Nutrición Animal Tropical 13(2): 43- 57. Julio-Diciembre, 2019
ISSN: 2215-3527 / DOI: 10.15517/NAT.V13I2.39731
_______________________________________________________________________________________
1
Este trabajo formó parte del proyecto de investigación 737-B5-188 inscrito en la Vicerrectoría de
Investigación. Universidad de Costa Rica, San José, Costa Rica.
2
✉
Universidad de Costa Rica, Facultad de Ciencias Agroalimentarias. Estación Experimental Alfredo Volio
Mata. Cartago, Costa Rica. Autor para correspondencia: jorge.elizondosalazar@ucr.ac.cr
(https://orcid.org/0000-0003-2603-9635)
3
Universidad de El Salvador, Facultad de Ciencias Agronómicas. San Salvador, El Salvador. Correo
electrónico: marinhde@gmail.com
Recibido: 8 octubre 2019 Aceptado: 08 noviembre 2019
Esta obra está bajo licencia Internacional Creative Commons
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
NOTA TÉCNICA
Uso de agua para limpieza en una lechería del Valle Central de Costa Rica
1
Jorge Alberto Elizondo-Salazar
2
✉
y David Ernesto Marín-Hernández
3
RESUMEN
La producción pecuaria a nivel mundial consume aproximadamente un tercio del agua de
la actividad humana y 98% de la huella hídrica para producción animal es el agua
requerida para producir su alimento. Parte del agua utilizada en los sistemas lecheros
corresponde al agua de lavado y en Costa Rica no se cuenta con suficiente información
de este tipo, por lo que el presente trabajo tuvo como objetivo generar información con
respecto al uso de agua de lavado en la lechería de la Estación Experimental Alfredo
Volio Mata de la Universidad de Costa Rica. El estudio se llevó a cabo durante el segundo
semestre del 2018. Se establecieron tres indicadores de eficiencia que consideraron
cuatro variables: agua utilizada para lavado de instalaciones, superficie de piso expuesto
a la excreción, animales presentes, y excretas generadas en las instalaciones. Los tres
indicadores fueron: agua utilizada por kilogramo de excreta generada, agua utilizada por
animal y agua utilizada por unidad de superficie. Para el primer indicador, se obtuvo un
valor de 12,0 litros de agua por kilogramo de excreta generada; para el segundo indicador
un valor de 104,0 litros por animal y finalmente para el tercer indicador, el agua utilizada
por metro cuadrado de área expuesta fue de 7,3 litros. La información generada puede
servir de insumo para crear herramientas con el fin de identificar opciones para maximizar
el uso y conservación del agua en los sistemas ganaderos para producción de leche.
Palabras clave: Ganado de leche, huella hídrica, ambiente, escasez de agua,
sostenibilidad.
Nutrición Animal Tropical 44
Nutrición Animal Tropical 13(2): 43-57. ISSN: 2215-3527/ 2019
ABSTRACT
Use of cleaning water in dairy cattle farms in the Central Valley of Costa Rica.
Livestock production worldwide consumes approximately one third of the water of human
activity and 98% of the water footprint for animal production is the water required to
produce their feed. Some of the water used in milk production systems corresponds to
cleaning water and in Costa Rica there is not enough information of this type, so this work
aimed to generate information regarding the use of cleaning water in the Alfredo Volio
Mata Dairy Cattle Experiment Station of the University of Costa Rica. The study was
carried out during the second semester of 2018. Three water use efficiency indicators
were established that considered four variables: water used for cleaning facilities, floor
area exposed to fecal excretion, animals present, and excreta generated in the facilities.
The three indicators were: water used per kilogram of excreta generated, water used per
animal and water used per unit area. For the first indicator, a value of 12.0 liters of water
per kilogram of excreta generated was obtained; for the second indicator a value of 104.0
liters of water per animal was generated and finally, for the third indicator, the water used
per square meter was 7.3 liters. The information generated can serve as an input to create
tools in order to identify options to maximize the use and conservation of water in livestock
systems for milk production.
