INDICE Información general Artículos científicos · 2008-12-03 · Revista Computadorizada de Producción Porcina Vol:6 No:2 1999 NOTAS PARA AUTORES Los trabajos deben enviarse

Revista Computadorizada de Producción Porcina Vol:6 No:2 1999

INDICE Información general 1-4

Artículo reseña Aspectos bioquimicos y tecnológicos del tratamiento de residuales agrícolas con producción de biogás. (Biochemical and technological aspects of the treatment of agricultural wastes linked to biogas production) R.Sosa, R. Chao, J.del Río.5-19

Artículos científicos Sistema de base de datos de alimentación porcina no convencional en el trópico.(Data base system on non-conventional pig feeding in the tropics) B. García, T. Díaz, A.Roche.20-25 Estimación de parámetros genéticos vía REML en un modelo animal. (Estimation of genetic parameters via REML in an animal model) E.León, D.Guerra, I. Santana, F.J. Diéguez, F.Brache.26-31 Correlaciones entre las variables del tracto reproductivo a los 30 días de gestación de cochinatas de diferentes razas. (Correlation between variables of the reproductive tract at 30 days of gestation in gilts from different breeds). T. Arias, F.J. Diéguez, C. Díaz y Y. del Toro.32-37 Comportamiento de cerdos en crecimiento ceba alimentados con desperdicios procesados. Resultados de tres años en un centro integral de 10 reproductoras. (Performance of growing finishing pigs fed processed swill. Results from three years in a closed farm with 10 sows) J. González, C. M. Mederos, J.L.Piloto, Y. Cabrera, R.Ma. Martínez, V. Martínez, G. García y G. González.38-45 Estudios de conservación de frijol de soya cocido (Studies on the preservation of cooked full-fat soybean). E. Delgado, C.M.Mederos y J.Ly.46-52 Evaluación final de la cerda Hampshire x Duroc (Final evaluation of the Hampshire x Duroc sow ). P.Villarreal.53-59


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BIBLIOGRAFIA Chung, C.S., Etherton, T.D. y Wiggins, J.P. 1985. Stimulation of swine growth by porcine growth hormone. Journal of Animal Science 60:118-128 Diéguez, F.J., Trujillo, G., Gómez, J. y Roque, R. 1979. Las pruebas de comportamiento en campo para la selección de cochinatos y cochinatas en los Centros Genéticos de Cuba. Ciencia y Técnica de la Agricultura, Ganado Porcino 2(3):7-22 Crestwell, D.C. y Brooks, C.C. 1971. Composition, apparent digestibility and energy evaluation of coconut oil and coconut meal. Journal of Animal Science 33:366-369 Figueroa, V. y Ly, J. 1990. Composición química y propiedades físicas de los alimentos derivados de la caña de azúcar. In: Alimentación porcina no convencional. GEPLACEA. Serie Diversificación. México p 33-63

Preston, T.R. y Murgueitio, E. 1992. Strategy for sustainable livestock production in the tropics. CIPAV. Cali. pp 89

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PRESENTACION DE TRABAJOS Los trabajos deben enviarse en disco (de 3.5 pulgadas) al Editor. El trabajo puede estar en cualquiera de los idiomas oficiales: español, portugués, francés e inglés, con resumen en inglés. Las palabras claves aparecerán a continuación del resumen. Los artículos escritos en español deberán acompañarse también con un resumen (summary) en inglés, mientras que los artículos escritos en portugués, francés o inglés contarán también con un resumen y palabras claves en español. Normalmente los trabajos (discos) no serán devueltos a sus autores para ahorrar tiempo y dinero (a no ser que así se solicite, en cuyo caso el autor del trabajo asumirá este gasto). Los trabajos aceptados se publicarán con un mínimo de edición.

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ASPECTOS BIOQUIMICOS Y TECNOLOGICOS DEL TRATAMIENTO DE RESIDUALES

AGRICOLAS CON PRODUCCION DE BIOGÁS

R. Sosa, R. Chao y J. del Río

Instituto de Investigaciones Porcinas Gaveta Postal 1 Punta Brava 19200, C. de la Habana, Cuba

RESUMEN

Resulta de gran importancia para la protección del medio ambiente el uso de plantas de biogás en la agricultura. En el presente trabajo se detallan aspectos bioquímicos del proceso de tratamiento anaerobio de residuales agrícolas con sus fases fundamentales: hidrólisis, acetogénesis, homoacetogénesis y metanogénesis; además se describen los factores químicos que influyen en el proceso de digestión anaerobia, como: pH, temperatura, nutrientes, toxicidad, niveles de carga orgánica y tiempos de retención. Dentro de los aspectos de importancia tecnológica, se trataron las propiedades físico-químicas, utilización y purificación del biogás, además de su composición. Por último, se describe la clasificación de estas instalaciones en cuanto a su régimen de carga y a sus variantes constructivas. Palabras Claves: Biogás, tratamiento anaerobio, aspectos bioquímicos, proceso, variantes constructivas.

BIOCHEMICAL AND TECNOLOGICAL ASPECTS OF AGRICULTURAL WASTES TREATMENT LINKED TO BIOGÁS PRODUCTION

SUMMARY The use of biogas plants in agriculture is very important for the protection of the environment. In the present review, details are given on the biochemical aspects of the anaerobic treatment of agricultural wastes and its main phases: hydrolysis, ketones production, homo-ketones production and methane production. Besides, the chemical factors influencing the process of anaerobic digestion are described, like e.g.: pH, temperature, nutrients, toxicity, organic load levels and retention time. Among the technological aspects, the physical and chemical properties, utilization and purification and composition of biogás are dealt with. Finally, the classification of these plants is given, according to their loads regimes and their choice of design. Key Words: Biogas, anaerobic treatment, bioquimical aspects, process, constructive options

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INTRODUCCION

Los combustibles fósiles tienen su origen en la descomposición de materias vegetales y su energía está contenida en enlaces químicos producidos por la energía solar fijada por las plantas hace millones de años mediante la fotosíntesis (Zaric 1981). Pero el uso de combustibles fósiles para producir energía, sobre todo energía eléctrica, trae como consecuencia el vertimiento de sustancias tóxicas al aire, a los cuerpos de agua y a los suelos, dañando la naturaleza a corto, mediano o largo plazo .Sin embargo, ya desde el siglo pasado se conocía en la India y China el uso de procesos fermentativos para producir el biogás y tratar ecológicamente los residuales orgánicos de forma artesanal (Turzo et al 1984). En los biodigestores, que son las instalaciones donde ocurren estos procesos, se obtiene además un efluente líquido cuyo valor económico como fertilizante es equivalente al del biogás (Kellner 1990). Estudios realizados en Cuba han demostrado que el uso del efluente líquido representa económicamente más beneficio que el propio biogás (Carballal 1998). El tratamiento anaerobio de residuales orgánicos (específicamente de excretas de animales) - imita a los procesos que ocurren en la naturaleza donde no existen los desechos o desperdicios sino materia prima para crear otro tipo de material útil para la vida. Es de destacar que en los últimos años el desarrollo de esta tecnología ha sido centrado en los aspectos técnicos principalmente en la identificación del tipo de planta más apropiado para las condiciones dada, lo que ha permitido su generalización en las zonas rurales (Sasse 1986). Si tenemos en cuenta que los primeros biodigestores que se construyeron en China y en la India fueron de cúpula fija y de campana flotante respectivamente, más tarde se han desarrollado otros más sencillos, rápidos de hacer y con materiales más baratos como goma, poli-vinil-cloruro (PVC), red-mud-plastic (RMP) y polietileno (Kopiske 1985; Werner et al 1989; Esquerra 1989). Además, ya en los últimos años en varios países subdesarrollados se están utilizando digestores tubulares de polietileno con el objetivo de reducir los costos de producción mediante el uso de materiales locales y la simplificación de instalaciones, operación y mantenimiento (Hieu et al 1994; Sarwatt 1995; Soeurn 1994; Solarte 1995; Khan 1996). Un beneficio que implica esta tecnología es la sustitución de la leña por el biogás, por lo que previene en gran medida la destrucción de los bosques. Se ha calculado que un 1 m3 de biogás utilizado para cocinar evita la deforestación de 0.335 ha de bosques con un promedio de 10 años de vida de los árboles (Sasse 1989). Existen otras ventajas que se derivan de este sistema y que son difíciles de cuantificar como: mejoramiento de las condiciones de trabajo de la mujer, prevención de la deforestación, prevención de la contaminación del manto freático y de la propagación de enfermedades.

Desde el punto de vista económico se conoce que con el objetivo de enfrentar las consecuencias inflacionistas del precio cada vez mayor del petróleo importado, el gobierno de la India emprendió campañas encaminadas a promover la utilización del biogás, mediante plantas gasificadores domésticas (Mulik 1981). Ese país ha tenido una vasta experiencia en el desarrollo de tecnologías sencillas y fáciles de operar adecuadas para condiciones de clima variado y grupos sociales diferentes (Khandelwal 1990).

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Campañas aun mayores de generalización de estas tecnologías; pero con digestores de cúpula fija de concreto, tuvieron lugar en China para obtener energía para cocinar y alumbrarse mediante el tratamiento de los residuales de la crianza animal, los residuos de cosecha y del propio metabolismo humano. Hasta 1982, (Kristoferson y Bokhalders 1991). Más de 7 millones de digestores fueron instalados, aunque los problemas de baja capacitación del personal para la construcción y la reparación de estas plantas, así como factores sociales y culturales provocaron la inutilización del 50 % de las mismas (Marchaim 1992). A través del tiempo se fueron perfeccionando estas plantas para obtener biogás, con una gran variedad de biodigestores de disímiles formas y materiales con una tendencia hacia variantes más económicas y eficientes. Hoy, en los países industrializados, el tratamiento de los residuales es un asunto apremiante. La opinión pública está consciente de las consecuencias que traen la sobrecarga del suelo y las aguas por los desechos orgánicos no tratados y vertidos en cualquier lugar, además de que el aumento de los precios de las materias primas exige un reciclaje más importante de estos materiales. Por otra parte, en los países del Tercer Mundo las instalaciones de biogás significan ante todo la producción de energía para cocinar ( Gopalakrishnan 1984; Eggeling et al 1985).

ASPECTOS BIOQUIMICOS DE LA FERMENTACION METANOGENICA El conocimiento de los factores microbiológicos y bioquímicos que ocurren en la fermentación metánica es indispensable para entender la cinética de este proceso, y esto permite controlarlo e incidir sobre el mismo, para obtener resultados satisfactorios. Primeramente, la digestión anaerobia fue considerada como un sistema bifásico, compuesto por la fase no metanogénica en que las bacterias anaerobias transformaban los substratos en productos solubles y gaseosos incluyendo acetatos, CO2, H2 y otra la metanogénica donde las bacterias formadoras de metano (CH4) utilizaban el acetato, mezclas de H2 y CO2 entre otros substratos para su metabolismo. Los términos con que se han identificado estas fases (acidificación y gasificación) no fueron del todo correctos; por cuanto, en la primera etapa no todos los productos que se forman son ácidos; así como que no todos los productos gaseosos son derivados de la llamada etapa de gasificación (López y Novoa 1991). Más tarde, se admitió que en la fermentación bacteriana intervienen poblaciones microbianas diversas, en la que se distinguen cuatro etapas: hidrólisis, acidogénesis, acetogénesis y metanogénesis (Scriban 1982; Marchaim 1992).Al menos cuatro grupos tróficos diferentes de bacterias han sido aislados en digestores anaerobios, pudiendo ser diferenciados sobre la base de los substratos fermentados y los productos finales formados (Imhof 1938, citado por Marchaim 1992). Estos cuatro grupos metabólicos son: 1. Las bacterias hidrolíticas y fermentativas, las cuales convierten una variedad de compuestos orgánicos tales como polisacaridos, lípidos y proteínas en otros productos como

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el ácido acético, H2, CO2, compuestos monocarbonados, ácidos grasos orgánicos y otros compuestos policarbonados. 2. Las bacterias acetogénicas productoras de hidrógeno, las cuales incluyen obligatoriamente a las dos especies facultativas que pueden convertir los productos del primer grupo – los ácidos orgánicos de más de dos átomos de carbono, por ejemplo el butírico y el propiónico y los alcoholes policarbonados tales como el etanol y el propanol transformándolos en hidrógeno y acetato. 3. Las bacterias homoacetogénicas las cuales pueden convertir un espectro amplio de compuestos multi o monocarbonados en ácido acético. 4. Las bacterias metanogénicas, las cuales transforman el H2, CO2, compuestos monocarbonados, por ejemplo el metanol, CO y la metilamina en acetato o pueden formar metano de la descarboxilación del acetato. En la actualidad se han tomado en cuenta los cuatro grupos de bacterias arriba mencionado y se plantean tres etapas del proceso. La ecuación estequiométrica de Boswel es aplicable a la fermentación de la materia orgánica (Kenealy et al 1981; Turzo et al 1984). Los microorganismos intermediarios pueden inhibir todo el proceso. Esto tiene una importancia extrema para comprender hacia que direcciones se mueven los procesos microbiológicos y bioquímicos y poder dirigir el sistema de digestión para producir biogás (Marchaim1992).

FACTORES QUE INFLUYEN EN EL PROCESO DE DIGESTION ANAEROBIA El proceso de conversión anaerobia depende de diversos factores como por ejemplo: del pH, la temperatura, la disponibilidad de nutrientes, la presencia de sustancias tóxicas, entre otras Existen dos métodos prácticos para corregir los bajos niveles de pH en el digestor. El primero es parar la alimentación del digestor y dejar que las bacterias metanogénicas asimilen los AGV; de esta forma aumentará el pH hasta un nivel aceptable. Deteniendo la alimentación disminuye la actividad de las bacterias fermentativas y se reduce la producción de los AGV. Una vez que se haya restablecido el pH se puede continuar la alimentación del digestor pero en pocas cantidades, después se puede ir aumentando gradualmente para evitar nuevos descensos. El segundo método consiste en adicionar sustancias buffer para aumentar el pH, como el agua con cal. Las cenizas de soda (carbonato de sodio) constituyen una variante más costosa, pero previenen la precipitación del carbonato de calcio. Los requerimientos de buffer varían según el residual, los sistemas de operación y tipos de operación. Las normas para calcular estos requerimientos han sido desarrolladas por Pohland y Suidon (1978).

Temperatura Los niveles de reacción química y biológica normalmente aumentan con el incremento de la temperatura. Para los digestores de biogás esto es cierto dentro de un rango de temperatura tolerable para diferentes microorganismos (Schmid y Lipper, 1969). Las altas temperaturas causan una declinación del metabolismo, debido a la degradación de las enzimas; y esto es crítico para la vida de las células. Los microorganismos tienen un nivel óptimo de crecimiento y metabolismo dentro de un rango de temperatura bien definido, particularmente

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en los niveles superiores, los cuales dependen de la termoestabilidad de la síntesis de proteínas para cada tipo particular de microorganismo. Las bacterias metanogénicas son más sensibles a los cambios de temperatura que otros organismos en el digestor. Esto se debe a que los demás grupos crecen mas rápido, como las acetogénicas, las cuales pueden alcanzar un catabolismo sustancial, incluso a bajas temperaturas (Schimd y Lipper 1969). Existen tres rangos de temperatura para la digestión de residuales, el primero es el mesofílico (de 20 a 45 0C), el segundo es el termofílico (por encima de 45 0C). El óptimo puede ser de 35 0C a 55 0C (Fair y Moor 1937 citado por Gunnerson y Stuckey 1986). La ventaja de la digestión termofilica es que la producción de biogás es aproximadamente el doble que la mesofílica, así que los biodigestores termofílicos pueden ser la mitad en volumen que los mesofílicos, manteniendo su eficiencia general. Se han realizado numerosos trabajos sobre la digestión termofílica en países templados (Gunnerson y Stuckey 1986). Sin embargo, se requieren considerables cantidades de energía para calentar los residuales hasta 55 0C. El tercer rango (psicrofílico) ocurre entre los 10 y 25 0C (Cullimore et al 1985; Paris et al 1988 y Wellinger et al 1988). Existen algunas restricciones para el uso de esta temperatura en la digestión anaerobia, como son la necesidad de utilización de: reactores anaerobios de cama fija (UASB), inóculos mesofílicos, un tiempo de retención alto y mantener una acidificación baja (Marchaim 1992).

Nutrientes Además de una fuente de carbono orgánico, los microorganismos requieren de nitrógeno, fósforo y otros factores de crecimiento que tienen efectos complejos. Los niveles de nutrientes deben de estar por encima de la concentración óptima para las metanobacterias, ya que ellas se inhiben severamente por falta de nutrientes. Sin embargo, la deficiencia de nutrientes no debe ser un problema con los alimentos concentrados, pues estos aseguran en más que suficientes las cantidades de nutrientes.

