febrero de 2021
En Colombia tenemos la raza criolla BON blanco orejinegro, Bos tauros pura con mas de 500 años de adaptacion tanto a estres calorico como a altas humedades relativas. Esta raza tiene muy buenos aumentos de peso , muy buena fertilidad en hembras de cria y gran libido en machos reproductores con gran calidad espermatica. Posee, pelo blanco corto (slick hair) y pigmento negro. Esa combinacion de pelo y pigmento es la que da gran adaptacion al calor pues disipa mejor la temperatura y el pigmento negro la defiende del eritema solar. Su cruce con vacadas comerciales cebu da un F1 de gran productividad. En ensayos realizados por Asocebu de Colombia fue la raza que quedo de segunda tanto en aumentos de peso como en peso final de sacrificio comparada con las mejores razas europeas ( Normando, Angus,Simmenthal, Pardo suizo,Charolaise )etc, siendo solo superado por Limousine. Con la ventaja en los Bon de adaptacion al calor, humedad relativa alta , gran fertilidad y gran libido en el macho semental.
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