Key words: Dairy cattle, water footprint, environment, water scarcity, sustainability.
45 Elizondo-Salazar, Marín-Hernández. Agua para limpieza en una lechería de Costa Rica.
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INTRODUCCIÓN
Existen preocupaciones concernientes al cambio climático, la escasez global de agua y el
reto de llenar los requerimientos dietéticos de una creciente población mundial hacia los
nueve billones de habitantes que están haciendo que muchas personas se cuestionen la
sostenibilidad de los sistemas actuales de producción de alimentos, especialmente el
papel de productos cárnicos y lácteos (Steinfeld et al., 2006; Baroni et al., 2007; Marlow et
al., 2009).
Esto está creando una demanda masiva por indicadores basados en ciclos de vida que
puedan soportar patrones sostenibles de producción (Munasinghe, 2010). El ejemplo más
conocido es la huella de carbono, que se ha popularizado en diversos negocios y se
convertirá en una herramienta de venta en muchos mercados. Paralelo a la huella de
carbono, el interés en la huella hídrica también se ha venido desarrollando en los últimos
años debido a la creciente preocupación de que el agua fresca se ha convertido en un
bien escaso que se ha sobreexplotado en muchas partes del mundo, amenazando con
cambios irreversibles al ambiente e impactos negativos en el bienestar de la humanidad
(Rockström et al., 2009; Ridoutt y Pfister, 2010).
El uso del agua para consumo humano ha incrementó seis veces en el curso del siglo 20,
lo que correspondió al doble del crecimiento de la población y es claramente insostenible
(UN Water, 2006). Algunas encuestas públicas indican que el agua tiene una prioridad
global superior al cambio climático (Circle of Blue and Globescan, 2009) y por lo tanto
existe un claro reconocimiento de que los efectos de los sistemas de producción y los
patrones de consumo sobre los recursos acuáticos deben disminuir en intensidad.
Con respecto a la producción animal, la intensificación de la producción ha resultado en
efectos negativos para el ambiente, la disponibilidad de alimentos, las poblaciones
rurales, la biodiversidad y el bienestar animal (Fraser, 2008; Croney y Anthony, 2011),
resultando en una gran crítica para la industria de productos de origen animal por
movimientos de protección social, ambiental y animal.
Globalmente, la agricultura es una de los mayores consumidores de agua (70%), por lo
que la escasez de este líquido podría tener profundos efectos sobre la producción de
alimentos (Godfray et al., 2010; Strzepek y Boehlert, 2010). La producción pecuaria
consume aproximadamente un tercio de la huella de agua de la actividad humana
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Nutrición Animal Tropical 13(2): 43-57. ISSN: 2215-3527/ 2019
(Mekonnen y Hoekstra, 2012), y 98% de la huella hídrica para producción animal es el
agua requerida para producir su alimento (Shiklomanov, 2000).
Para comprender mejor el tema sobre el uso de agua en fincas lecheras, la huella hídrica
de acuerdo al Water Footprint Network, se puede cuantificar como la suma del uso de tres
volúmenes de agua a lo largo de toda la cadena de suministro de un producto y
comprende el consumo de humedad del suelo resultado de la evapotranspiración (agua
verde), el consumo o evaporación de agua subterránea y superficial (agua azul), y el
grado de contaminación del agua dulce debido a las descargas de aguas residuales
(aguas grises) (Hoekstra y Chapagain, 2008). El agua verde y azul representan el agua
consumida y el agua gris representa la emisión.
Es claro que los diversos sistemas de producción pecuaria difieren en la cantidad de agua
utilizada por animal y en la manera de satisfacer tal necesidad. En Nueva Zelanda por
ejemplo, se han reportado consumos que oscilan entre 345 y 1084 litros de agua por
kilogramo de leche corregida por grasa y proteína (Zonderland-Thomassen y Ledgard,
2012). También en Irlanda, se realizó un estudio de huella hídrica en 24 fincas lecheras
que en promedio consumieron 690 litros de agua por kilogramo de leche corregida por
grasa y proteína, oscilando entre 534 y 1107 litros (Murphy et al., 2017). Estos últimos
autores cuantificaron que el agua requerida para la producción de forraje contribuyó al
85% de la huella hídrica, 10% para la producción de forraje importado (heno y ensilado),
4% para la producción de concentrado y 1% para uso de agua en la explotación.