Por otra parte, la descomposición de materiales con alto contenido de carbono ocurre más lentamente, pero el período de producción de biogás es más prolongado. Los materiales con diferentes relaciones de C:N difieren grandemente en la producción de biogás. Por ejemplo, la relación de C:N en residuales porcinos es de 9 a 3; en vacunos de 10 a 20; en gallinas de 5 a 8; para humanos es de 8 y para residuos vegetales es de 35. La relación óptima se considera en un rango de 30:1 hasta 10:1, una relación menor de 8:1 inhibe la actividad bacteriana debido a la formación de un excesivo contenido de amonio (Werner et al 1989). Toxicidad Los compuestos tóxicos incluso en bajas concentraciones, afectan la digestión y disminuyen los niveles de metabolismo. Las bacterias metanogénicas son generalmente las más sensibles, aunque todos los grupos pueden ser afectados (Marchaim1992). Un nutriente esencial también puede ser tóxico si su concentración es muy alta. En el caso del nitrógeno, mantener un nivel óptimo para garantizar un buen funcionamiento sin efectos tóxicos es particularmente importante. Por ejemplo, en alimentos de alto contenido de proteína para el ganado, un desbalance por altos contenidos de nitrógeno y bajas disponibilidades energéticas, causa toxicidad por generación de amonio. Usualmente, el

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nivel de amonio libre debe ser mantenido en 80 ppm (Anderson et al 1982). Sin embargo, una concentración más alta, alrededor de 1500-3000 ppm, puede ser tolerada (Gunnerson y Stuckey 1986). De Baere et al (1984), citado por Marchaim (1992) reporta señales iniciales de inhibición a una concentración de NH4

+ de alrededor de 800 ppm. Se debe tener precaución para evitar la entrada al digestor de ciertos iones metálicos, sales, bactericidas y sustancias químicas sintéticas (Yongfu et al 1989). Rodríguez (1996) ha reportado la reducción de gas cuando son utilizadas excretas de animales tratados con antibióticos. Nivel de Carga Este parámetro es calculado como la materia seca total (MS) o materia orgánica (MO) que es cargada o vertida diariamente por metro cúbico de volumen de digestor. La MO o sólidos volátiles (SV) se refiere a la parte de la MS o sólidos totales (TS), que se volatilizan durante la incineración a temperaturas superiores a 500 0C (AOAC 1980). Los SV contienen componentes orgánicos, los que teóricamente deben ser convertidos a metano. Los residuales de animales pueden tener un contenido de MS mayor del 10 %. Según los requerimientos operacionales para un reactor anaerobio, el contenido de MS no debe exceder el 10 % en la mayoría de los casos (Loher 1974). Por eso, los residuales de granjas se deben diluir antes de ser tratados. La eficiencia de la producción de biogás se determina generalmente expresando el volumen de biogás producido por unidad de peso de MS o SV. La fermentación de biogás requiere un cierto rango de concentración de MS que es muy amplio, usualmente desde 1% al 30%. La concentración óptima depende de la temperatura. En China, la concentración óptima es del 6% en el verano a temperaturas entre 25-27 0C y entre 10 y 12 % en la primavera a temperaturas de 18-23 0C (Yongfu et al 1989).

Tiempo de retención Existen dos parámetros para identificar el tiempo de retención de las sustancias en el digestor:

1. El tiempo de retención de los sólidos biológicos (TRSB) que se determinan dividiendo la cantidad de MO o SV que entra al digestor entre la cantidad de MO que sale del sistema cada día. El TRSB es asumido para representar la media del tiempo de retención de los microorganismos en el digestor.

2. El tiempo de retención hidráulico (TRH) es el volumen del digestor (VD) entre la media de la carga diaria.

Estos parámetros son importantes para los digestores avanzados de alto nivel, los cuales han alcanzado un control independiente del TRSB y del TRH a través de la retención de la biomasa. La medición del TRH es más fácil y más práctico que el TRSB al nivel de las granjas (An 1996).

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EL BIOGÁS: PROPIEDADES FISICAS, UTILIZACION Y PURIFICACION

El biogás es producido por las bacterias durante la digestión o fermentación de la materia orgánica bajo la condición de exclusión del aire (proceso anaerobio) y es un combustible confiable si el contenido de metano es más del 50 % (Sasse et al1991) De forma general, al biogás se le ha definido como la mezcla de gases cuya composición varía de acuerdo a los detalles de su producción (Hesse 1983;). Según Prats et. al (1996) la composición del biogás procedente de la digestión anaerobia de los excrementos de animales es la siguiente: CH4................... 50 al 70 % CO2................... 30 al 50 % H2S.......................... 1 % H2 .......................... 2 % Entre sus propiedades físicas mas notorias se encuentra su capacidad de quemarse casi sin olores, con llama azul y un calor de combustión equivalente a 21.5 MJm-3 (573 BTU por pie cúbico o 5135 kcalm-3), valor que puede variar entre 19.7 y 23 MJm-3. Su temperatura de auto-ignición es similar a la del metano puro y varía de 923 K hasta 1023 K (650-750 °C). Como media, el biogás no purificado produce de 20 a 23 MJm-3 (4700-5500 kcalm-3) (Hesse 1983).

Principales usos del biogás según Hesse (1983):

Un metro cúbico de biogás totalmente combustionado es suficiente para:

- generar 1.25 kw/h de electricidad

- generar 6 horas de luz equivalente a un bombillo de 60 watt

- poner a funcionar un refrigerador de 1 m3 de capacidad durante 1hora

- hacer funcionar una incubadora de 1 m3 de capacidad durante 30 minutos

- hacer funcionar un motor de 1 HP durante 2 horas

En principio, todos los motores pueden ser adaptados a biogás, pero los más conmunmente usados son los motores de gas-Otto y los de gas-Diesel (Dohne 1998). Esto quiere decir que un metro cúbico de biogás puede compararse con 0.4 kg de aceite diesel, 0.6 kg de petróleo o 0.8 kg de carbón.

La presión a la que se encuentra el biogás almacenado define la distancia a la que se puede transportar a través de tuberías. Se ha calculado ( BORDA, citado por Hesse 1983) que a la presión de 0.8 kN m2 (8 cm de columna de agua) puede transportarse 1 m3 de biogás por hora en una tubería de 1.27 cm (1/2”) a una distancia de 20 m, así como en tuberías de 1.91 cm (3/4”) a 150 m de distancia. Para un diámetro de 2.54 cm (1”) podrá transportarse a 500 m. Si se precisa de 2m-3 por hora, las distancias deben disminuirse.

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Purificación del biogás En la práctica la purificación del biogás no es más que la remoción del dióxido de carbono o el sulfuro de hidrógeno o ambos. El dióxido de carbono es eliminado para aumentar el valor del biogás como combustible. El sulfuro de hidrógeno se elimina para disminuir el efecto de corrosión sobre los metales que están en contacto con el biogás (Hesse 1983). Para las comunidades rurales es más práctico no ocuparse de la remoción del dióxido de carbono. En general los campesinos prefieren un gas menos eficiente que tener tiempo ocupado en el control del mismo, por lo que en las pequeñas granjas esta labor se considera innecesaria. Para grandes plantas de biogás y otras específicas donde los aspectos técnicos son menos onerosos - existen justificaciones económicas para la purificación. El método químico más simple y eficiente de remoción del dióxido de carbono es su absorción en agua de cal. El método necesita mucha atención por cuanto el agua de cal se agota y necesita recambiarse frecuentemente, lo que trae como consecuencia su preparación frecuente si no se obtiene comercialmente. El agua de cal puede sustituirse por una solución acuosa de etanolamina, la cual absorbe el dióxido de carbono (y también el sulfuro de hidrógeno), aunque este proceso es caro para hacerlo rutinario en la purificación del biogás debido al calentamiento periódico al que tiene que ser sometida esta sustancia para su regeneración. Otra alternativa es utilizar otro residual fuertemente alcalino como medio de absorción de estos gases como son los efluentes de cultivos de microalgas. El líquido efluente del digestor es vertido directamente en un tanque de gran tamaño para producir el alga Spirulina. El alga es filtrada para ser usada como alimento de cerdos o patos, o bien como aditivo y el agua residual que tiene un valor de pH de 10 o más y es almacenada en un tanque cilíndrico. Esta agua se hace atravesar en contracorriente al biogás. El agua que queda como resultado de esta reacción contiene carbonato de hidrógeno la cual es rehusada en el cultivo de las algas. El dióxido de carbono es bastante soluble incluso en agua neutral (878 cc/litro a 20 °C) bajo presión atmosférica, así que el lavado con agua ordinaria es quizás el método más sencillo de eliminación de impurezas. El CO2 es soluble en agua mientras que el metano no lo es. A alta presión, la solubilidad del CO2 aumenta proporcionalmente permitiendo que la concentración de metano en el biogás se incremente (Lau-Wong 1986). Además de los métodos tradicionales de desulfuración con limallas de hierro existe un procedimiento basado en la adición de aire al 1.5 % del volumen de biogás producido (Henning 1986). Con este método se asegura una disminución del contenido de H2S de aproximadamente 120 ppm o 0.012 % en volumen de biogás.

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DISTINTOS SISTEMAS DE PLANTAS DE BIOGÁS SEGUN SU REGIMEN DE CARGA Según el régimen de carga, los digestores ( Mayari 1998; López 1998) suelen dividirse en:

1- De lote o batch: se cargan de una vez en forma total o por intervalos durante varios días, y la descarga se efectúa cuando han dejado de producir gas combustible. Es aplicable cuando se presenten problemas de manejo o cuando la materia orgánica está disponible de forma intermitente.

2- De régimen semi-contínuo: este tipo de digestor es más usado en la zona rural, cuando se trata de sistemas de uso doméstico. Se cargan por gravedad una vez al día con volúmenes de mezcla que dependen del tiempo de fermentación. Producen una cantidad de gas constante al día.

3- De régimen contínuo: este tipo de digestor se desarrolló principalmente para el tratamiento

de aguas negras y en la actualidad su uso se ha extendido al manejo de otros substratos. Son plantas de gran tamaño en las que se emplean equipos comerciales para alimentarlos, proporcionarles agitación y control. Por estas razones son grandes consumidoras de energía.

4- Completamente mezclados: a diferencia de los anteriores, estos sistemas requieren menores

tiempos de retención (10 a 30 días). Son aplicados a residuos con alto porcentaje de sólidos totales, a fin de lograr un mayor contacto entre la biomasa microbiana y el sustrato en cuestión (Weiland 1993; Clausen y Gaddy 1983; Demuynck 1984; Kostenber y Marchaim 1993). En la actualidad, para garantizar la mezcla en el interior del reactor se emplean diversos sistemas tales como: sistema de paletas internas, los digestores con movimiento circular a través de un eje central y por medio del retorno del propio biogás a presión. El tiempo de mezclado varía en dependencia de la complejidad del sustrato empleado, regulándose en cada caso a fin de controlar la velocidad global del proceso (Rojas 1995). La principal desventaja de estos reactores la constituyen las bajas velocidades de carga con que pueden ser operados y los relativamente altos tiempos de retención requeridos, unido a la complejidad del sistema de mezclado, sobre todo en su construcción y mantenimiento (López 1996).

5- De dos etapas: existen múltiples combinaciones de digestores de dos etapas. La concepción de estos sistemas está basada en el hecho de que varios grupos de bacterias involucradas en el proceso de descomposición de la materia orgánica compleja requieren de diferentes condiciones de pH y tiempo de retención para su óptimo crecimiento.

En estos sistemas, en el primer reactor ocurre la hidrólisis y acidogénesis de la materia orgánica compleja, mientras que en el segundo se lleva a cabo la acetogénesis y metanogénesis del material acidificado (Mata-Alvarez 1987). Las variantes estudiadas de estos sistemas de doble etapa presentan como desventaja largos tiempos de retención hidráulicos, requeridos en la primera fase del tratamiento y las bajas eficiencias de conversión reportadas (Ghosh 1975; Rijkens 1981).Aún con la aplicación de reactores de alta tasa en la segunda etapa, la velocidad de conversión total y la eficiencia global es determinada por la etapa de la hidrólisis y acidificación, por lo que cualquier estudio en cuanto al mejoramiento de la velocidad de

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esta primera etapa sería de gran importancia a los efectos económicos de esta variante (López 1996).

6- De digestión anaerobia seca: este tipo de digestión es referida al proceso de degradación de

residuos orgánicos con concentraciones de sólidos totales del orden del 20% o superiores. Las principales ventajas de este sistema comparado con los procesos de digestión de lodos anteriormente citados son los siguientes:

- Bajos consumos de agua. Solamente se requiere una mínima cantidad de agua para llevar a

cabo el proceso. - El volumen del reactor es relativamente pequeño, debido a la alta densidad de materia

orgánica con que es operado - Los requerimientos energéticos, con el fin de mantener una temperatura controlada del

sistema son bajos (producción endógena).

VARIANTES CONSTRUCTIVAS Como se mencionó anteriormente los biodigestores más utilizados en la agricultura son los de régimen semi-contínuo, que de acuerdo a su principio de funcionamiento y construcción pueden ser: 1. De campana flotante o tipo hindú. Es el más popular en la India, país en el que varias instituciones hasta 1985 han construido diferentes tipos de estas plantas, resultando en la instalación de más de 460 000 unidades. Estos biodigestores poseen una campana donde se almacena el biogás y que a su vez flota sobre el residual Aunque una cantidad de estas plantas fueron construidas con ladrillos, cemento y acero, más tarde se desarrolló la tecnología KVIC con campana de diversos materiales como: ferrocemento, fibra de vidrio, de polietileno de alta densidad, de PVC, de láminas rígidas de PVC y hasta de cemento y bambú. (Nazir 1991; Srinivasan y Hanuman 1986; Robin 1990). Esta variante se construye de forma vertical u horizontal y en cuanto a su uso social y volumen pueden ser individuales o comunales. 2. De tipo chino o de cúpula fija. Alrededor de 7 millones de plantas han sido construidas en China, las cuales son fabricadas de distintas formas y capacidades, con diferentes materiales pero tienen un diseño básico en el que el biogás es colectado en una cúpula fija (Nazir 1991). En Tailandia se ha diseñado este tipo de biodigestor pero con anillos de bambú, mientras los coreanos desarrollaron uno de bajo costo que consiste en un tanque de ladrillos y cemento cubierto con lona de PVC. 3. Del tipo tubular o de Plug Flow. Hechos de goma, polietileno o Red-Mud-Plástic (RMP). Este último material fue desarrollado por primera vez en Taiwan y después en China donde ha demostrado sus excelentes cualidades para ser usado en biodigestores. Este material producido en forma laminar es una mezcla de lodos rojos residuales de la extracción de la bauxita y contiene PVC, plasticador, estabilizador y otros ingredientes (Gopalakrishnan 1982; Lockstoke 1983). Al principio los digestores de RMP se hacían tubulares, más tarde se construyeron en forma de tiendas de campaña Tentscher (s.a.). También de esta forma se han construido biodigestores en Nepal, pero de PVC (Devkota 1986).

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En los últimos años, países como Colombia, Etiopía, Tanzania, Vietnam, Cambodia y Bangladesh han estado utilizando este tipo de biodigestor, basado en el modelo Taiwanés (An et al 1994). También han sido bien recibidos por los campesinos pobres en Vietnam para producir combustible limpio y reemplazar la leña. En tres años se instalaron en Vietnam más de 800 digestores de polietileno, en su mayoría pagados por los propios campesinos (An y Preston 1995). 4. Con distintas variantes y diferentes tipos de materiales, como por ejemplo: la Surahi (Gopalakrishnan 1982), el sistema JWALA, que es con agitador, digestor de ladrillos y cemento con cúpula de polietileno de baja densidad y diferentes detalles constructivos (Umesh 1981) y las del tipo andino, entre otras, en las que con energía solar se calientan los residuales (Theilen 1990). Además de los digestores señalados anteriormente existen otros sistemas de tratamiento anaerobio para depurar residuales como los filtros anaerobios y los reactores UASB (Alessandra et al 1997), además de combinaciones mixtas de estos dos (Guo-Qiang 1992).

CONCLUSIONES En algunas regiones del mundo existe una gran experiencia en la utilización de plantas de biogás para el tratamiento de residuales agrícolas, como es el caso de China y la India. También en otros países del tercer mundo se están comenzando a utilizar estas tecnologías, haciendo énfasis en variantes más económicas. Para utilizar correctamente estas plantas es necesario comprender y aplicar los principios bioquímicos que rigen los procesos anaerobios del tratamiento de residuales. Existe una gama de variantes constructivas, las cuales son empleadas de acuerdo a las disponibilidades económicas que se tengan y a las características de los lugares donde se vayan a construir.

BIBLIOGRAFIA Alessandra, A. y Junior, J.L. 1997. Producao de biogás a partir de aguas residuales de pocilgas utilizando reactores UASB sob quatro tempos de retencao hidraulica. Energia na agricultura. Vol. 12, No. 2 p 49 – 55

An, B.X., Man, N.V., Khang, D.N., Anh, N.D. y Preston, T.R. 1994. Installation and performance of low-cost polyethylene tube biodigesters on small scale farms in Vietnam. Proceedings of the National Seminar-workshop in sustainable Livestock Production on Local Feed Resources. Agricultural Publishing House. Ho Chi Minh. p. 95-103

An, B.X. y Preston, T. R. 1995. Low – cost polyethylene tube biodigesters on small scale farms in Vietnam. Electronic Proceedings of the 2nd International Conference on Increasing Animal Production with Local Resourses. Zhajiang. p.11

An, B.X. 1996. The impact of low-cost polyethylene tube biodigesters on small farms in Vietnam. MSc Thesis. University of Uppsala. Uppsala. sp.

15


Anderson, G.K., Donnelly, T. y McKeown, K.J., 1982. Process Biochem., 17: 28-32. AOAC. 1980. offcial methods of analysis of the Association of official Analytical Chemist,Washington,DC.

Carballal, J.M. 1998. Proyecto PNUD\FAO CUBA 91-011.Estudio Económico: Cuba. 21 p.

Chaize, C., Bonhomme, M. 1989. Desing, star-up and operation of a commercial MSW methanation plant. Presented at: Energy from Biomass and waste XII. February 13-17. New Orleand. Louisiana. USA.

Clausen, E. C., Gaddy, J.L. 1983. Methane production from agricultural residues by anaerobicdigestion in batch and continuous culture. In: Fuel Gas Systems, Ed.D.Wise, CRC Press, Boca Raton, Florida, USA.111-140

Cullimore, D., Maule, R. and Mansuy, N. 1985. Ambient temperature methanogenesis from pig manure wastes lagoons: thermal gradient incubator studies. Agricultural waste,12: 147 – 157 Demuynck, M., Nyns, E.J., Palz, W.1984. Biogás Plants in Europe: practical Handbook, D. Reidel Publising Company, Dordrecht, The Netherlands.