La gran variación que se presenta entre estos y otros estudios, se debe básicamente a
diferencias en las presunciones que tienen que ver con la composición y cantidad de
alimento consumido por los animales, las fuentes y producciones de alimento y la
variabilidad de las salidas dentro de los sistemas de producción.
Para conocimiento de los autores, no existen datos publicados de nuestro país, que
hagan referencia a la cantidad de agua necesaria para producir un litro de leche y que
permitan aumentar la sostenibilidad de la producción reduciendo el uso de este recurso
para mejorar el mercadeo de productos lácteos y es necesario iniciar el proceso
considerando aspectos básicos.
Uno de los rubros que conlleva mayor consumo de agua, es para fines de limpieza de
instalaciones (piso, corrales, etc.), con el agravante de que no es agua reutilizada, ya que
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generalmente proviene directamente de fuentes naturales (Iramain et al., 2001) y a nivel
de país se tiene normativa como el plan de aplicación de purines como fertilizante que
promueve el uso eficiente del recurso hídrico y establece no utilizar más de cuatro litros
de agua por cada kilogramo de excreta encontrado en las instalaciones físicas en el
proceso de lavado (Decreto Ejecutivo 37017, 2012). No obstante, no existe normativa
clara referente al consumo de agua en lecherías que demuestren la eficiencia de estos
sistemas para las diferentes actividades de servicio, por lo que el presente trabajo tuvo
como objetivo generar información con respecto al uso de agua de lavado en la lechería
de la Estación Experimental Alfredo Volio Mata de la Universidad de Costa Rica, de
manera que sirva como insumo con el fin de iniciar un proceso sistemático de registro de
datos, que junto con información de otros estudios que se puedan realizar, puedan ser
utilizados para elaborar reglamentaciones más claras que ayuden a proteger el recurso
hídrico.
MATERIALES Y METODOS
El estudio se llevó a cabo en la Estación Experimental Alfredo Volio Mata de la
Universidad de Costa Rica, ubicada en el Alto de Ochomogo en la provincia de Cartago
con coordenadas geográficas 9°55’10’’ latitud norte y 83°57’20’’ longitud oeste. Su altitud
es de 1542 msnm, con una precipitación media anual de 1500 mm, distribuida de mayo a
noviembre y una humedad relativa media de 84%. La temperatura media anual es de
19,3ºC; con una máxima de 23ºC y mínima de 13ºC.
Para este estudio se utilizaron 40 vacas en ordeño de la raza Jersey, con una producción
diaria promedio de 19,6 litros y con un peso promedio de 446,0±52 kg y 20 animales en
etapa no productiva con un peso promedio de 412,0±107. La investigación en su fase de
campo se llevó a cabo durante el primer semestre del 2018, con mediciones de uso de
agua para lavado cada 15 días.
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Variables para el análisis de las unidades productivas
Se determinaron 4 variables a saber:
Cantidad de animales presentes en las instalaciones:
Se realizó un levantamiento del inventario animal en el que se determinó el peso vivo con
báscula y el tiempo de permanencia de los animales durante el día en áreas de
confinamiento.
Superficie de piso cementado con exposición de excreta bovina (m
2
):
Para determinar el área de superficie (m
2
) cementada expuesta a las excreciones bovinas
y que son removidas con el uso de agua, se procedió a utilizar una cinta métrica y a
realizar cálculos manuales de todas las áreas.