Devkota, G.P. (1986): Plástic Bag Biodigester; in Biogás Newsletter, Kathmandu (Nepal), No.23 (1986), pp.1-3

Dohne, E. Biogás for motors and Engines. Biogás Forum II. (73):7-8, 1998 Eggeling, G.,Mackensen, G., Sasse, L. and Stephan, B. Installations Communautaires de Biogaz - Manuel. – Germany : Borda Breme, 1985. –p.5-17

Esquerra, M. Practical experiencies with low-cost biodigester. Biogás Forum IV (39): 4-9, 1989 Gopalakrishnam, N.K. (1982): NovelBiogás Plant. in: Biogás News Inaugural Issue. Feb.1982. pp. 1-2

GopalakrishnAn N.K. (1984): Biogás News; in Biogás News No.2. June 1984 Lockstoke, (1983): Continuous Flow in Rubber Digester; in Biogás Newsletter. Kathmandu(NEPAL), No.18 (1983)

Ghosh, S., Conrad, J.R., Klass, D.L. 1975. Anaerobic Acidogenesis of waste water sludge. J. Water Pollution Control Fed. 47,30-45

Gunnerson, C.G. and Stuckey D.C. 1986.Anaerobic Digestion-Principes and Practices for Biogás Sistems. The world Bank Technical Paper #49, Washintong D.C., pp.93-100

Guo-Qiang, C. Overvieww on Bio Digester Development in China. Biogás Forum I (48): 7-19, 1992

Henning, R. Reduction of H2S in Biogás By Addition of Doses of Atmospheric oxigen. Biogás Forum. (25): 2-6, 1986

16


Hesse, P.R. 1983. Project Field Document No.23. Storage and Transport of Biogás. pp. 2 – 51

Hieu, L., Viet, L., Ogle, B. and Preston, T.R. 1994. Intensifying livestock and fuel production in Vietnam by making better use of local resourses. Proc. National Seminar-workshop in sustanaible Livestock Prod. On local feed resources. Agric. Pub. House Ho Chi Minh, pp 9-16

Kellner, C. Slurry, the difficult advantage. Biogás Forum (40): 4-7, 1990 Kenealy, W. And Zeikus, J.G (1981). Appl. Bacteriol. 146: 138-140 KhAn S. 1996. Low cost Biodigesters. Programme for Research on Poverty Alleviation, Grameen Trust Report, Feb-1996

Khandelwal, K.C. 1990. Biogás technology development and implementation strategies – Indian experience. In: Reports of International Conference on Biogás Technology and Implementation strategies, Bremen Overseas Research and Development Association,Eschroborn,Germany,pp 66-92

Kopiske, G. Methane permeability of Polymer Sheetings. Biogás Forum (21): 1-6, 1985

Kostenberg, D; MarchaimU. 1993. Solid waste from instant coffee industry as a substrate for anaerobic thermofilic digestion. Water Science and Technology, 27, 97-107

Kristoferson,L.A. and Bokhaldres, V. 1991.Renewable Energy Technologies: Their Applications in Develoloping Countries. Intermediate Technology Publications,London,pp 112-117 Lau-Wong, M. Studies on the Dynamics Of Biogás Processe – The Effect of Pressure on gas Production. Biogás Forum. (24): 6-10, 1986 Lockstoke, (1983): Continuous Flow in Rubber Digester; in Biogás Newsletter. Kathmandu (NEPAL), No.18 (1983) Loher, R.C. 1974. Agricultura. Waste management, Academic Press Inc., London and NY. López, C., Novoa, M. del C. Microbiología de la digestión anaerobia de aguas residuales. Parte II. Poblaciones microbianas en digestores anaerobios. Revista CENIC.(22) No.1-2 :43-47, 1991

López, Matilde. Digestión anaerobia de lodos y residuos sólidos. Alternativa para su mejoramiento. Tesis de maestria en ciencias del agua. CENIC, 1996. pp.5-10

López, Matilde. Conferencias del curso de tecnologías de tratamiento de aguas de residuales para la Maestría en Ciencias del Agua. CENIC – DECA: Cuba. 1998

Marchain, U., 1992. Biogás Processes for Sustainable Development. Bull.FAO Agric. Services, Rome, 95. 165-193

17


Mata-Alvarez, J. 1987. A dynamic simulation of two-phase anaerobic digestion system for solid wastes. Biotechnology and Bioengineering. 30,844-851

Mayari, R. 1998. Conferencias para el curso de Química del Agua para la Maestría en Ciencias del Agua. CENIC – DECA: Cuba. 1998

Mulik, T. India: Visicitudes del biogás domestico. El Correo de la Unesco. Julio-1981: 33-34, 1981

Nazir, M. (1991):Biogás Plants Construction Technology for Rural Areas; in: Bioresourse Technology, Barkin(UK).Vol.35(1991)3.pp.283-289

Paris, J. M., Vicent, T., Balague, M.D. and Cassu, C.1988. In: Tilche, A. And Rocci, A. (Eds.), Posters from 5th Intl. Symp. On Anaerobic Digestion, Bologna, pp.557 – 559 Pohland, F.G. and Suidon, M.T. 1978. Prediction of pH stability in biological treayment systems. In: Rubin, A.J(ed.),Chemistry of Wastewater Technology. Ann Arbor Science Lid.,p.441

Prats, I. Manual de gestió dels purins i de la selva reutilitzación agrícola. España: Generalitat de Catalunya, 1996 p.40-41

Theilen, U. Solar-heated simple biogás plants for the andine area. Biogás Forum II 41): 4-11, 1990

Rijkens, B., Voetberg, J.W. 1981. Two-step process for anaerobic digestion of solid wastes. In Proc. International Symposium on anaerobic digestion Travemunde, 6-11 Sept.

Robin, S. Bamboo Cement Biogás Holder. Biogás Forum IV (43): 8-2, 1990 Rodriguez, L. 1996. Participatory rural development: Experiences in Binhdien and Xuanloc villages in Vietnam.Proc. Development Workers`Course: Integrated Farming in Human Developmen, Tune Landboskole, Greve, In press.

Rojas, O. 1995. Factores Ambientales. En: Curso Taller Internacional sobre Tratamiento Anaerobio de Aguas Residuales. Febrero13-Marzo17. Santiago de Cali. Universidad del Valle. Sarwatt, S., Lekule, V. and Preston, T.R. 1995. Biodigesters as means for introducing appropriate technologies to poor farmers in Tanzania. Electronic Proc. 2nd Intl. Conference on Increasing Animal Production with Local Resources, Zhanjiang, China, p.6

Sasse, L. Use of Digested sluny from Biogás Plants. Biogás Forum (27): 2-4, 1986 Sasse, L. Evaluation of Ecological Benefits. Biogás Forum (37): 3-9, 1989

Sasse, L., Kellner, C. and Kimaro, A. Improved Biogás Unit for Developing Countries. – Germany : Vieweg, 1991. -– p.3-4

18


Schmid, L.A. and Lipper, R.Z. 1969. Swine wastes, characterization and anaerobic digestion.Proc.Conf.On Agric. Wastes Mgt.,Cornell Univ., N.Y., pp.50-57

Soeurn, T. 1994. Low cost biodigesters in Cambodia. Proc. National Seminar-workshop in sustainable Livestock Prod. On local feed resources. Agric. Pub. House Ho Chi Minh, pp.109-112

Solarte, A. 1995. Sustainable livestock systems based on local resources. CIPAVs experiences. Electronic Proc. 2nd Intl. Conference on Increasing Animal Production with Local Resources, Zhanjiang, China, p.2

SrinivasAn H.R., HanumAn, H.S. (1986): New Tecnological Option to Set up Biogás Plants. pp.1-44

Turzo, E., Gutierrez., More, Ana., Ortega, M. y Sanz, A. Estudio del tiempo de retención (T.R.) y de sinergia de deyecciones de ganado, en el proceso de fermentación anaerobia. Madrid: Instituto Nacional de Investigaciones Agrarias, 1984. pp. 6-47

Umesh, B.V.(1981): Biogás: The MCRC Way; in Monograraph Series on Engineering of Photosinthetic Sistems.Vol.8 (1981) pp.2-21

Weiland, P. (1993). One and Two step anaerobic digestion of solid agroindustrial residues. Water Science and Technology,27,45-51 Wellinger, A., Sutter, K. And Egger, K, 1998. In: Hall, E.R. and Hobson, P.N. (eds), Proc. %th Intl. Symp. On Anaerobic Digestion, Bologna, pp. 413 – 419

Werner, U., Stohr, U. y Hees, N. 1989. Biogás Plants in Animal Husbandry. – Germany : Vieweg & Sonh ed. p.53-61

Yougfu,Y., Yibo, Q., Yunxuan, G., Hui, Z., Yuansheng, X., Chenyong, X., Guoyuan, F., Jien, X., Taiming, Z. y Gan, L.1989. The biogás technology in China. Agricultural Publishing.House. Beijing. pp 54

Zaric, Z. 1981. Inventario mundial de la energía. El Correo de la Unesco. Julio. p 17-31

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SISTEMA DE BASE DE DATOS DE ALIMENTACIÓN PORCINA NO CONVENCIONAL

EN EL TROPICO

Beatriz García1, Tania Díaz1, A. Roche2

1 Instituto de Investigaciones Porcinas Gaveta Postal 1, Punta Brava 19200

La Habana, Cuba.

2 Instituto de Ciencia Animal La Habana, Cuba.

RESUMEN Se realizó un sistema automatizado para la búsqueda y localización de la información en el tema de alimentación porcina no convencional en el trópico. El mismo posibilita tener acceso a los autores, instituciones y editoriales que han publicado sobre el tema. Además, permite realizar una búsqueda de los trabajos atendiendo a: autor principal, coautor o utilizando ambos criterios y los descriptores de cada trabajo publicado. En la base de datos de alimentación porcina no convencional se recoge información de 594 artículos en Español o Inglés, de 360 autores publicados en 14 revistas y 36 eventos, editados por editoras pertenecientes a 79 instituciones. En ella se incluye toda la información publicada entre los años 1968 y 1998. El sistema ayuda a que las búsquedas puedan ser realizadas de forma fácil y rápida y a que cada investigador o productor tenga en sus manos un banco de información sobre los temas que más le interesen para su trabajo. Palabras Claves: Bases de datos, información, búsqueda.

DATA BASE SYSTEM ON NON-CONVENTIONAL PIG FEEDING IN THE TROPICS

SUMMARY

An automatic system was developed to find and to localize information about non-conventional feeding in swine. The system gives the possibility to access to the authors, institutions and editors that have published about the topic. In addition, the system allows searching of information attending to: main author, second authors or both, as well as the descriptors. In this databases there is information about 594 articles in Spanish or English, of 360 authors published in 14 magazines and 36 events, edited by 79 institutions. The databases include all the information publishud between the years 1968 and 1998. All in a very easy and fast way. The system makes available a valuable information bank for both producers and researchers. Key words: Data bases, information, search.

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i.exe


INTRODUCCION Tanto en la investigación como en la producción la búsqueda de bibliografía sobre temas de interés es un factor importante en el logro de resultados investigativos o productivos. Desde hace algunos años con el desarrollo alcanzado en la electrónica y el auge de las microcomputadoras, surge el concepto de bases de datos como modelo dinámico de información de un objeto del mundo real(Ullman, 1980). Este enfoque facilita la independencia de los datos y programas de aplicación, minimiza las redundancias, integra y sincroniza los datos a los que se les da mayor seguridad y facilidades de tratamiento mediante un control centralizado (Atre 1980). El mundo de la información científica y el trabajo en biblioteca no se vio excluido de este fenómeno y comenzaron a aparecer en el mercado sistemas para la gestión de la información bibliotecaria, que facilitaban enormemente el trabajo de búsqueda y localización bibliográfica. Los más importantes fueron desarrollados para el trabajo de los especialistas en información científico-técnica, facilitando el rápido acceso a la información mediante las búsquedas y encuestas automatizadas en bases de datos. En nuestro país es ampliamente utilizado el sistema ISIS (UNESCO 19 ). Pero éste al igual que sus similares, está especialmente diseñado para el trabajo en bibliotecas y sólo puede ser usado por personal conocedor del trabajo en las mismas e instalados en máquinas para este fin por su complejidad y extensión. Es por ello que en la actualidad se vienen realizando pequeños sistemas que posibilitan que los investigadores y productores puedan realizar sus propias búsquedas en temas de interés sobre los que ya se ha realizado una primera búsqueda más general y exhaustiva por el personal que trabaja en el manejo de la información científico-técnica. Estos sistemas son pequeños, de fácil utilización y aplicables a la búsqueda de cualquier tema de interés. Un ejemplo de tema en el que se ha realizado este tipo de búsqueda es el caso de la alimentación porcina no convencional, tema que es de vital importancia en la actualidad debido a la escasez de recursos para producir proteína destinada al consumo humano, y donde se imponen técnicas alternativas desde una base sustentable para la producción de alimento animal (Figueroa y Ly 1990; Preston 1995). El objetivo del presente trabajo fue el de construir un sistema de gestión de bases de datos con la información sobre alimentación porcina no convencional registrada en los trabajos publicados en Cuba o por autores cubanos.

MATERIALES Y METODOS

El diseño relacional de la base de datos (García y Iosifovich 1989 )se realizó en el sistema de gestión de bases de datos ACCESS'97 (Microsoft 1997). Se programó un sistema que permite realizar el manejo de la información almacenada en los bancos de datos y que facilita los procedimientos de búsqueda y encuesta de los mismos mediante el empleo de las facilidades de manejo de datos del lenguaje de programación DELPHI 3 (Borland 1997; Cornell 1996).

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Para la confección del programa instalador se utilizó el utilitario Install Shield (Borland 1997).

RESULTADOS Y DISCUSION. El sistema cuenta con un diseño de bancos de datos que se ajusta no solo a la información correspondiente a la alimentación porcina no convencional, sino que el diseño ha sido aplicado a otros temas de interés entre los que se encuentran la información referente a pastos, producción de leche en el trópico, alimentación avícola no convencional entre otras. El sistema cuenta con bancos de datos que contienen tanto información bibliográfica como trabajos presentados en eventos sobre estos temas. Las referencias bibliográficas son artículos que aparecen en revistas, libros publicados o tesis. Los artículos tienen título, resumen, palabras claves, nombre de los autores, las revistas donde aparecen, el año, el volumen, número y la institución responsable de la misma. En este tipo de diseño el elemento novedoso es la inclusión del resumen como aspecto informativo dentro de la base, pues en los sistemas de búsquedas bibliográficas conocidos este elemento no es tenido en cuenta. De los libros se almacena el título, los autores la temática, el resumen, la casa editora y el año de edición. Sobre las tesis se conoce el título, los autores, la temática, el resumen, el año y la categoría(doctorado, maestría, pregrado). De los trabajos presentados en eventos se controla el título, los autores, temática y resumen; y sobre el evento: el nombre, el año y la institución que lo auspició. Cada autor pertenece a una institución y de cada institución se controla nombre y dirección. Las relaciones que se establecen son las siguientes: Trabajos (ID-Trab, Título, Tipo, Resumen, Autor-Princ) Pub-Ser (ID-Trab, ID-Rev, Año, Vol, Num) Pub-no-Ser (ID-Trab, ID-Edit, Año, Tomo) Pub-Even (ID-Trab, ID-Even, Año) Descriptores (ID-Desc, Nombre) Desc-trab (ID-Trab, ID-Desc) Revista (ID-Rev, Nombre, ID-Inst, Local) Editoriales (ID-Edit, Nombre) Evento (ID-Even, Nombre,ID-Inst) Autor (ID-Autor, Nombre, ID-Inst) Instituciones (ID-Inst, Nombre, Dirección) Coautores (ID-Trab,ID-Autor) El sistema programado permite realizar el manejo de la información almacenada en los bancos de datos y que facilita los procedimientos de búsqueda y encuesta de los mismos. Este sistema cuenta con un panel principal en el que se muestran las facilidades a las que tienen acceso los usuarios, a las que se puede acceder mediante botones. Estas facilidades son las siguientes:

Registro de autores Registro de editoriales Registro de instituciones Registro de Publicaciones Seriadas Trabajos publicados

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Al oprimir el botón perteneciente a la opción Registro de autores se muestran en pantalla todos los autores que han publicado trabajos en este tema, ya sea como autor principal o como coautor. De ellos se muestra el nombre, la institución a la que pertenecen y la dirección donde pueden ser contactados. Sobre este listado se pueden hacer búsquedas alfabéticas y por instituciones. La opción Registro de editoriales ofrece un listado de todas las editoriales que han publicado libros sobre el tema ordenadas alfabéticamente por su nombre. Cuando se escoge la opción Registro de instituciones, al igual que en las opciones anteriores, aparecerá en la pantalla el listado correspondiente a las instituciones que se han relacionado de alguna forma con la realización de trabajos en este tema, de las mismas se muestra el nombre y la dirección. Al Registro de publicaciones seriadas se accede cuando se desea conocer el nombre, la institución que auspicia y localización de las revistas donde se publicaron trabajos sobre el tema. Trabajos publicados constituye el núcleo del programa, al entrar en esta opción el programa mostrará una pantalla donde aparecerán todos los datos de los trabajos que se encuentran almacenados en los bancos de datos: Título, Autor principal, Coautores, Descriptores y según el tipo de publicación: seriada, no seriada o de evento, aparecerá un panel con los datos correspondientes a cada tipo de publicación para este trabajo. Para las publicaciones seriadas se muestra el nombre de la revista donde fue publicado, el volumen, el número y el año. Para las publicaciones no seriadas se muestra la editorial, el año y el tomo. Para los eventos se muestra el nombre y el año. Además de estos datos se muestra el resumen de los trabajos. En esta pantalla se puede acceder de forma secuencial a todos los trabajos almacenados en los bancos de datos. Junto a estos datos en la pantalla aparece un panel que permitirá realizar las encuestas a la base de datos, el mismo posibilitará a los usuarios hacer búsquedas de trabajos según los criterios que le interesen. Para esto el panel Filtrar permite escoger el tipo de búsqueda que se desea realizar: búsqueda por autor principal, búsqueda por autor principal o coautor, búsqueda por descriptores y búsqueda por ambos criterios. Para las dos primeras encuestas es necesario haber seleccionado el nombre del autor por el cual se desea realizar la búsqueda, esta selección se efectúa de una forma rápida a través de un listado que se desplegará en la pantalla con los nombres de todos los autores ordenados alfabéticamente. Para realizar una búsqueda utilizando como criterio los descriptores es necesario primeramente construir la condición de búsqueda, para esto es imprescindible que el usuario tenga bien clara la lógica bajo la cual buscará a través de los descriptores. Por ejemplo, si el usuario desea realizar una búsqueda de todos los trabajos que hablen de cerdos en ceba alimentados con miel B de caña de azúcar, debe primeramente reconocer que para ello debe tener en cuenta dos palabras claves en la búsqueda, que nosotros denominamos descriptores y que en este caso son: Ceba y Miel B, y que el enlace lógico entre ambas es " Y" ; de esta manera la condición de búsqueda quedará conformada de la siguiente forma: desciptor='Ceba' Y descriptor='Miel B'. Si por el contrario se desea buscar los trabajos que hablen de la miel B o la miel rica, la condición de búsqueda quedará conformada de la siguiente forma: descriptor='Miel B' O descriptor='Miel Rica'.