Excreción generada del hato en instalaciones (kg/día):
A partir del inventario de animales, el peso vivo, y la duración de estancia en las
instalaciones; se aplicó la fórmula de cuantificación de excretas, propuesta por el
SENASA (Decreto Ejecutivo 37017, 2012):
N x PV x 8% x (
HP
24
) = Excretas en instalaciones
En donde:
N = Número de animales que se encuentran en instalaciones parcial o
permanentemente
PV = Peso vivo promedio de los animales (kg)
8 % = Porcentaje del peso vivo, relacionado a la excreción diaria de un vacuno
HP = Horas diarias de permanencia en las instalaciones
Agua utilizada para lavado de excretas (l/día):
Para realizar la cuantificación del volumen de agua se procedió a medir la duración de los
tiempos de lavado, desde la apertura de llaves, hasta el cierre de las mismas. La duración
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de llaves abiertas se multiplicó por el caudal disponible de agua en la salida de la
manguera. Dicho caudal se determinó llenando un recipiente de volumen conocido en un
tiempo determinado (l.s
-1
).
A partir de las variables anteriores, se generaron tres indicadores de eficiencia del uso de
agua para lavado de instalaciones:
1. Relación volumen de agua utilizada respecto a la excreción generada en las
instalaciones (l.kg
-1
).
2. Relación volumen de agua utilizada respecto a los animales generadores (l.animal
-1
).
3. Relación volumen de agua utilizada respecto al área de exposición de excretas (l.m
-2
).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En Costa Rica, las actividades agropecuarias consumen el 21% del agua disponible
(Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarillados, 2016). Los sistemas lecheros,
participan activamente del consumo del recurso hídrico y el agua total utilizada en las
lecherías normalmente se divide en tres áreas: agua para consumo de los animales, agua
para uso en la sala de ordeño e instalaciones y agua para riego. Uno de los rubros que
conlleva mayor consumo de agua, es para fines de limpieza de las instalaciones (piso,
corrales, etc.).
Las discusiones con respecto al uso de agua para lavado de excretas en instalaciones
lecheras, se centran en el manejo y disposición final de los purines, con su respectivo
potencial de contaminación (Decreto Ejecutivo 33601 MINAE-S, 2007; Decreto Ejecutivo
37017, 2012), tomando en cuenta ciertos aspectos de importancia, pero dejando de lado
otros factores que se podrían considerar con el fin de reducir la cantidad de agua que se
utiliza.
Dichos lineamientos legales para el uso racional de agua en instalaciones, se cuantifican
de dos maneras: dotación diaria de agua por animal, que se ha establecido en 130 l por
animal (SENARA, 2004), y la relación agua:excreta que debe ser como máximo de 4:1
(Decreto Ejecutivo 37017, 2012). Estos lineamientos no toman en consideración aspectos
como el área de deposición de las excretas ni las escalas de producción, entre otras; que
Nutrición Animal Tropical 50
Nutrición Animal Tropical 13(2): 43-57. ISSN: 2215-3527/ 2019
son factores influyentes en relación con los volúmenes de agua para lavado en
instalaciones lecheras.
A pesar de la importancia del agua para los diferentes sectores productivos, Costa Rica
carece de estudios que hagan mención al consumo actual de agua para lavado de
excretas, bajo los diferentes modelos de producción lechera, por lo que poder generar
información sobre el consumo de agua para lavado de excretas en instalaciones lecheras,
permite dimensionar parcialmente la demanda del recurso hídrico en esta actividad.
Inventario de animales y estimación de la producción de excretas en las áreas de
confinamiento
A partir de la evaluación de los pesos de los animales, y el cálculo de los tiempos de las
actividades en las que las vacas se encuentran confinadas bajo techo, se logró determinar
que en la Estación Experimental hay dos grupos diferentes de animales que generan
excretas en las instalaciones, a saber; Grupo 1: 40 vacas en ordeño que pesaron en
promedio 446,0±52 kg, permanecen ocho horas en confinamiento (Figura 1) y tuvieron en
total una producción estimada diaria de excretas en las instalaciones de 476±56 kg
(11,9±1,4 kg por animal), Grupo 2: 20 animales en las que se incluyen las vacas secas,
las vacas prontas y las novillas de primer servicio que pesaron en promedio 412,0±107
kg, permanecen dos horas en confinamiento y tuvieron una producción diaria de excretas
en las instalaciones de 55,0±14 kg (2,7±0,7 kg por animal), por lo que la producción total
diaria de excretas para ambos grupos en las instalaciones fue de 531,0±70 kg.
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Figura 1. Desglose de tiempo en el que las vacas permanecen en las instalaciones.
Delimitación de las áreas de superficie (m
2
) cementada expuestas a las excreciones
Con ayuda de una cinta métrica, se midieron todas aquellas áreas expuestas a las
excreciones y que son removidas con el uso de agua (Cuadro 1). Estas áreas incluyeron
la sala de ordeño, los patios de espera, salida y pasillos, el área de alimentación, el área
del toro y estancia de vacas recién paridas, lo que dio un total de 851,0 m
2
.
Permanencia en galerón de
alimentación previo al ordeño
Permanencia
Hora de entrada
Hora de salida
6:00 am
1,5 horas
Permanencia en sala de espera
y ordeño
7:15 am
1,0 hora
Permanencia en galerón de
alimentación
9:00 am
1,5 horas
Traslado de vacas a potrero
Permanencia en galerón de
alimentación previo al ordeño
3:30 pm
1,5 horas
Permanencia en sala de espera
y ordeño
5:00 pm
1,5 horas
Permanencia en galerón de
alimentación
5:00 pm
6:00 pm
1,0 hora
Traslado de vacas al potrero
6:00 pm
Total de horas en instalaciones
8,0 horas
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Nutrición Animal Tropical 13(2): 43-57. ISSN: 2215-3527/ 2019
Cuadro 1. Dimensiones de las diferentes áreas en las que permanecen los
animales y requieren de lavado diario.
Descripción
Área (m²)
Sala de ordeño
87,0
Patios de espera, salida y pasillos
426,0
Área de alimentación
213,0
Área del toro y estancia de vacas recién paridas
121,0
Área total
851,0
Cantidad de agua utilizada para el lavado de excretas y lavado del equipo de ordeño
A partir de las mediciones realizadas, se pudo establecer que en total se gastaron 6247,0
litros de agua al día para el lavado del equipo de ordeño y para la limpieza de las
instalaciones donde defecan los animales (Cuadro 2), y se generaron los tres indicadores
de eficiencia de uso de agua, resultando que se utilizaron 12,0 litros de agua por
kilogramo de excreta generada en las instalaciones, 104,0 litros de agua por animal.d
-1
y
7,3 litros de agua por metro cuadrado.
Tal como se mencionó anteriormente, para Costa Rica, la recomendación de la dotación
de agua promovida por el Estado, a través del SENARA (2004), plantea que se debe
utilizar un máximo de consumo de agua por animal de 130,0 l.d
-1
, sin embargo, no
especifica el estado fisiológico del animal, lo cual puede traer gran confusión para los
productores o técnicos. Así mismo, la recomendación anterior, asume un comportamiento
lineal de dicho indicador, omitiendo variaciones por escalas de producción u otras
variables influyentes en los procesos de lavado de excretas en instalaciones lecheras.
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Cuadro 2. Volumen de agua diario utilizado para el lavado de excretas e indicadores de
consumo.
Descripción
Volumen, litros
Porcentaje, %
Lavado del equipo de ordeño
500,0
8,00
Sala de ordeño
940,0
15,05
Patios de espera, salida y pasillos
1984,0
31,76
Área de alimentación
1575,0
25,21
Área del toro y estancia de vacas recién
paridas
1248,0
19,98
Total
6247,0
100,00
Indicadores
Litros por kilogramo de excreta
12,0
Litros por animal por día
104,0
Litros por unidad de área (m
2
)
7,3
Para considerar valores obtenidos en otros países, Sweeten y Wolfe (1994), evaluaron
once fincas lecheras en Texas-Estados Unidos, con manejos diferentes de excretas en
instalaciones y una cantidad de vacas en ordeño que osciló entre 150 y 1300. Los autores
reportaron un promedio de volumen de uso de agua de 149,9 l.animal
-1
.d
-1
para un rango
que varió de 47 y 259 l.animal
-1
.d
-1
. Por su parte en Argentina, Iramain et al. (2001)
reportaron valores entre 18 y 23 l.animal
-1
.d
-1
, González et al. (2008) en Uruguay obtuvo
datos por animal entre 25 y 100 l.d
-1
y Dairy Co (2009) entre 5 a 50 l.d
-1
para Reino Unido.