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Como podemos apreciar la construcción de la condición de búsqueda no es compleja pero puede estar sujeta a errores. Para evitar éstos, el sistema brinda, a través del panel Filtrar, herramientas que posibilitan construir esta condición de una forma fácil. Para esto se despliega un listado con todos los descriptores, uno con los operadores lógicos y otro con los signos de =, >= y <=. El programa solo permite que escojas de estos elementos, el que corresponda en cada momento, bloqueando los restantes, de esta forma se impiden los errores en la sintaxis de la condición, pues la misma será utilizada para construir la consulta y los filtros de las bases de datos. Una vez terminado este proceso, se llama a la función aplicar filtro, y esta se encargará de hacer la consulta correspondiente a la base de datos. En la pantalla aparecerá el primer registro que cumpla con las condiciones seleccionadas. A los restantes registros se podrá acceder de la forma acostumbrada, mediante el empleo de las teclas para navegar a través del banco de datos. Es importante destacar que la gestión de las búsquedas se realiza de forma dinámica, en el mismo momento en que son solicitadas por el usuario. Para volver a tener el listado de todos los trabajos solo debe oprimirse la tecla de eliminar filtro, y esta función desactivará todas las encuestas y filtros efectuados en la base de datos. Otra de las facilidades que brinda esta opción es la de Reporte. A través de la misma los usuarios tendrán un reporte completo de sus búsquedas que podrán ser impreso en caso de ser necesario. En la base de datos de alimentación porcina no convencional se recoge información de 594 artículos en Español o Inglés, de 360 autores publicados en 14 revistas y 36 eventos, editados por editoras pertenecientes a 79 instituciones. En ella se incluye toda la información recopilada entre los años 1968 y 1998. Para lograr que el uso de las bases de datos sea rápido y asequible se diseñó un programa instalador que instala todos los componentes y bibliotecas que son necesarios para la ejecución de este programa. Este instalador ocupa cuatro discos de 1.44MB y fue realizado mediante el empleo del Install Shield.

CON LA REALIZACIÓN DE ESTE SISTEMA NO SOLO SE LE BRINDA AL USUARIO UNA INFORMACIÓN ACTUALIZADA DE TODAS LAS PUBLICACIONES EXISTENTES EN NUESTRO PAÍS SOBRE ALIMENTACIÓN PORCINA NO CONVENCIONAL, SINO QUE ADEMÁS SE LE DOTA DE UNA HERRAMIENTA QUE LE POSIBILITA MANEJAR LA INFORMACIÓN DE ACUERDO A SUS NECESIDADES Y HACER MÁS FÁCIL LOS PROCESOS DE BÚSQUEDA.

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BIBLIOGRAFIA Atre, S. 1980. Data base strutured techniques for design performance and managament. John Wiley and Sons ed.-120 p. Borland. 1997. Databases Application developer’’s Guide. Borland Delphi TM for Windows. Borland international, Inc. pp 199 Cornell, G. y Strain, T. 1996. Programación en Delphi. MacGraw-Hill/ Interamericana de España, S. A.pp 275 Figueroa, V. y Ly, J. 1990. Alimentación Porcina no Convencional. Mexico. GEPLACEA México DF. pp 215 García, L .y Iosifovich, A. 1989. Bases de datos. Ed. Pueblo y Educación. La Habana. pp 245 Microsoft. 1997. Microsoft Access 97 Step by Step. Catapull, Inc. pp 309 Preston, T.R. 1995. Tropical animal feeding. A manual for reserch workers. FAO Animal Production and Health paper. Italy. pp 305 Ullman, J. D. 1980. Principle of data base system. Prentice Hall.-185 p.

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ESTIMACION DE PARAMETROS GENETICOS VIA REML EN UN MODELO ANIMAL.

E. León1, D. Guerra2, I. Santana1, F.J. Diéguez1, F. Brache1

1Instituto de Investigaciones Porcinas

Gaveta Postal 1, Punta Brava 19200, La Habana. Cuba

2Centro de Investigaciones para la Mejora Animal Carretera Central Km 21, Cotorro. C. de La Habana. Cuba

RESUMEN Como continuación de una serie de trabajos para la evaluación genética en un centro genético porcino usando metodología BLUP, se realizó una estimación de componentes de varianza de una población de cerdos CC21 del centro genético “El Jigue”, conformada por 5104 registros de pruebas de comportamiento en campo del período comprendido entre los años 1992 y 1998. Se empleó para el análisis un modelo animal mixto multivariado, que incluía los efectos: año, época, sexo, edad final (como variable regresiva) y animal; para los rasgos: Peso por edad (PPE) y Espesor de la grasa dorsal corregido a 100kg de peso vivo (EGD). El método de Máxima Verosimilitud Restringida (REML), con información promedio y matriz esparcida para análisis multivariado, del paquete AIREML fue el utilizado en el análisis de la información. Las medias obtenidas fueron de 423 g y 13.2 mm para PPE y EGD respectivamente. Como principales resultados, las estimaciones de heredabilidad para los rasgos fueron de 0.28±0.03 y 0.39±0.03 para PPE y EGD respectivamente, así como, de las correlaciones genéticas y fenotípicas entre los mismos -0.07 ± 0.08 y –0.11±0.02 respectivamente. Se concluye que estas estimaciones son lo suficientemente precisas y confiables, para la predicción de valor genético con metodología BLUP. Palabras Claves: cerdos, componentes de varianza, Máxima Verosimilitud Restringida, modelo animal, heredabilidad, correlación.

ESTIMATION OF VARIANCE COMPONENTS BY RESTRICTED MAXIMUM LIKELIHOOD (REML) IN MULTIVARIATE ANIMAL MODEL

SUMMARY

In order to use BLUP as a Breeding Value estimation method in pig, genetic parameters of performance traits using data of 5104 CC21 pigs of “El Jigue” genetic center were estimate. Data were from performance testing between 1992 and 1998. Traits analyzed were: weight for age (WFA) and corrected backfat to 100 kg live weight (BFT). Restricted Maximum Likelihood using the average information matrix (AIREML statistical package) was use with an individual animal model including year of birth, season and final age as a covariable. Means and heretabilities respectively were 423 g and 13.2 mm and 0.28±0.03 y 0.39±0.03 for WFA and BFT. Also phenotypic and genetic correlation’s between WFA and BFT were estimated (-0.07±0.08 and -0.11±0.02). It is concluded that these genetic parameters can be used in the BLUP prediction of Breeding Value.

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Key Words: swine, variance components, Restricted Maximum Likelihood (REML), animal model, heretability, correlation.

INTRODUCCION En los últimos 50 años se han desarrollado diferentes métodos de estimación de componentes de varianza aplicables a datos desequilibrados bajo modelos mixtos que es el caso general en programas de mejora genética animal (Searle 1989). De los diversos procedimientos propuestos, el método de más aceptación por sus propiedades estadísticas y el buen comportamiento en análisis de poblaciones seleccionadas es el método de Máxima Verosimilitud Restringida (REML) El método de Máxima Verosimilitud (Fisher 1922) es un método clásico de estimación de parámetros (no necesariamente varianzas) asociado a funciones de densidad o probabilidad de variables aleatorias, con la restricción de que los parámetros han de estar en el espacio paramétrico o rango de variación natural del parámetro. La verosimilitud restringida (Anderson y Bancroft 1952, Thompson 1962, Patterson y Thompson 1971, Searle 1989, entre otros) se corresponde en realidad con la verosimilitud asociada a una combinación lineal de las observaciones, cuya media es nula y cumple las condiciones mencionadas anteriormente. En Cuba se han realizado trabajos de estimación de parámetros genéticos en poblaciones porcinas, entre ellos Diéguez et al (1981), Pérez et al (1981), Rico y Menchaca (1985), Guerra et al (1992) y León et al (1999). Sin embargo, en ninguno de los análisis efectuados hasta el momento se había empleado un modelo animal individual utilizando el método REML con Información Promedio (AIREML). El objetivo de este trabajo fue realizar la estimación de componentes de varianza en una población genética de cerdos, usando REML con información promedio (AIREML) sobre un modelo animal mixto multivariado (ver Johnson y Thompson 1995, Madsen et al 1994, Meyer 1997), y comprobar si estos resultados son confiables para ser utilizados en la estimación de valor genético empleando metodología BLUP.

MATERIALES Y METODOS Se utilizó para el análisis una muestra de 6358 cerdos (3153 machos y 3205 hembras) de la raza sintética cubana CC21 (Santana et al, 1993) del Centro Genético "El Jigue", evaluados en pruebas de comportamiento en campo en el período 1992-1998. De la muestra se consideraron todos los animales que tuvieron padre y madre conocidos y todos los registros completos. Una vez depurada la información, la muestra quedó representada por 5399 animales, que incluye la población base formada por 295 cerdos y 5104 registros de pruebas de comportamiento. Los rasgos que se tuvieron en cuenta para el análisis fueron los que se incluyen en el Índice de Selección que se aplica para la evaluación genética de los animales en los Centros Genéticos Porcinos Cubanos (Diéguez et al 1979), es decir:

- Peso por edad (PPE) - Espesor de la grasa dorsal corregido a 100kg de peso vivo (EGD)

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Se empleó por primera vez un modelo animal mixto multivariado (Henderson 1984), y se incluyó en el análisis la genealogía del rebaño: Yijk= m + YSi + Sj + EFijk + Aijk + Eijk

Donde: Yijk = es una observación de la variable dependiente m = media de la población para el rasgo en cuestión YSi = efecto de la interacción año-época de nacimiento Sj = efecto del sexo EFijk = efecto de la edad final (covariable regresiva) Aijk = efecto aleatorio del individuo Eijk = efecto del error aleatorio Se empleó para el análisis el paquete AIREML (Johnson 1993), el cual consta de 4 programas para la estimación de componentes de varianza por el método REML, bajo el algoritmo de cálculo de matriz de información promedio (Average Information) con segundas derivadas del procedimiento quasi-Newton. De los 4 programas, se utilizó el AIPRE para la preparación de los datos y el AIEQ1 que es el indicado para análisis multivariado en un modelo animal individual con el mismo diseño para todos los rasgos. Este sistema utiliza a su vez el paquete FSPAK (Pérez –Enciso et al 1994) como base para el trabajo con matrices.

RESULTADOS Y DISCUSION En la Tabla 1 se muestran las medias obtenidas en el análisis para los rasgos incluidos. Es de destacar la tendencia de las mismas, al incremento para PPE y decrecer para EGD con respecto anteriores análisis (Guerra et al 1992, León et al 1999), lo cual se corresponde con los objetivos de la mejora genética que sobre la población se realiza.

Tabla 1. Medias y desviaciones obtenidas para PPE y EGD. --------------------------------------------

Rasgos x DS --------------------------------------------

PPE , G 423 49 EGD, mm 13.2 2.4

-------------------------------------------- La Tabla 2 presenta las heredabilidades (h2) y los errores estandar (±ES) obtenidos en este trabajo. Como se ve, la h2 resultó ser más baja para PPE, y ligeramente más alta para EGD con respecto al análisis anteriormente realizado (León et al 1999). Estos valores obtenidos se ajustan mucho más a los reportados en la literatura (Kennedy et al 1985, Bereskin 1987, Bidanel y Ducos 1995, entre otros) y por otro lado, el error fue mucho más bajo, lo que indica una mayor precisión de las estimas obtenidas en el análisis.

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Tabla 2. Heredabilidades (±ES) obtenidas.

---------------------------------------------------- h2 ES

------------------------------------------------------ PPE 0.28 0.03 EGD 0.39 0.03

-----------------------------------------------------

El otro resultado esperado de la estimación de componentes de varianza son las correlaciones genéticas y fenotípicas entre los rasgos estudiados, las cuales se muestran en la Tabla 3. Las correlaciones obtenidas, tanto la genética como la fenotípica, resultaron ser bajas y negativas. En el caso de la fenotípica fue muy similar a la obtenida en un estudio anterior (León et al 1999), no así la genética, la cual si difiere y en este caso resultó de gran interés el signo negativo de la misma, lo cual se ajusta a los resultados esperados de respuesta de la población después de varios años bajo un programa de mejora genética. No obstante lo más importante es lo baja que resultó, cercanas a 0 si se tiene en cuanta el error estándar de la misma, lo cual reafirma lo correcto de emplear ambos rasgos en la selección.

Tabla 3. Correlaciones genéticas (rg) y fenotípicas (rp) obtenidas entre los rasgos estudiados. -----------------------------------

PPE x EGD ---------------------------------------------

rg -0.07 ± 0.08 rp -0.11 ± 0.02

---------------------------------------------

Es importante también destacar la velocidad de convergencia a las soluciones del software empleado (AIREML), además de la diversidad de posibles análisis que el mismo ofrece. Esto lo hace muy flexible y versátil. Así mismo, las salidas que el mismo ofrece, además de las estimaciones de los parámetros genéticos, que es el objetivo fundamental del trabajo, el mismo también brinda información sobre la consanguinidad del rebaño, y sobre todo, realiza simultáneamente la predicción BLUP del valor genético de los animales para los rasgos incluidos en el análisis, utilizando los valores de parámetros genéticos estimados. Se concluye que los parámetros genéticos estimados resultan más precisos y confiables que los obtenidos en anteriores análisis, y pueden ser utilizados para la estimación de valor genético a través de procedimientos BLUP. Es decir, que en vistas a que el paquete estadístico empleado (AIREML) utiliza estos resultados y realiza simultáneamente la predicción BLUP del valor genético de los animales evaluados para cada uno de los rasgos en cuestión. Se puede afirmar que las estimas de parámetros genéticos obtenidas, dan confiabilidad a la evaluación realizada. Se recomienda continuar trabajando en la evaluación BLUP por esta vía en el centro genético “El Jigue”, para evaluar los resultados en posteriores trabajos. A su vez, se puede trabajar más para mejorar el modelo, incluir efectos maternos y rasgos reproductivos, así como poder utilizar los métodos bayesianos unidos a técnicas de cálculo como el muestreo de Gibbs (Sorensen et al 1994), que se están extendiendo al área de la estimación de componentes de varianzas con excelentes resultados.

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BIBLIOGRAFIA

Anderson, R.L. y Bancroft, T.A.1952. Statistical Theory in Research. New York. McGraw-Hill. Bereskin, B. 1987. Genetic and phenotypic parameters for pig growth and body composition estimated by intraclass correlation and parents offspring regression. Journal Animal Science 64:1619-1625

Bidanel, J.P. y Ducos, A.1995. (Variability and genetic trend of traits in Pietrain pigs recorded at performance test station). Journal Recherches. Porcine France 27:149-154

Diéguez, F.J., Trujillo, G., Rojas, R., Gómez, J. y Roque, R. 1979. Las pruebas de comportamiento en campo para la selección de cochinatas y cochinatos en centros genéticos de Cuba. Ciencia y Técnica en la Agricultura, Ganado Porcino 2(3):7-15

Diéguez, F.J., Trujillo, G., Freeden, H.T. y Welss, M. 1981. Estimación del índice de herencia en crecimiento y espesor de la grasa dorsal en cochinatas evaluadas en campo en Cuba. VIII Reunión Asociación Latinoamericana de Producción Animal. Santo Domingo, Resúmenes.

Fisher, R.A. 1922. On the mathematical foundations of theoretical statistics. Transaction of the Royal Society of London. A. 222:309-368

Guerra, D., Diéguez, F.J., Santana, I., Gerardo, L. y Trujillo, G. 1992. Parámetros genéticos y fenotípicos de una raza sintética paterna de cerdos. Revista. Cubana de Ciencias Agrícolas. 26:11-16

Henderson, C.R. 1984. Application of linear models in animal breeding. Guelph. Ontario. University of Guelph.