Con respecto a la cantidad de agua utilizada por kilogramo de excreta generada, Dumont
(2006) y Paniagua-Madrigal (2006), mencionan valores de 4,7 y 2,8 l.kg
-1
,
respectivamente. Sin embargo, el valor de 2,8 l.kg
-1
de excreta, se obtuvo luego de
implementar prácticas eficientes de consumo de agua, para favorecer el ahorro del
recurso, ya que inicialmente el valor reportado fue de 26 l.kg
-1
de excreta.
El Decreto Ejecutivo 37017 (2012) establecido por el Servicio Nacional de Salud Animal
(SENASA) de Costa Rica, recomienda la utilización de 4,0 l.kg
-1
de excreta y está claro
que esta explotación sobrepasa dicha norma, por lo que se hace necesario establecer
medidas que reduzcan drásticamente el uso de agua para lavado, tomando en
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consideración la presión del agua, el diámetro de la manguera, la superficie del piso sobre
la que se encuentra la excreta, las condiciones climáticas, entre otros.
Para la cantidad de agua utilizada por área, Iramain et al. (2001) reportaron valores entre
22 y 40 l.m
-2
, datos superiores a los encontrados en el presente estudio (7,3 l.m
-2
). Tal
como se puede apreciar, dos de los indicadores obtenidos en esta explotación se
encuentran dentro de valores normales, pero uno está por encima de lo que establece la
normativa nacional. En un estudio realizado en nuestro país, en 23 fincas en la zona de
Zarcero, se obtuvo un rango de 2,7-27,0 litros de agua por kilogramo de excreta
generada; una mediana de 58,5 litros de agua por animal con un rango de 23,0 a 149,5; y
entre 4,7 y 40,6 litros por metro cuadrado (Castro-Calderón y Elizondo-Salazar, 2019).
Tener conocimiento al menos parcial de la huella hídrica en los sistemas de producción de
leche tiene una serie de implicaciones sociales, económicas y ambientales que tienen que
ver con oportunidades de mejora en su uso y eficiencia, especialmente en lugares de
escasez, lo que a su vez debe permitir el desarrollo de estrategias para planificar mejor el
uso de la tierra tanto a nivel de finca como a nivel regional. Otro aspecto de suma
importancia es que al tener indicadores de este tipo, puede constituirse en una estrategia
de mercadeo al igual que en una herramienta para canalizar fondos públicos o privados
para la actividad, especialmente al considerar que un manejo inapropiado del recurso
hídrico puede conllevar a una mala imagen del sector, puede incrementar las regulaciones
estatales, tener consecuencias económicas debido a la contaminación y por supuesto una
mala imagen por parte del consumidor final. Debe existir en todos los sectores una
conciencia para el uso sostenible y conservación de este líquido vital y se hace necesaria
la generación de información de esta índole.
CONSIDERACIONES FINALES
La ganadería de leche es un usuario importante del agua y tiene grandes efectos sobre el
recurso hídrico, tanto en términos de consumo como de degradación, por lo que se
necesitan de herramientas para identificar opciones de mitigación y conservación. Los
resultados obtenidos permitirán conocer información necesaria para la elaboración de
propuestas de utilización del agua que sean adecuadas para el manejo en
establecimientos lecheros promoviendo y fortaleciendo el desarrollo sostenible de estos
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sistemas de producción. Se hace necesario establecer estrategias de reducción y se debe
capacitar al personal para que reconozcan la necesidad de reducir el volumen de agua
utilizado para el lavado de las instalaciones.
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