Johnson, D.L. y Thompson, R. 1995. Restricted Maximum Likelihood estimation of variance components for univariated animal models using sparse matrix and average information. Journal Dairy Science 78:449-456 Johnson, D.L 1993. AIREML. Livestock Improvement Corporation. Hamilton. New Zealand. Kennedy, B.W., Johansson, K. y Hudson, G.F.S. 1985. Heritabilities and genetic correlations for backfat and age at 90 kg. in performance tested pigs. Journal Animal Sciemce 61:78-85 León, E., Guerra, D., Santana, I. Y Diéguez, F.J.. 1999. Estimación de parámetros genéticos por método 3 de Henderson en un modelo padre. Revista Computadorizada de Producción Porcina 6 (2). Madsen, P, Jensen, J. y Thompson, R. 1994. Estimation of (co)variance components by REML in multivariated mixed linear models using sparse average matrix of observed and expected information. 5th World Congreso. Genética. Application Animal Prod.uction 22:19-22

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Meyer, K. 1997. An average Information REML algorithm for estimating reduced rank genetic covariance matrices or covariance functions for animal models with equal design matrices. Genetic. Selection. Evolution 29:97-116 Patterson, H.D. y Thompson, R. 1971. Recovery of inter-block information when block sizes are unequal. Biometrika 58: 545-554 Pérez-Enciso, M, Misztal, I. y Elzo, M.A.. 1994. FSPAK. Proc. 5th World Congress Genetic Application. Anima Production. Pérez, T, Diéguez, F.J., Menchaca, M. y Vachal, J. 1981. Estimación de parámetros genéticos en pruebas de comportamiento en campo en cerdos Duroc. Ciencia y Técnica en la Agricultura, Ganado Porcino. 4(4):23-31 Rico, C y Menchaca, M. 1985. La prueba de comportamiento en campo de cerdos Duroc. Influencias ambientales y parámetros genéticos de los caracteres que integran el índice de selección. Revista Cubana de Ciencias Agrícolas. 19:233-240. Santana, I, Trujillo, G., Diéguez , F.J. y Gerardo, L. 1993. Uso de verracos CC21 en el cruce terminal. Zootecnia de. Cuba 3 (3):7-25 Searle, S.R. 1989. Variance components- some history and a summary account of estimation methods. Journal Animal Breeding Genetic 106:1-29

Sorensen, D., Andersen S., Jensen ,J., Wang, C.S. y Gianola, D. 1994. Inference about genetic parameters using Gibbs sampler. 5th World Congress Genetic Application Animal Production 18:321-328 Thompson, W.A. 1962. The problems of negative estimates of variance components. Annals of Mathematical Statistics. 33:273-289

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CORRELACIONES ENTRE LAS VARIABLES DEL TRACTO REPRODUCTIVO A LOS 30 DIAS DE GESTACION DE COCHINATAS DE DIFERENTES RAZAS Y CRUCES

Teresa Arias, FJ Diéguez, Consuelo Díaz y Yolanda del Toro.

Instituto de Investigaciones Porcinas

Gaveta Postal No1, Punta Brava 19200, La Habana, Cuba

RESUMEN Con el objetivo de analizar las correlaciones entre las medidas más importantes del potencial reproductivo de las cerdas se analizaron los datos de 198 cochinatas de las razas puras Yorkshire (YY), Duroc (DD), Hampshire (HH) y Criollo (CR) y los cruces Yorkshire x Landrace (YL), Yorkshire x Duroc (YD) y Duroc x Hampshire (DH) sacrificadas a 30 días de gestación. Se determinaron las medias y los coeficientes de correlación independiente para cada genotipo. Se analizaron la influencia del peso del ovario (PO) sobre la tasa de ovulación (TO), del peso del tracto (PTRA) y la TO sobre el total de embriones (TEMB) y la mortalidad embrionaria (ME). Existió una correlación significativa (P<0.05) y positiva entre PO y TO en los genotipos YY, DD, CR y YL. Se obtuvieron correlaciones altas entre PTRA y TEMB y entre TO y TEMB. Existió una fuerte correlación negativa (P<0.01) entre PTRA y ME. Hubo una correlación significativa (P<0.05) y positiva entre TO y ME en los genotipos YY y YL, que son los de mayor potencial reproductivo. Se concluye que a medida que el tamaño del tracto aumenta es mayor el número de embriones y disminuye la mortalidad embrionaria, por lo que se recomienda utilizar cerdas con un gran desarrollo del tracto reproductivo, para contar con una mayor cantidad de embriones viables. Palabras Claves: Cerdo, potencial reproductivo, tracto reproductivo, Correlaciones.

CORRELATIONS BETWEEN THE VARIABLES OF THE REPRODUCTIVE TRACT AT 30 DAYS OF GESTATION IN GILTS FROM DIFFERENT BREEDS AND

CROSSBREEDS

SUMMARY

With the aim of analyzing the correlations between the most important traits of the reproductive potential, data were taken from 198 purebred Yorkshire (YY), Duroc (DD), Hampshire (HH) and Creole (CR) gilts and from crossbred Yorkshire x Landrace (YL), Yorkshire x Duroc (YD) and Duroc x Hampshire (DH) gilts slaughtered at 30 days of gestation. Means and correlation coefficients were determined independently for each genotype. The effect of ovarian weitht (OW) on ovulation rate (OR) and the effect of OR and trait weight (TW) on the number of embryos (NE) or embryonie mortality (EM) were analyzed . There were positive and significant (P<0.05) correlations between OW and OR in YY, DD, CR and YL gilts. Also there were high correlations (P<0.05) between OR or TW

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and NE. Also there was an important negative correlation (P<0.01) between TW and EM. There was a positive and significant (P<0.05) correlation between OR and EM in YY and YL gilts that are the most productive gilts. It is concluded the if the weight of reproductive tract increases the numbers of embryos also increases with a smaller embryonic mortality. We recommended the use of sows with a higher reproductive tract in order to have a higher number of embryos and a higher litter size at birth. Key words: Swine, reproductive potential, reproductive tract, correlations.

INTRODUCCION En Cuba existen investigaciones anteriores de caracterización del tracto reproductivo, nivel de ovulación y mortalidad embrionaria de las razas y los cruzamientos utilizados como líneas maternas en cualquier tipo de reproducción (Barrios et al 1987; Diéguez et al 1992; Arias et al 1995; 1996) Un primer trabajo donde se calcularon las correlaciones entre las medidas del tracto reproductivo, pero sólo para la cerda del cruce Duroc x Hampshire fue presentado por Díaz et al (1998). El presente trabajo tuvo como objetivo mostrar las correlaciones entre las medidas más importantes del potencial reproductivo de cochinatas con la inclusión de datos de otras razas y cruces existentes en el país.

MATERIALES Y METODOS Para el análisis se emplearon los datos de 198 cochinatas de las razas puras Yorkshire (YY), Duroc (DD), Hampshire (HH) y Criollo (CR) y los cruzamientos Yorkshire x Duroc (YD), Yorkshire x Landrace (YL) y Duroc x Hampshire (DH). Las cochinatas se inseminaron con semen fresco a los siete meses de edad aproximadamente y se sacrificaron a los 30 días de gestación. Aquellas que no estaban gestantes en el momento del sacrifico no se incluyeron en los análisis. Los detalles del manejo, así como el sacrificio y la técnica de disección fueron descritos por Arias et al (1996). La cantidad de cochinatas por raza y cruce se presenta en la tabla 1.

Tabla 1. Número de cochinatas por raza y cruce Raza YY 37 DD 26 HH 28 Cr 16 YL 25 YD 31 DH 35

Se tomaron los datos de la morfometría del tracto reproductivo, que incluye los pesos promediados de ambos cuernos y ovarios, y se realizaron los conteos de los cuerpos lúteos, que se consideró como la tasa de ovulación y el total de embriones. Se calculó la

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mortalidad embrionaria por la diferencia entre la cantidad de embriones totales y el número total de cuerpos lúteos expresada en por ciento. Las medias y desviaciones estándar de las características analizadas, así como las correlaciones entre ellas se determinaron para cada raza o cruce por separado. Para el análisis de la información se empleó el programa desarrollado por Harvey (1987) para computadoras personales. Se realizaron tres corridas. Primeramente se analizó como influía el peso promedio de los ovarios sobre la tasa de ovulación. Un segundo análisis fue la influencia del tracto y la tasa de ovulación sobre el total de embriones. Una última corrida fue la influencia de la tasa de ovulación y el peso promedio del tracto sobre la mortalidad embrionaria.

RESULTADOS Y DISCUSION Las correlaciones entre el peso del ovario y la tasa de ovulación se muestran en la tabla 2. Las correlaciones entre el tamaño del ovario y la tasa de ovulación fueron positivas, aunque con una amplia variación en la magnitud y nivel de significación. Fueron particularmente bajas en las cochinatas HH, YD y DH.

Tabla 2. Medias, desviaciones estándares y correlaciones entre el peso del ovario y la tasa de ovulación en cochinatas de diferentes razas y cruces

Raza o cruce Peso del ovario, g

DS ± Tasa de ovulación

DS± R

YY 5.64 1.59 12.59 3.1 0.60 ** DD 5.17 1.16 11.76 3.2 0.68 *** HH 7.17 0.68 11.07 1.6 0.01 Cr 5.36 0.80 10.06 1.7 0.57 * YL 6.04 1.30 14.84 6.3 0.74*** YD 5.23 1.18 12.25 2.0 0.27 DH 5.63 2.83 11.94 2.4 0.27

*P<0.05, ** P<0.01, ***P<0.001 Se destacan dentro de las correlaciones altas las encontradas en la raza YY y el cruce YL, que son los maternos fundamentales en el programa genético nacional (Diéguez 1996). Esto demuestra que no existe un patrón fijo para las razas o cruces en la influencia del peso del ovario sobre la tasa de ovulación, lo cual hace pensar que es probable que el peso del ovario no sea el indicado para este tipo de análisis. En experimentos futuros se deben estudiar otras medidas. Una tendencia más definida fue reportada por Martín Rillo (1998) al estudiar cochinatas YL y DD, lo cual coincide exactamente con nuestros resultados, ya que son las cochinatas donde se obtuvieron las mayores correlaciones. Las correlaciones entre el peso del tracto y el total de embriones se reflejan en la tabla 3. Hay una tendencia muy fuerte que indica que a medida que aumenta el tamaño del tracto aumenta el número de embriones. Esto corrobora lo planteado por diversos autores (Arias et al 1996; 1997; Díaz et al 1998; Martín Rillo 1998) de que a mayor tamaño del tracto reproductivo mayores son las longitudes de los cuernos y esto trae consigo una mayor cantidad de embriones y un mejor desarrollo de los mismos dentro del tracto.

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Tabla 3. Medias, desviaciones estándares y correlaciones entre el peso del tracto y el total de embriones en cochinatas de diferentes razas y cruces

Raza o cruce Peso de tracto, g

DS± Total de embriones DS± r

YY 2888 846.2 8.9 3.2 0.58 ** DD 2975 879.2 9.1 3.0 0.46 * HH 2768 624.2 8.8 2.0 0.70 *** Cr 2470 832.9 6.9 3.0 0.56 YL 3064 824.7 10.6 3.3 0.79 *** YD 3166 801.2 9.8 2.7 0.57 ** DH 3316 1065.6 9.2 3.2 0.50 *

*P<0.05, ** P<0.01, ***P<0.001 A pesar de que este análisis se realizó de forma independiente para los diferentes cruces y razas se observa que el desarrollo del tracto fue mayor en los cruzamientos con más embriones, que se corresponden con los de mayor potencial reproductivo, al compararlos con las razas que le dan origen (Arias et al 1996) y el más pequeño fue el de la raza Criollo, la cual tiene un menor comportamiento reproductivo (Arias et al 1997; Rico y Roque 1998). El mismo patrón se mostró con la tasa de ovulación con respecto al total de embriones (tabla 4) en todas las razas y cruces analizados. A medida que aumenta la tasa de ovulación será mayor el total de embriones a los 30 días de gestación. Las medias y correlaciones entre el peso del tracto y la mortalidad embrionaria se observan en la tabla 5. Se muestra que existe una correlación negativa significativa en todos los análisis. Se comprobó que a medida que el tamaño del tracto fue mayor, la mortalidad embrionaria disminuyó. Sin embargo, esto no pudiera ser válido cuando se trata de los promedios de las razas o cruces, ya que se sabe que el cruce DH que tiene un alto desarrollo del tracto reproductivo presenta una baja mortalidad embrionaria (Díaz et al 1997), mientras que esta mortalidad en el cruce YL es alta (Arias et al 1997). En el cerdo Criollo donde la mortalidad es alta (Arias et al 1997) pudiera ser debido a que los altos pesos del tracto estén asociados a alta cantidad de grasa (Diéguez et al 1996), pues se sabe su influencia determinante en el incremento de la mortalidad embrionaria (Arias et al 1996).

Tabla 4. Medias, desviaciones estándares y correlaciones entre la tasa de ovulación y el total de embriones en cochinatas de varias razas y cruces

Raza o cruce Tasa de ovulación

D.S. ± Total de embriones D.S. ± r

YY 12.59 3.1 8.9 3.2 0.56 * DD 11.76 3.2 9.1 3.0 0.53 * HH 11.07 1.6 8.8 2.0 0.55 ** Cr 10.06 1.7 6.9 3.0 0.69 * YL 14.84 6.3 10.6 3.3 0.41 ** YD 12.25 2.0 9.8 2.7 0.51 * DH 11.94 2.4 9.2 3.2 0.68 ***

*P<0.05, ** P<0.01, ***P<0.001

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Tabla 5. Medias, desviaciones estándares y correlaciones entre el peso del tracto y la mortalidad embrionaria en cochinatas de diferentes razas y cruces

Raza o cruce Peso del tracto, g

D.S. ± Mortalidad embrionaria, %

D.S.± r

YY 2888 846.2 28.6 22.8 -0.30 * DD 2975 879.2 23.7 20.1 -0.39 * HH 2768 624.5 19.8 15.6 -0.66 *** Cr 2470 832.9 32.4 24.1 -0.44 YL 3064 824.7 24.0 22.8 -0.66 *** YD 3166 801.2 19.7 18.7 -0.38 ** DH 3316 1065.6 22.8 20.4 -0.36 *

*P<0.05, ** P<0.01, ***P<0.001 La tabla 6 presenta las correlaciones entre la tasa de ovulación y la mortalidad embrionaria, donde se evidencia que no hay patrón definido. Estos datos sugieren que pudiera ser más importante en determinar la mortalidad embrionaria el tamaño del tracto que la tasa de ovulación y que ambos tienen una marcada influencia en la cantidad total de embriones y por lo tanto en el comportamiento posterior al nacimiento. Ello explica el alto comportamiento de la raza YY y el cruce YL y en una menor medida la baja prolificidad de las cerdas de la raza Criollo (Diéguez et al 1992; Arias et al 1995; 1997; Rico y Roque 1998)

Tabla 6: Medias, desviaciones estándares y correlaciones entre la tasa de ovulación y la mortalidad embrionaria en cochinatas de diferentes razas y cruces

Raza o cruce Tasa de ovulación

D.S. ± Mortalidad embrionaria %

D.S.± R

YY 12.59 3.1 28.6 22.8 0.21 * DD 11.76 3.2 23.7 20.1 0.22 HH 11.07 1.6 19.8 15.6 0.09 Cr 10.06 1.7 32.4 24.1 -0.33 YL 14.84 6.3 24.0 22.8 0.48 *** YD 12.25 2.0 19.7 18.7 0.11 DH 11.94 2.4 22.8 20.4 -0.07

*P<0.05, ** P<0.01, ***P<0.001 Es de destacar que la cantidad de observaciones por raza o cruce fue baja, lo que determinó en muchos casos que se afectara la significación de las correlaciones. No es común encontrar en la literatura trabajos de este tipo, por lo que representa el sacrificar animales en pleno estado reproductivo, de ahí que los resultados expuestos aquí son una indicación real de las tendencias observadas. Estos resultados demuestran que existió un marcado efecto del tamaño del tracto sobre cantidad de embriones y la mortalidad embrionaria, no ocurriendo lo mismo con los pesos de los ovarios y la tasa de ovulación. Se comprobó que a medida que el tamaño del tracto aumenta es mayor el total de embriones y menor la mortalidad embrionaria, por lo que se recomienda que en rebaños porcinos es fundamental contar con cerdas grandes, las cuales pueden tener un desarrollo del tracto mayor y así lograr una mayor productividad por el aumento de embriones viables.

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BIBLIOGRAFIA

Arias, T., Diéguez, F.J., del Toro, Y., Morales, G. y Tosar, M. 1995. Caracterización del tracto reproductivo, tasa de ovulación y mortalidad embrionaria de cochinatas F1 Yorkshire x Landrace. Revista Computadorizada de Producción Porcina 2(2): 15-21

Arias, T., Diéguez, F.J., del Toro, Y., Tosar, M. 1996. Potencial reproductivo de cochinatas de varias razas: Caracterización del tracto reproductivo, nivel de ovulación y mortalidad embrionaria. Revista Computadorizada de Producción Porcina 3(3): 12-18 Arias, T., Diéguez, F.J., del Toro, Y., Tosar, M.. 1997. Caracterización del tracto reproductivo, nivel de ovulación y mortalidad embrionaria de cochinatas Criollo de Cuba. Revista Computadorizada de Producción Porcina 4 (1):27-32

Barrios, A., Lan, J.A. y Patterson, M. 1987. Morfometría de algunos órganos de cochinatas alimentadas a base de miel rica con crema torula o cereales. Ciencia y Técnica en la Agricultura, Ganado Porcino 10 (3): 49-57 Díaz, C., Arias, T., Diéguez, F.J., Tosar, M. y Pérez, I. 1998. Correlaciones entre los índices reproductivos de cochinatas Duroc x Hampshire con 30 días de gestación. Revista Computadorizada Producción Porcina 5(1): 1-7 Diéguez, F.J. 1996. Algunos aspectos sobre el programa de cruzamientos del ganado Porcino en Cuba. Revista Computadorizada de Producción Porcina 3 (2): Diéguez , F.J., Arias, T., Tosar, M. y Morales, G. 1992. Nota sobre el desarrollo de cochinatas Comborough y Yorkshire x Landrace de origen cubano. Zootecnia de Cuba 2(3): 7-14 Harvey , W. H., 1987. Mixed Model Least square and maximun likelihood program. User’s. Guide PC 1. Pp 11 Martín Rillo, S. 1998. Estrategias para mejorar la prolificidad nas explora c o es suinículas mediante técnicas de manejo. III Congreso Nacional de suinicultura, VI Congreso de Organización Iberoamericana de Porcicultura. Suinicultura p. 161-175 Rico, C. y Roque, R. 1998. Comportamiento reproductivo de un rebaño de cerdos Criollo. Porcicultura 98. Resúmenes GR7: p 41

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COMPORTAMIENTO DE CERDOS EN CRECIMIENTO CEBA ALIMENTADOS CON DESPERDICIOS PROCESADOS. RESULTADOS DE TRES AÑOS EN UN CENTRO

INTEGRAL DE 10 REPRODUCTORAS.

J. González, Carmen María Mederos, J.L. Piloto, Yaneris Cabrera, Rosa María Martínez, Vivian Martínez, G. García y G. González

Instituto de Investigaciones Porcinas

Gaveta Postal No 1, Punta Brava La Habana, Cuba

RESUMEN

En dos experimentos se emplearon 300 y 270 cerdos en crecimiento y ceba, machos castrados y hembras del cruce comercial (YL x CC21) con un peso vivo inicial promedio de 14 y 27.1 kg, respectivamente. En ambos experimentos los cerdos fueron distribuidos en tres grandes grupos que representaron los años, para estudiar los rasgos de comportamiento. Los cerdos fueron alimentados con una dieta basada en desperdicios procesados, miel final de caña y concentrado de cereales en los diferentes años: I (1996); II (1997) y III (1998). El consumo de proteína bruta (g/día) en el experimento 1 difiere (P<0.01) y fue: I, 166; II, 196 y III, 252, respectivamente: Para los restantes rasgos del comportamiento así como para el costo de la dieta, no se presentaron diferencias entre los años analizados. Los valores de consumo diario (kg MS), conversión alimentaria (kg MS/kg aumento) y desperdicios procesados en la dieta (%) difirieron significativamente (P<0.001) en el experimento 2: I, 2.48, 5.4 y 66.7; II, 2.30, 4.4 y 56.5 y III, 1.75, 3.3 y 46.8, respectivamente. Para el consumo de proteína bruta (g/día) conversión proteica (kg PB/kg aumento) y costo del alimento/t de carne (pesos MN) el efecto fue menor (P<0.01): I, 317, 0.604 y 359.65; II, 287, 0.550 y 415.51 y III, 390. 0.746 y 409.15, respectivamente. Los resultados en ambos experimentos demuestran que los desperdicios procesados pueden constituir más del 50% BS de la dieta de los cerdos en crecimiento y ceba sin afectar los principales rasgos del comportamiento.

Palabras Claves: Comportamiento, cerdos en ceba, cerdos en crecimiento, desperdicios

procesados, miel final de caña, concentrado proteico

PERFORMANCE OF GROWING-FINISHING PIGS FED PROCESSED SWILL.

RESULTS FROM THREE YEARS IN A CLOSED FARM WITH 10 SOWS

SUMMARY

In two experiments 300 and 270 growing and finishing pigs, respectivelu, castrates and gilts from the commercial cross YL x CC21 with an average initial liveweight of 14 and 27.1 kg were used. Pigs were distributed in three main groups, representing the years, to study their performance the different years. Pigs were fed a diet based in processed swill (PS), final sugar cane molasses and concentrates in the different years: I (1996); II (1997) y III

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(1998). CP intake (g/day) in experiment 1 differed (P<0.01) being the values: I, 166; II, 196 and III, 252, respectively. No forther differences were found neither for the other traits was for the cost of the diet in the years analyzed. The mean values for daily feed intake (kg DM), feed conversion ratio (kg DM/kg gain) and PS inclusion (%) significantly differed (P<0.001) in experiment 2: I, 2.48, 5.4 and 66.7; II, 2.30, 4.4 and 56.5 and III, 1.75, 3.3 and 46.8, respectively. CP intake (g/day), protein conversion ratio (kg CP/kg gain) and feed cost per ton of meat (Cuban pesos) he effect was less dramatic (P<0.01): I, 317, 0.604 and 359.65; II, 287, 0.550 and 415.51 and III, 390, 0.746 and 409.15, respectively. The results showed that PS can be included up to 50 % (DM basis) of the diet of growing-finishing pigs without repainng the main performance traits. Key words: Growing-finishing pigs, growing pig, processed swill, final cane molasses,

cereals performance

INTRODUCCION El desarrollo de los cerdos a temprana y mediana edad está íntimamente relacionado con las necesidades de proteína en la dieta (Maylin et al 1978), por lo que la alimentación de estos animales estará en dependencia de los nutrientes que se aporten en los sistemas de alimentación (NRC 1998). Los concentrados de cereales han constituido la principal fuente de nutrientes para los cerdos; la disponibilidad deficitaria de estas fuentes ha dado lugar al uso de otras que aunque de menor valor nutricional pueden ser utilizadas en la alimentación de los cerdos. Los desperdicios procesados (DP) constituyen esa fuente que a partir de la tecnología descrita por del Río et al (1980) fueron introducidos en la alimentación de los cerdos los cuales pueden consumir altos volúmenes de DP, que comparados con fuentes proteicas de reconocido valor biológico pueden a la vez garantizar las necesidades de proteína y energía (Maylin et al 1978, Grau y Cervantes, 1980, Pérez et al 1981 y González et al 1984) para un aceptado crecimiento de los animales. Con estos elementos podemos afirmar que bien pueden ser balanceados los alimentos con otros nutrientes y constituir una base sobre la que se obtengan resultados favorables en el comportamiento animal de acuerdo a la naturaleza no convencional de los mismos. De acuerdo a estos planteamientos se desarrollaron dos experimentos con el objetivo de conocer el comportamiento de los cerdos en crecimiento (experimento 1) y ceba (experimento 2), alimentados con DP, concentrados de cereales y miel final de caña de azúcar y a la vez realizar una valoración de los resultados económicos obtenidos

MATERIALES Y METODOS

Durante 1996 y hasta el primer semestre de 1998 en el centro Mini-integral de 10 reproductoras localizado en el Instituto de Investigaciones Porcinas, se controlaron 300 cerdos (61-96 días) del cruce comercial YL x CC21, distribuidos en tres grupos, donde se controlaron los pesos iniciales y finales (kg.), así como el período promedio de 35 días en corrales colectivos de 12 animales (tipo Flack Deeck).

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Tabla 1. Composición de las dietas (%BS) utilizadas en los diferentes años para cerdos en crecimiento (61-96 días)

1996 1997 1998 Concentrado de cereal 31.3 33.1 29.5 Desperdicios Procesados 56.8 57.2 56.4 Miel Final de caña 11.9 9.7 14.1 Composición Química MS 49.1 46.1 49.8 N x 6.25 14.7 16.2 22.5

Los animales se alimentaron con una dieta de DP, concentrado de cereales (18% PB) y miel final de caña de azúcar (tabla 1). Los DP procedían de una planta procesadora experimental situada a 200 m de la unidad integral y la composición química de los alimentos ofrecidos representan el promedio de los empleados durante el período experimental (tabla 2).

Tabla 2. Composición química promedio de los alimentos utilizados (%BS)

Desperdicios Procesados Concentrado de cereal

Miel Final de caña

1996 1997 1998 MS 20.63 15.48 21.79 89.10 80.23 N x 6.25 16.25 18.12 30.50 18.03 --- Cenizas 11.37 9.83 9.78 6.86 8.46

Los DP variaron de acuerdo a las fuentes de acopio. Los grupos representaron a los años correspondientes (1996, 1997 y 1998). Los suministros de DP y miel final fueron controlados a través de recipientes tarados y el concentrado de cereal fue pesado. A los DP y concentrado de cereal se les determinó la concentración de materia seca (MS) mediante secado en una estufa a 60°C hasta peso constante, el nivel de N por digestión según procedimiento Kjeldhal; los mismos procedimientos fueron empleados para el concentrado de cereal. Para la miel final no se les consideró el aporte de N. Se analizaron las muestras de todos los lotes recibidos durante el período experimental. Para el procedimiento estadístico de los resultados del comportamiento animal se aplicó un análisis de varianza de clasificación simple (Steel y Torrie 1960). La delimitación de las diferencias sobre medias se llevó a cabo según Duncan (1955). Se realizó un análisis económico, tomándose en consideración el costo del alimento/t de aumento partiendo de los precios establecidos (Cuba, Comité Estatal de Precios 1998).

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Experimento 2

En el período comprendido de 1996 hasta el primer semestre de 1998 en un centro minintegral de 10 reproductoras localizado en el Instituto de Investigaciones Porcinas fueron controlados 270 cerdos del cruce comercial (YL x CC21) distribuidos en tres grupos, donde se controlaron los pesos iniciales y finales, así como el período promedio de permanencia en corrales colectivos de 8 animales. Los cerdos fueron alimentados con dietas de DP, miel final de caña y suplementaciones proteicas (harina de soya y/o concentrado de cereal), así como durante el año 1998 por la disminución de la recogida de desperdicios se incorporó el salvado de trigo. Se tuvo en cuenta el aporte de nutrientes y los desperdicios variaron de acuerdo a las fuentes de acopio incorporadas en los DP. Los grupos representaron los años en que se entregaron los animales controlados y la composición promedio (tabla 3) corresponde a los alimentos consumidos por cada ciclo dentro de los años correspondientes. Los suministros de DP y miel final fueron controlados a través de recipientes tarados y los alimentos secos fueron pesados. Se determinaron los consumos de proteína bruta (PB).

Tabla 3. Composición de las dietas utilizadas en los diferentes años (%BS). Años 1996 1997 1998 Concentrado de cereal1 17.6 30.0 31.0 Harina de soya - - 5.6 Salvado de trigo - - 5.0 Desperdicios procesados 66.7 56.7 46.7 Miel final 15.7 13.3 21.7 Composición química, % MS 39.6 47.5 63.8 N x 6.25 11.1 12.5 22.3

1 Con 14 % de proteína bruta.

RESULTADOS Y DISCUSION

Experimento 1 Los resultados del comportamiento se ofrecen en la tabla 4. El nivel de consumo de DP no afectó el nivel de consumo de la MS como resultó en otros trabajos realizados por Maylin et al (1978). Sin embargo, el consumo de PB se vio favorecido en el último año (P<0.01). La causa que pudo motivar este incremento fue el mayor contenido de N de los DP. No obstante, aunque la ganancia de peso fue superior, esta no presentó valores diferentes que en los restantes años

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Tabla 4. Comportamiento de cerdos en crecimiento alimentados con desperdicios

procesados. 1996 1997 1998 ES± Peso inicial, kg 14.8 13.9 13.5 0.4 Peso final, kg 28.0 26.4 27.3 0.8 Ganancia, g/día 377 357 394 15 Consumo; kg/MS/día 1.13 1.21 1.13 0.03 Consumo; (N x 6.25) g/día 166b 196b 254ª 12** Conv. Alimentaria; kgMS/kg aumento 3.00 3.13 2.87 0.09 DP en dieta 56.8 57.2 56.4 0.2

Estos resultados fueron similares a los obtenidos por Maylín et al (1978) en dietas donde los DP constituyeron el 60% BS de la dieta, algo parecido ocurrió con la conversión alimentaria, donde los valores se encuentran en el rango publicado por Devendra y Clyde Parris (1970), para dietas de cereales. Los consumos de DP fueron ligeramente inferiores a los reportados por Maylin et al (1978).

En la tabla 5 se ofrecen los resultados del costo de la dieta durante la etapa de 35 días, en la misma no se presentaron diferencias significativas entre los años analizados, aunque biológicamente el año 1997 representó el de mayor costo siendo la causa principal el menor incremento en peso obtenido. No obstante, si comparamos todos los años estudiados en relación con los resultados de Maylin et al (1978) el costo de la dieta sería 38.9% inferior a lo que costaría si utilizáramos concentrados de cereales.

Tabla 5. Análisis económico según los años estudiados en cerdos en crecimiento 1996 1997 1998 Concentrado

de cereal* Incremento en peso, kg.

ES± 13.2 0.6

12.7 0.7

13.8 0.5

14.17 --

Costo de la dieta/ animal en la etapa ($), MN

ES±

4.69

0.51

5.23

0.63

4.51

0.72

12.37

-- *Ver Maylín et al (1978)

Experimento 2 En la tabla 3 se muestra la composición bromatológica de las dietas empleadas, observándose una disminución del consumo de DP por los cerdos en ceba siendo la causa principal de esta variación a los bajos niveles de acopio del sancocho, así como los bajos valores digestivos de los principales nutrientes encontrados por González y Domínguez (1997) lo que provocó a que se realizaran cambios en el sistema de recogida de sancocho. Estos resultados obtenidos permitieron un incremento del contenido proteico de los DP, lo que obligó al ajuste del consumo de alimentos de alto contenido proteico. No obstante, el año 1998 fue el año de menor recogida y de mayor concentración proteica de los DP, lo que permitió incrementar el nivel de consumo de la miel final de caña, similar a los empleados por Pérez (1989).

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En la tabla 6 se ofrecen los resultados del comportamiento de los cerdos en ceba. Para los pesos iniciales, finales y ganancia diaria no se presentaron diferencias entre los animales. Sin embargo, en el consumo de MS y PB se encontraron diferencias significativas (P<0.001 y P<0.01, respectivamente). Se observó un descenso del consumo de MS, siendo la principal causa de variación la poca disponibilidad de DP, lo que obligó al incremento de fuentes proteicas como la harina de soya, permitiendo de esta forma mejoras en la conversión alimentaria en los últimos años (1997 y 1998). Estos resultados fueron similares a los alcanzados por González et al (1989) y Pérez (1989), los que utilizaron como fuentes proteicas a la levadura y altos niveles de inclusión de DP. No obstante, el alto contenido de proteína en la dieta de este último año repercutió desfavorablemente en la eficiencia de la conversión de la proteína (P< 0.01). Tabla 6. Rasgos de comportamiento de cerdos en ceba, alimentados con desperdicios

procesados como fuente principal durante un período de 3 años en un área demostrativa

Años 1996 1997 1998 ES± Peso inicial, kg Peso final, kg Días en prueba Ganancia, g/días Consumo MS, kg./día Consumo (Nx6.25), g/día Conversión: kg MS/kg aumento kg PB/kg aumento DP, % de inclusión en la dieta

28.0 119.7 175a

525 2.84a

317b

5.4c

0.604b

66.7a

27.4 121.5 180ª

521 2.30b

287b

4.4b

0.551b

56.5b

25.9 102.4 141b

539 1.75c

390a

3.3a

0.746a

46.8b

0.6 3.9 6* 16

0.04*** 16**

0.1***

0.014** 0.3***

*P<0.05 ** P<0.01 *** P<0.001 abc Medias con letras desiguales en una misma fila, difieren significativamente (P<0.05) Por otro lado como era de esperarse el costo del alimento/t de carne producida (Tabla 7), fue significativamente inferior (P<0.01) donde hubo mayor contenido de DP en la dieta. Sin embargo, no sucedió así para el año 1997 el cual fue afectado por la mayor permanencia de la ceba que en los restantes años. No obstante estos resultados fueron mejores que los obtenidos por González (1984) en una granja de producción donde el consumo de DP más miel final estuvo asociado en la mayoría de los grupos de entrega al consumo de concentrados de cereales con consumos que fueron entre el 18.4 y 46.6% superiores, respectivamente.

Tabla 7. Análisis económico según los años de entrega. Años 1996 1997 1998 ES± Incremento en peso, kg. Costo de la dieta/animal durante la etapa ($), pesos MN. Costo del alimento/t carne ($), pesos MN.

91.7b

32.98b

359.65a

94.1b

39.10a

415.51b

76.5a

31.30b

409.15ab

2,0* 1,37** 7,56**

* P<0.05 **P<0.01 ab Medias con letras desiguales en una misma fila, difieren significativamente (P<0.05)

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De acuerdo a estos resultados podemos llegar a la conclusión de que los desperdicios procesados en el sistema de alimentación en pequeñas unidades pueden ser incorporados por encima del 55 %BS de la dieta de los cerdos con buenos resultados en el comportamiento, tanto en la etapa de crecimiento como en la ceba.

BIBLIOGRAFIA Cuba, Comité Estatal de Precios. 1998. Lista oficial de precios. La Habana. Dirección Jurídica. CPE. del Río J., Pineda, A y Chao, R. 1980. Criterios tecnológicos en el diseño de las nuevas plantas procesadoras de desperdicios alimenticios. Ciencia y Técnica en la Agricultura, Ganado Porcino 3(2): 35-43 Devendra, C y Clyde Parris, E.C. 1970. Optimum of crude protein level for growing and finishing pigs in tropical environment. Tropical Animal Health Production 2:162 Duncan, D.B. 1955. Multiple range and multiple F test. Biometrics 11:1 González, J. 1984. Influencia del aporte de energía y nitrógeno de las dietas de desperdicios procesados en el comportamiento de cerdos en crecimiento-ceba. Tesis en opción al grado científico de Candidato a Dr. en Ciencias. Instituto Superior de Ciencias Agropecuarias de la Habana e Instituto de Ciencia Animal. pp 151 González, J, Domínguez, P.L. y Pérez, A. 1989. Comportamiento de cerdos alimentados con desperdicios procesados y diferentes niveles de miel rica y levadura torula. Ciencia y Técnica en la Agricultura. Ganado Porcino. 12(4): 31-46

González, J. y Domínguez, P.L. 1997. Evaluación digestiva de los desperdicios procesados en cerdos. Revista Computadorizada de Producción Porcina. 4(3):40-45

Grau A, Morejón, M. y López, O. 1978. Rasgos de comportamiento de cerdos alimentados con desperdicios procesados y miel final. II. Efecto de relaciones constante durante la ceba. Ciencia y Técnica en la Agricultura. Ganado Porcino 1(3):61

Grau, A y Cervantes, A. 1980. Rasgos de comportamiento de cerdos alimentados con desperdicios procesados y miel final. II. Efecto de relaciones variables durante la ceba. Ciencia y Técnica en la Agricultura, Ganado Porcino 3(4):47 Maylín, A. 1983. Estudio de la calidad nutricional de los compuestos nitrogenados de los desperdicios procesados en el comportamiento de cerdos en crecimento-ceba. Tesis en opción al grado científico de Candidato a Dr. en Ciencias Veterinarias ISCAH-ICA. Ciudad de la Habana. pp 131 Maylín A., Cordovés, S. y Grau, A. 1978. Utilización de desperdicios procesados en la alimentación del cerdo en crecimiento. Ciencia y Técnica en la Agricultura, Ganado Porcino 1(2): 37-44

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NRC. 1988. Nutrient requeriments of domestic animals No. 2. Nutrient requeriments of swine. National Research Council. Washington Pérez, A.1989. Contenido de energía metabolizable de mieles de caña y su efecto en el comportamiento de cerdos en crecimiento. Tesis en opción al grado científico de Candidato a Dr. en Ciencias veterinarias. ISCAH-ICA. Ciudad de la Habana. pp 89

Pérez, M., del Río, J. y Ly, J. 1981. Producción porcina a partir de desechos de la alimentación humana y residuos agrícolas o de la pesca. Conferencia en el Instituto Gödöllö en Hungría, Budapest Steel, R.G. y Torrie, J.H. 1960. Principles and procedures of statistics. Mc Gravv Hill Book. Co Nevv York

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ESTUDIOS DE CONSERVACION DE FRIJOL DE SOYA COCIDO

E.J. Delgado, Carmen María. Mederos y J. Ly

Instituto de Investigaciones Porcinas Gaveta Postal 1 Punta Brava 19200

La Habana, Cuba

RESUMEN Se estudiaron dos métodos de conservación de fríjol de soya cocido en reactor: adición de cloruro de sodio (sal común) y una zeolita cubana al 2% del peso fresco (tratamiento I) y adición de igual proporción de sal pero utilizando la zeolita para cubrir la superficie (tratamiento II). Se realizaron estudios a escala de laboratorio y piloto durante siete días utilizando un diseño de comparación simple. A escala de laboratorio se produjo una caída altamente significativa (P<0.01) del pH: I, 4.42 vs 3.93; II, 4.40 vs 3.88; un incremento marcado (P<0.01) del contenido de ácido láctico: I, 16.9 vs 22.4; II, 15.0 vs 63.4 mmol/100g de MS y una sensible disminución (P<0.01) del contenido de amoníaco: I, 10.8 vs 7.0; II, 12.5 vs 8.5 mmol/100g de MS. No se observó deterioro del aspecto exterior del producto conservado a los siete días para ningún tratamiento. En la prueba a escala piloto se descartó el tratamiento I debido al deterioro del aspecto exterior a partir de los cinco días. El tratamiento II manifestó una disminución acentuada (P<0.01) del pH (4.39 vs 3.96) con una apariencia, olor y color estables. Se sugiere que el tratamiento II es un método efectivo y sencillo, con posibilidad de aplicación en la producción porcina nacional. Palabras Claves: Fríjol de soya, conservación, sal común, zeolita, cloruro de sodio.

STUDIES ON THE PRESERVATION OF COOKED FULL-FAT SOYBEAN

SUMMARY

Two preservation methods of steam-heated-full-fat soybean were studied: the addition of sodium chloride and a Cuban zeolite, 2% fresh weight (treatment I) and the addition of equal amount of salt using zeolite as a covering surface layer (treatmen II). Laboratory and pilot trials were conducted during seven days using a simple comparisson design. At laboratory scale there was a significant fall (P<0.01) of pH: I, 4.42 vs 3.93; II, 4.40 vs 3.88. Lactic acid content increased significantly (P<0.01): I, 16.9 vs 22.4; II, 15.0 vs 63.4 mmol/100g of DM while ammonia content decreased significantly (P<0.01): I, 10.8 vs 7.0; II, 12.5 vs 8.5 mmol/100g of DM. External appearance of the storaged material remained stable during the trial in both treatments. Treatment I was rejected in the pilot test as external appearance was significanlty impaired at the fifth day. In contrast, treatment II showed a significant pH fall (P<0.01), 4.39 vs 3.96, and a stable appearance. It is suggested that treatment II is a simple-effective preservation method that could be applied in the national swine industry. Key words: Full-fat soybean, preservation, sodium chloride, zeolite, common salt.

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INTRODUCCION En Cuba no se dispone de una infraestructura capaz de transformar el fríjol de soya en harinas comerciales tradicionalmente usadas en la producción animal, proceso que generalmente comprende la separación del aceite y un tratamiento térmico adecuado que reduzca de forma eficiente el contenido de factores antinutricionales presentes en esta leguminosa. La inestabilidad de los precios en el mercado, con tendencia al alza, ha devenido en la búsqueda de nuevas tecnologías que permitan la producción y el uso del fríjol de soya integral, como alternativa de menor costo en la alimentación animal. La cocción del grano de soya entero en el reactor termomecánico a 115 oC, 0.7 Bar, durante 30 min. (Pineda 1998, datos no publicados) ha permitido obtener una pasta (30% MS) que al incorporarla en las dietas de cerdos se obtienen resultados alentadores en los rasgos de comportamiento y canal (Mederos et al 1998), lo que constituye una alternativa con gran potencial de aplicación en la producción porcina nacional. Sin embargo, la generalización de esta tecnología requiere de un sistema de conservación, sencillo, de bajo costo y efectivo durante al menos siete días, que garantice la disponibilidad diaria de fríjol cocido. De este modo se establecería un ciclo de procesamiento que se adecua a los requerimientos de la producción comercial de cerdos en Cuba (Mederos, comunicación personal), semejante al propuesto en la tecnología de conservación de otros productos en esta rama ganadera (Martínez et al 1995). En pruebas de conservación a escala piloto se ha utilizado el formaldehído (0.2% del peso fresco) como preservante de desperdicios procesados, con muy buenos resultados (Patterson et al 1989; Piloto et al 1998), pero que su alto costo y engorrosa manipulación podría dificultarse su empleo en la conservación a escala de producción. El uso de materias primas comúnmente utilizadas en dietas para cerdos, como la sal común, de reconocido carácter bacteriostático y la zeolita, no se ha estudiado hasta el momento como posible vía de conservación del fríjol de soya cocinado o productos con características similares. El presente trabajo tuvo como objetivo establecer un sistema de conservación para el fríjol de soya cocinado que fuera sencillo, económico y efectivo durante al menos siete días.

MATERIALES Y METODOS Se utilizó como materia prima el fríjol de soya cocido en un reactor a 115 oC y 0.7 Bar durante 30 min. Este producto sale del reactor con alrededor de un 30% MS y 35-40% PB en base seca, como promedio (Mederos et al 1998). Tomando como base pruebas de observación realizadas previamente se diseñaron dos tratamientos de conservación: 1. Adición de 2% de cloruro de sodio (NaCl) y 2% de una zeolita cubana en base fresca 2. Adición de 2% de NaCl en base fresca y aplicación de una capa superficial de zeolita

de 2-5 cm de espesor El tratamiento con formaldehído no se tuvo en cuenta ya que el objetivo del trabajo fue el de establecer un sistema de conservación alternativo. Por otra parte, se conoce que el

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formaldehído es un preservante efectivo para la conservación de otros productos de composición parecida a la del fríjol de soya cocinado, como los desperdicios procesados (Piloto et al 1998) entre otros utilizados en la alimentación animal (Cook et al 1982, Peters y Froseth 1982). Además, ya se había comprobado la efectividad del formaldehído para conservar a escala piloto el fríjol de soya cocinado (Mederos 1998, datos no publicados). Se hicieron pruebas a escala de laboratorio y piloto. En la prueba a escala de laboratorio se prepararon para cada sistema seis réplicas de 300 g en frascos de vidrio. Estas se almacenaron durante siete días a temperatura ambiente y se tomaron muestras para el análisis a los 0 y 7 días. En la prueba a escala piloto se utilizaron para cada tratamiento tres tanques de metal con alrededor de 50-60 kg de capacidad. Estos se colocaron en naves de animales de experimentación y se analizó el producto almacenado a los 0 y siete días. Para la evaluación de los métodos de conservación se decidió utilizar solamente indicadores físico-químicos y sensoriales. Para ello se tuvo en cuenta el menor costo de estas técnicas con respecto a los análisis microbiológicos, que en muchos casos brindan información suficiente para juzgar la efectividad del método de conservación empleado. Además, la efectividad de procesos de conservación de cítricos (Domínguez 1994) y pulpa de café (Romero 1994) ha sido descrita a través de indicadores físico-químicos y sensoriales exclusivamente; a pesar de que en ambos casos el material a preservar no sufre tratamiento térmico alguno y se almacena por períodos de tiempo considerablemente mayores a los empleados en este experimento. En las muestras tomadas durante el experimento a escala de laboratorio se determinó el contenido de MS y PB (Nx6.25), según AOAC (1990). Adicionalmente, se pesaron 10 g de muestra, los cuales se diluyeron en 100 ml de agua destilada y se agitaron fuertemente para posteriormente centrifugar a 4000 rpm durante 20 minutos en centrífuga MLW. En el sobrenadante se determinó el pH, con un electrodo de vidrio HANNA 8418; el contenido de ácido láctico (Barker y Summerson, 1941) y el contenido de amoníaco (APHA 1980). También se observó diariamente el aspecto exterior del producto para detectar aparición de colores extraños u olores desagradables como indicadores de deterioro. En la conservación a escala piloto se midió solamente el pH y se observó periódicamente el aspecto exterior. Para el análisis estadístico se utilizó el paquete Systat 5.04 para Windows (1990-1994). Los resultados se procesaron según diseño de comparación simple (Steel y Torrie 1980) y las medidas se agruparon por tiempo para discriminar las medias a través de la prueba de student.

RESULTADOS Y DISCUSION En el estudio de laboratorio se observó un patrón de comportamiento semejante para ambos tratamientos (tablas 1 y 2).

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Tabla 1. Resultados de la prueba t para el fríjol de soya cocido y conservado mediante la

adición de 2% en base fresca de sal común y de zeolita (tratamiento 1) Días de almacenamiento Nivel de significación 0 7 MS, % 35.6 ± 1.5 (1) 37.2 ± 1.4 P>0.05 PB, % MS 37.7 ± 0.4 37.2 ± 0.2 P>0.05 pH 4.42 ± 0.06 3.93 ± 0.03 P<0.01 Acido láctico, mmol/100 g MS 16.9 ± 0.4 22.4 ± 0.6 P<0.01 Amoníaco, mmol/100 g MS 10.8 ± 0.3 7.0 ± 0.4 P<0.01

1Promedio de seis determinaciones ± desviación estándar

Tabla 2. Resultados de la prueba t para el frijol de soya cocido y conservado mediante la

adición de 2% en base fresca de sal común y aplicación de una capa superficial de zeolita de 2-5 cm de espesor (tratamiento 2)

Días de almacenamiento Nivel de significación 0 7 MS, % 31.6 ± 1.3 (1) 32.2 ± 0.5 P>0.05 PB, % MS 37.7 ± 0.4 37.3 ± 0.5 P>0.05 pH 4.40 ± 0.04 3.88 ± 0.03 P<0.01 Acido láctico, mmol/100 g MS 15.0 ± 0.5 63.4 ± 2.3 P<0.01 Amoníaco, mmol/100 g MS 12.5 ± 2.0 8.5 ± 0.3 P<0.01

1 Promedio de seis determinaciones ± desviación estándar El pH disminuyó marcadamente (P<0.01); los valores finales de pH en ambos tratamientos son ligeramente superiores que los de ensilajes de cítricos (Domínguez 1979, 1994) y ligeramente inferiores a los de pulpa de café (Romero 1994) y pescado (Reyes et al 1991). El contenido de ácido láctico final fue superior en los tratamientos estudiados con respecto al de ensilaje de cítricos (Domínguez 1994) o de café (Romero 1994). Los valores más altos correspondieron al tratamiento con cubierta de zeolita (ver tabla 2) aunque en ambos casos los valores finales fueron significativamente superiores (P<0.01) a los iniciales. El contenido de amoníaco sufrió una disminución significativa (P<0.01) con respecto a la concentración inicial. Los valores fueron generalmente bajos en ambos tratamientos si se compara con los valores típicos de forrajes (Wilkins 1972) y otros productos ensilados (Kompiang y Creswell, 1980; Rangkuti et al 1980; Romero 1994). El comportamiento de los indicadores de la fermentación sugiere la ocurrencia de un proceso similar al que tiene lugar en los productos ensilados (Barnett 1957) fenómeno que pudo ser favorecido por el carácter bacteriostático selectivo de la sal añadida. Al parecer la fermentación láctica fue la principal causante de la acidificación del medio. Esta hipótesis se refuerza por el hecho de haber encontrado niveles de amoníaco significativamente inferiores (P<0.01) a los siete días, indicativo de la limitación drástica de los procesos fermentativos colaterales, como la fermentación butírica (Barnett 1957, Wilkins 1972). La habilidad de la zeolita para absorber amoníaco (Milan et al 1996) es otro factor que pudo influir en la disminución de su concentración.

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De cualquier manera, la evaluación sensorial periódica efectuada al fríjol cocido y conservado sirvió para confirmar esta hipótesis. El aspecto exterior se mantuvo estable hasta el séptimo día en ambos tratamientos. No se produjeron cambios desfavorables en el color, solo se hizo perceptible un olor típico de productos fermentados por bacterias lácticas, parecido al de la leche fermentada. En la prueba a escala piloto se descartó el tratamiento sin cubierta de zeolita, que ya había manifestado un patrón de fermentación más pobre en el ensayo a nivel de laboratorio. A partir del quinto día se produjo oscurecimiento de la superficie, con desarrollo de hongos y larvas de mosca, con olor putrefacto en las zonas oscurecidas. Estos resultados estuvieron influenciados por las condiciones imperantes en las naves de los animales. A diferencia del ambiente del laboratorio, la presencia de gran cantidad de moscas y otros vectores con acceso a la superficie del material pudieron acelerar de forma importante los procesos de deterioro. En el tratamiento con cubierta de zeolita se repitió la disminución altamente significativa (P<0.01) del pH (4.39 ± 0.04 ó 3.96 ± 0.06) observada a nivel de laboratorio. Tampoco se produjeron modificaciones negativas en el aspecto exterior del producto. A excepción del olor típico de fermentaciones lácticas, se mantuvo una apariencia muy similar a la del material fresco. La utilización de la capa superficial de zeolita parece ser una barrera de contención muy eficiente contra el ataque de vectores y otras fuentes de contaminación. La efectividad de este sencillo método de conservación a escala piloto, donde las condiciones son muy parecidas a las de la producción comercial de cerdos, evidencia la posibilidad de su empleo para la conservación del fríjol de soya cocinado en reactor. Su adopción podría favorecer un mejor aprovechamiento de las materias primas de producción nacional. Tampoco requiere que se introduzcan cambios en la tecnología de procesamiento, manipulación o requerimiento de mano de obra con respecto al sistema de conservación con formaldehído, con la ventaja de sustituir la importación de este costoso preservante.

REFERENCIAS

AOAC, 1990. Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists. 15th edition. (K Helrick Ed.) Arlington, pp1230 APHA, 1980. Standard methods for the examination of water and waste water. 13th ed. Barker, S.B. y Summerson, W.H. 1941. The colorimetric determination of lactic acid in biological materials. Journal of Biological Chemistry 138:535 Barnett, A.J. 1957. Fermentación del ensilado. Ed. Aguilar. Madrid. pp 257 Buitrago, A.J., Portela, R. y Eusse, S. 1992. Grano de soya en alimentación de cerdos. American Soybean Association. Bogotá. pp 28

Cook, J.E., Wikins, R.J. y Wilson, R.F. 1982. The effect of paraformaldehyde on the fermentation quality and feeding value of ryegrass and lucerne silages. Journal of Agricultural Science Camb. 99:465-470

50


Domínguez, P.L. 1979. Nota sobre algunas características fermentativas de cítricos ensilados con miel final de caña. Ciencia y Técnica en la Agricultura. Ganado Porcino 2(4):113-121 Domínguez, P.L. 1994. Utilización del ensilaje de residuos de naranjas en la ceba de cerdos. Tesis presentada en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Veterinarias. Instituto de Investigaciones Porcinas. La Habana. pp 133 Kompiang, I.P. y Creswell, D.C. 1980. Microbial fish silage: chemical composition, fermentation characteristics and nutritional value. Papers presented at the Indo-Pacific Fisheries Commission Workshop on Fish Silage Production and Its Use. FAO Fisheries Report. No. 230 Martínez, V., Ferrer, R., Oliva, L., Leal, M. y Pineda, A. 1995. Sistema de conservación de cadáveres de cerdos con miel de caña de azúcar. Revista Computadorizada de Producción Porcina 2(2):70-81 Mederos, C.M., Pérez, J.M., Carballar, J.M. y Pineda, A. 1998. Uso del frijol de soya en dietas de mieles de caña de azúcar para cerdos en crecimiento-ceba. ACPA 17(2):48-52 Milan, Z., Sánchez, E., Weiland, P., de las Pozas, C., Borja, R., Mayari, R. y Rovinosa, N. 1996. Ammonia removal from anaerobically treated piggery manure by ion exchange in columns packed with homionic zeolite. Chemical Engineering Journal 66:65-71 Patterson, M., Pérez, M., Novo, O. y Figueroa, V. 1989. Empleo del formaldehído como un preservante de los desperdicios procesados. Ciencia y Técnica en la Agricultura. Ganado Porcino 12(1): 41-56 Pérez, R. y Rábago, R. 1992. Manual de la soya. Departamento de Producciones Complementarias. MINAZ. La Habana. pp 21 Peters, D. y Froseth, J. 1982. Feeding value and preservation of liquid sweet whey for use in swine diets. Proceedings of the Western Section. American Society of Animal Science. Vol. 33 Piloto, J.L., Domínguez, P.L. y Torres, Y. 1998. Efecto de diferentes formas de conservación de los desperdicios procesados en el balance de N y energía en cerdos en crecimiento. Revista Computadorizada de Producción Porcina 5(2):72-78 Rangkuti, M., Batubara, L. y Agus, M. 1980. Fish silage for pig production. Papers presented at the Indo-Pacific Fisheries Commission Workshop on Fish silage production and its use. FAO Fisheries Report. No. 230 Reyes, G., Martínez, R., Rodríguez, L.M., Bello, R.A. y Pascual, M.C. 1991. Efecto de la adición de desechos de frutas tropicales sobre la velocidad de producción de ensilado microbiano de pescado. Alimentaria 28:99-108 Romero, O. 1994. Conservación de la pulpa de café en forma de ensilaje para la alimentación de rumiantes. Tesis presentada en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Veterinarias. Instituto Superior de Ciencias Agropecuarias de Bayamo. pp 53

51


Steel, R.G.D. y Torrie, J.H. 1980. Principles and procedures of statistics: a biometrical approach. 2nd ed. McGraw-Hill Book Co. New York. Wilkins, R.J. 1972. Conservación de forrajes. Editorial Acribia. Zaragoza.

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EVALUACIÓN FINAL DE LA CERDA HAMPSHIRE X DUROC

Patricia Villarreal, F.J. Diéguez, Teresa Arias, Consuelo Díaz, Felicia Brache, P. Naranjo y

M. Tosar.

Instituto de Investigaciones Porcinas. Gaveta Postal No. 1 Punta Brava

La Habana, Cuba

RESUMEN Se desarrollaron varios análisis con vistas a estudiar la posibilidad de la inclusión de la cerda Hampshire x Duroc (HD) en los programas de cruzamiento, dado que pudiera ser una cerda más adaptada a condiciones menos intensivas de producción. Se realizó un análisis teórico con la información existente de evidencias experimentales y posteriormente se comparó la cerda HD con los cruces LY y DY en una granja con 120 reproductoras durante un periodo de dos años con alimentación no convencional. Desde el punto de vista reproductivo se obtuvo que son animales con un menor potencial (tasa de ovulación 12.00, 13.92 y 12.19 y cantidad de embriones a 30 días de gestación 9.33, 9.83 y 10.58 para HD, LY y DY respectivamente), así como de una pobre habilidad maternal (pesos de camadas 44.0, 49.36 y 51.55 y promedios al destete 6.1, 6.7 y 6.5 kg para HD, LY y DY respectivamente). Para producir la misma cantidad de animales destetados se necesitaría entre un 7 y 12% más de cerdas HD que los otros dos tipos de reproductoras. Además, el comportamiento de la descendencia de las cerdas HD fue más pobre en condiciones de ceba no convencional en el que se empleó la miel B de caña de azúcar. La descendencia de las cerdas HD necesitaron 18 y 24 días más, respectivamente, que aquellas de las cerdas LY y DY, para alcanzar los 85 kg de peso vivo. Se sugiere que la cerda de cruce HD no es factible de usar en la línea materna del programa de cruzamiento.

Palabras Claves: Cerdas, cruzamiento, productividad numérica, potencial reproductivo,

comportamiento reproductivo, ceba.

FINA L EVALUATION OF THE HAMPSHIRE X DUROC SOW

SUMMARY

General analyses were carried out on order to study the possibility of introducing the Hampshire x Duroc (HD) sow in the breeding program. It is believed that this sow cold have a better adaptation to less intensive level of management. A theoretical analysis was performed with the existing information from experimental trials. Furthermore, the HD sow was compared with the crossbed sows LY and DY in a 120 sow farm during two years fed non-conventional feed. The reproductive performance of this sow (HD) was power tham the others correlation rates of 12.00, 13.92 and 12.19; number of embryos at 30 days of gestation of 9.33, 9.83 and 10.58 for HD, LY and DY respectively). Also its maternal ability was power (litler weight of 44.0, 49.36 and 51.55 kg and average weaning weights of 6.1,

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6.7 and 6.5 kg for HD, LY and DY, respectively). There is a need of 7 to 12 % more HD sows to produce the same amount of was power under commercial fattening conditions (450 castrated and female pigs) with a non-conventional feeding system using sugar cane “B” molasses. HD’s offspring needed 18 and 24 days more, respectively, tham LY’s and DY’s offsprings to reach 85 kg liveweight. It is suggested that is not feasible to introduce the HD crossbred sos in the dam lone of the breeding program. Key words: Sows, crossbreed, numerical productivity, reproductive potential, reproductive

performance, fattening.

INTRODUCCION La producción comercial del cerdo en Cuba está sustentada por un programa de cruzamiento basado fundamentalmente en cinco razas: Yorkshire, Landrace, Duroc, Hampshire y CC21, ésta última, raza sintética desarrollada en Cuba con fines paternos (Santana et al 1993). Estas han sido estudiadas tanto como razas puras, así como diferentes cruces entre ellas con el objetivo de obtener un sistema de cruzamiento lo más óptimo posible donde se aprovechen al máximo las ventajas que proporciona la heterosis, la que se refleja fundamentalmente en la productividad de las cerdas F1, en la viabilidad de los lechones así como de una forma menos directa pero no despreciable en el rendimiento en la ceba. De acuerdo con los resultados experimentales obtenidos, se decidió utilizar cerdas Landrace x Yorkshire (LY) apareadas con verracos Duroc o Hampshire, aunque estudios posteriores determinaron el empleo de un verraco F1 Hampshire x Duroc y del CC21 (Diéguez 1995). El cruce LY continua siendo el más utilizado en el país aunque existen determinadas unidades en que se emplea la hembra Duroc x Yorkshire (DY), la cual en los últimos años ha ganado en popularidad por su excelente habilidad maternal, mayor fortaleza física y un mejor crecimiento de la descendencia (Diéguez et al 1996a). La producción porcina ha sido uno de los sectores que se ha visto severamente afectado debido a las limitaciones de carácter material que ha sufrido el país. Como consecuencia se ha ido a la recuperación de sistemas como la producción semintensiva y la crianza al aire libre (CIAL), los cuales se han diversificado por todo el país no sólo en el sector estatal sino en el campesino, el cual comienza a jugar un importante papel. La eficiencia que puedan lograr los sistemas antes mencionados se basa en gran parte en lo efectivo del manejo desarrollado por el hombre y no menos importante en las potencialidades de los animales que se empleen en el mismo. Esto último hizo pensar en nuevas razas o cruces que respondieran mejor ante las limitaciones que entrañan estas formas de producción. Uno de los criterios que surgió fue el empleo de animales de capa oscura alegando una mayor rusticidad de los mismos y por tanto una mejor adaptación. De ahí la idea de utilizar por la vía materna la cerda Hampshire x Duroc (HD). El presente artículo contiene una revisión de los trabajos efectuados con el fin de caracterizar la cerda HD así como las conclusiones finales sobre su uso o no en los sistemas de producción. En la tabla 1 se presentan las líneas generales de la investigación desarrollada.

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Tabla 1. Evaluación de la cerda Hampshire x Duroc. Esquema de trabajo

Análisis teórico a partir de datos experimentales y de la Empresa Nacional Genética Porcina

Productividad numérica - Crías por parto - Mortalidad en crías - Destete - Efectividad

Reproducción: Potencial y comportamiento reproductivo ante dietas no convencionales

Comportamiento

Comportamiento en ceba de la descendencia

NALISIS TEORICO Diéguez et al (1996b) desarrollaron un análisis teórico a partir de los datos de varios trabajos experimentales y de la Empresa Nacional Genética Porcina, donde se evaluaron diferentes sistemas de cruzamiento entre la razas Yorkshire, Hampshire y Duroc. Como criterio de evaluación se tuvo en cuenta la productividad numérica (destete por puerca por año) y sus componentes (crías por parto, mortalidad en crías, destetes y efectividad en las cubriciones). Los sistemas de cruzamiento comprendieron razas puras, producción de camadas F1 y utilización de cerdas F1. Los valores de heterosis que aparecen en la tabla 2 se encuentran en correspondencia con la tendencia general mostrada en el ganado porcino (Sellier 1970, 1980; Bennet et al. 1983) para las características analizadas y como era de esperar los porcientos más altos correspondieron a cerdas F1, de ahí la importancia de utilizar este sistema si se quiere incrementar la productividad numérica del rebaño.

Tabla 2. Heterosis consideradas (%) Heterosis % Sistema de

cruzamiento Nacidos vivos Mortalidad en crías

Efectividad en la monta

Raza pura 0 0 0 Camadas F1 2 10 0 Cerdas F1 10 10 5

En este caso se asumió que el efecto de heterosis fue similar en todos los cruzamientos, cuestión que resulta lógica, si se tiene en cuenta que las tres razas son intermedias (ver Johnson 1980). Esto no debe esperarse cuando se incluyen razas más distantes como las hipertróficas o las chinas. La manifestación del efecto de heterosis a la hora de decidir un programa de cruzamiento es básico, sin embargo deben tenerse en cuenta las razas involucradas en el cruce (Dickerson 1969; Hill 1971 y Sellier 1980). Como se muestra en la tabla 3 la productividad numérica de las cerdas HD ocupó un orden de mérito similar al de las cerdas Yorkshire pura. Sin embargo, las cerdas F1 con un componente materno Yorkshire fueron evidentemente superiores a la HD. De esta forma se demostró la ventaja de utilizar una cerda con 50% de ascendencia Yorkshire por la parte materna.

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Tabla 3. Porciento de eficiencia en productividad numérica de diferentes cerdas Cerda Rango Yorkshire 100-100 Duroc 90-95 Hampshire 80-88 Yorkshire con hijos F1 103-107 Otras 83-95 DY 107-110 HY 102-105 HD 96-103

En esta tabla también se muestra lo desventajoso que representa desde el punto de vista económico la utilización de la cerda HD ya que para producir la misma cantidad de animales destetados se necesitaría entre un 7 y 12% más de estas reproductoras en el rebaño.

POTENCIAL REPRODUCTIVO

El estudio del potencial reproductivo se basó en la caracterización del tracto reproductivo, nivel de ovulación y mortalidad embrionaria de estos cruces. Las cerdas fueron apareadas con verracos CC21 y para su alimentación se empleó una dieta no convencional de miel B y harina de soya. Los resultados obtenidos por Arias et al (1996) (ver tabla 4) mostraron que, incluso en un sistema de alimentación completamente diferente al tradicional. Las cerdas LY continúan siendo las de mayor potencial (mayor cantidad de cuerpos lúteos) seguido de la DY y por último la HD. La baja tasa de ovulación de las cerdas HD reafirma lo planteado por Diéguez et al (1996a) de que incluso en ambientes no favorables las cerdas HD no son de alto potencial para la reproducción.

Tabla 4. Tasa de ovulación y mortalidad embrionaria

Cruce Cuerpos lúteos ES± Número de

embriones ES± Mortalidad % ES±

LY 13.92ª 0.49 10.58ª 0.54 24.4 3.7

DY 12.19b 0.52 9.83b 0.61 19.9 4.2

HD 12.00b 0.51 9.33b 0.52 23.2 3.6 a,b. Medias sin letras en común difieren entre sí (P<0.05)

COMPORTAMIENTO REPRODUCTIVO

Los parámetros que conformaron el estudio del comportamiento reproductivo fueron nacidos totales (NT), nacidos vivos (NV), número (N21), peso total (P21) y peso promedio (PP21) de las camadas a los 21 días de edad y número (ND), peso total (PD) y peso promedio de las camadas al destete. El sistema de alimentación se basó también en una

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dieta de miel B y harina de soya y durante la etapa de lactancia se le suministró el alimento clásico para esta categoría. En este experimento también se utilizaron verracos CC21 para el apareamiento. Los valores obtenidos por Villarreal et al (1998) para el efecto de cruce se muestran en las tablas 4 y 5. Como era de esperar, según los resultados de la tabla 5, las camadas menos numerosas correspondieron al cruce HD. Partiendo de lo anterior podría pensarse que al tener camadas pequeñas esta cerda destetara animales con mayor peso. Como se muestra en la tabla 6 las camadas de la cerda HD fueron las de más bajo peso, lo que demostró una pobre habilidad maternal en este tipo de animal.

Tabla 5. Medias del efecto de cruce sobre los tamaños de las camadas

Cruce

Medidas LY DY HD ES±

NT 9.59 9.97 9.30 0.20

NV 8.77 9.06 8.34 0.20

N21 7.68b 8.26ª 7.48b 0.17

ND 7.37b 7.89ª 7.18b 0.17 a,b. Medias sin letras en común difieren entre sí (P<0.05)

Tabla 6. Medias del efecto de cruce sobre los pesos de las camadas

Cruce


P21 33.5ab 35.7ª 31.4b 0.86

PP21 4.4 4.3 4.2 0.07

PD 49.4a 51.5ª 44.1b 1.36

PPD 6.7ª 6.5ª 6.1b 0.12 a,b. Medias sin letras en común difieren entre sí (P<0.05)

CEBA DE DESCENDIENTES HIBRIDOS

Por último se evaluó el comportamiento de la descendencia en la ceba. Para este trabajo Diéguez et al (1998) emplearon un total de 450 descendientes de los cruces anteriores, alimentados con una dieta restringida de miel B y suplemento proteico. Los resultados expuestos en la tabla 7 no muestran ninguna ventaja que justifique el uso de la cerda HD. Los descendientes de cerdas HD, comparados con los de la DY y LY, necesitaron 24 y 18 días más respectivamente para alcanzar un peso de 85 kg lo cual demostró que incluso en condiciones de restricción alimentaria la descendencia de la cerda HD no se comporta de forma superior al resto de los descendientes híbridos, no aprovechando la escasez de alimentos de forma más eficiente.

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No es fácil explicar el por qué de este comportamiento marcadamente inferior en los descendientes de este tipo de cerda. Sin embargo, pudiera ser un efecto combinado de estas tres causas: estos animales tienen un 25 % de genes Hampshire, raza de un menor crecimiento comparado con las otras integrantes de estos cruces, un mayor efecto de heterosis en el cruce con verracos CC21 y Criollo en las otras cerdas que en las DH o bajos pesos al destete que no se pudieron compensar por el mal comportamiento en general en la ceba de estos animales. Tabla 7. Comportamiento de los descendientes de cerdas F1 ante una dieta de miel B

restringida

Cruce


N 143 165 142

PF, kg 84.2 a 85.5 a 82.3 b 0.7

Edad, días 270 a 268 a 283 b 3.0

PPE, g 315 a 323 a 296 b 4.0

Peso 260d (kg) 82.0 a 83.9 a 76.9 b 0.9

Edad 85 kg (días) 274 a 268 a 292 b 3.0 a,b. Medias sin letras en común difieren entre sí (P<0.05) A partir de los resultados obtenidos es poco atractiva la idea de emplear la cerda HD para condiciones menos intensivas de producción y de hecho no se recomienda independientemente del sistema de producción que se emplee. El cruce HD debe seguirse utilizando por el lado paterno y por la vía materna un cruce con 50% de componente materno de la raza Yorkshire.

BIBLIOGRAFIA

Arias ,T., Diéguez, F.J., del Toro, Y., Morales, G. y Tosar, M. 1996. Potencial reproductivo de cochinatas de varias razas. I Caracterización del tracto reproductivo, nivel de ovulación y mortalidad embrionaria. Revista Computadorizada de Producción Porcina 3(3):12-18 Bennett G.L., Tess, W.M., Dickerson, G.E. y Johnson, K. 1983. Simulation of breed and crossbreeding effects on cost of pork production. Journal Animal Science 56:801-813 Dickerson, G.E., 1969. Experimental approaches in utilizing breed resources. Animal Breeding Abstracts 37:191-202 Diéguez, F.J. 1995. Algunos aspectos sobre el programa de cruzamiento del ganado porcino en Cuba. Revista Computadorizada de Producción Porcina 2(1):1-9 Diéguez, F.J., Pérez, I., Tosar, M. y Arias, T. 1998 Comportamiento de descendientes de cerdas F1 DH, YD y YL. XII Forum de Ciencia y Tecnica. IIP Julio 1998. Resúmenes

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Diéguez, F.J., Trujillo, G., Santana, I., Arias, T. y del Toro, Y. 1996 a. Programas de mejoramiento en el ganado porcino en Cuba. ANAPORC XVI 154:89-102 Diéguez, F.J., Trujillo, G. y Santana, I. 1996b. Análisis del cruzamiento entre cerdos Yorkshire, Duroc y Hampshire en Cuba. Revista Computadorizada de Producción Porcina 3 (2):1-9 Hill, W.G. 1971. Theoretical aspects of crossbreeding. Annales Genetique et Selection Animale 3:23-35. Johnson, R. K. 1980. Heterosis and breed effects in swine. USDA North centr Reg Pub No 262 pp 25 Santana, I., Trujillo, G., Diéguez, F.J. y Gerardo, L. 1993. Uso de verracos CC21en el cruce terminal. Revista Zootecnia de Cuba 3(3):7-25. Sellier, P. 1970. Heterosis et croissement chez le porc. Annales de Genetique et de Selection Animale 2:145-190 Sellier, P. 1980. Design and analysis of quantitative genetics experiments: A review with particular reference to pigs. Livestock Production Science 7:539-554 Villarreal, P., Diéguez, F.J., Naranjo, P. y Brache, F. 1998. Comportamiento reproductivo de cerdas Landrace x Yorkshire, Duroc x Yorkshire y Hampshire x Duroc alimentadas con una dieta no convencional. Revista Computadorizada de Producción Porcina 5(1):8-13

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INDICE Información general Artículos científicos · 2008-12-03 · Revista Computadorizada de Producción Porcina Vol:6 No:2 1999 NOTAS PARA AUTORES Los trabajos deben enviarse