El consumo energético y la producción ganadera forman un binomio que se ha creado y consolidado progresivamente desde mediados del siglo XX cuando la Revolución Verde transformó profundamente el sector agrario, impulsando la cría de ganado en instalaciones intensivas.

En el sector porcino fueron ganando popularidad las granjas equipadas con sistemas mecánicos para la automatización de tareas y el control ambiental a costa de unos elevados consumos energéticos.

Esta tendencia se vio favorecida por una época de energía muy barata y de escaso interés hacia temáticas medioambientales. En aquellos tiempos, gastar energía no representaba ni un coste económico relevante para la granja ni una preocupación a nivel medioambiental.

El estallido de la Guerra de Yom Kipur, antes, y la Revolución Islámica, después, originaron las dos crisis petroleras (1973 y 1978) que cambiaron definitivamente nuestra manera de consumir energía.

Estos y otros eventos durante las siguientes décadas, como las guerras del Golfo y el informe Brundtland, impulsaron múltiples acciones destinadas a mejorar la generación y consumo de energía en muchos sectores.

El camino del sector porcino hacia la eficiencia energética

En los últimos años, se ha visto un creciente interés en el sector porcino hacia la eficiencia energética y cada vez hay más granjas donde se han implementado medidas efectivas para reducir el consumo energético, por ejemplo, el aislamiento térmico o la instalación de paneles solares.

Si las cuestiones relacionadas con el consumo de energía en las granjas ya estaban en auge en los últimos años, la guerra en Ucrania ha afectado al abastecimiento de combustibles fósiles incrementando sus precios.

Esta situación ha puesto aún más en el centro del debate la necesidad de incrementar la eficiencia y la independencia energética del sector porcino que, después de la producción de leche, representa la segunda actividad ganadera con los consumos energéticos más elevados a nivel de Unión Europea¹.

Aunque falte mucha información sobre este tema, recientes análisis estiman que las granjas de cerdos de engorde europeas pueden llegar a consumir más de 40 kWh de electricidad por m² de superficie/año².

Si se considera que, en promedio, solo el 4% de la energía usada en el sector agrario proviene de fuentes renovables³, las granjas de cerdos se caracterizan por un amplio uso de energía de origen fósil con consecuencias negativas desde el punto de vista medioambiental y de los costes de producción, que se ven afectados considerablemente por la volatilidad de los precios de dichos combustibles.

Es evidente que, a pesar de los importantes avances alcanzados en las últimas décadas, las granjas de cerdos tienen un importante margen para mejorar su eficiencia energética e incorporar energías renovables. Una mejora en este sentido parece indispensable, especialmente considerando el escenario geopolítico actual.

Medidas de eficiencia energética

Desde un punto de vista práctico, es posible mejorar la eficiencia energética en las granjas de cerdos implementando medidas de eficiencia energética y los siguientes tres niveles de acción se pueden identificar tal y como se encuentra esquematizado en la Figura 1:

Nivel de demanda de energía

Nivel de conversión de energía

Nivel de suministro de energía

  1.   Nivel de demanda de energía

La implementación de medidas de eficiencia energética a nivel de demanda de energía apunta a disminuir la cantidad neta de energía que necesita la granja para diferentes operaciones, sin considerar pérdidas energéticas debidas a las ineficiencias en su generación y distribución.

  2.   Nivel de conversión de energía

El segundo nivel de implementación concierne a la conversión energética, puesto que la demanda energética para las diferentes tareas de la granja se cubre convirtiendo las fuentes energéticas suministradas directamente a la granja (ej.: gas y electricidad) en otras formas de energía (ej.: térmica y mecánica).

Estas transformaciones se caracterizan por una eficiencia y unas pérdidas energéticas que, en algunos casos, pueden ser relevantes. Por lo tanto, la principal medida que se implementa en este nivel es usar convertidores energéticos muy eficientes que minimicen dichas pérdidas (ej.: motores, quemadores y fuente de luz).

  3.   Nivel de suministro de energía

El nivel de suministro de energía es el último nivel de implementación de medidas de eficiencia energética.

Usualmente, en las granjas de cerdos se adoptan fuentes energéticas de origen fósil y energía eléctrica proveniente de la red nacional, que se caracterizan por cadenas de suministro muy largas, con considerables pérdidas energéticas causadas por procesos como la extracción de las materias primas y su conversión.

Para mejorar la eficiencia energética a este nivel, es posible adoptar fuentes energéticas caracterizadas por cadenas de suministro cortas, que minimicen las pérdidas energéticas. En este sentido, resulta fundamental implementar en las granjas sistemas energéticos basados en energías renovables producidas directamente in situ, como energía solar y geotermia.

El uso de paneles fotovoltaicos representa una gran oportunidad en este sentido, sobre todo en las granjas de engorde ventiladas mecánicamente, puesto que el pico de radiación solar y el pico de demanda energética para ventilación suelen coincidir. Las bombas de calor geotérmicas asociadas a sistemas de calefacción de suelo radiante pueden representar una solución efectiva para las granjas de madres, donde el consumo de energía térmica para calefacción es considerable.

Soluciones de este tipo reducen las pérdidas energéticas en las cadenas de suministro, a la vez que minimizan su impacto medioambiental al disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero e incrementan significativamente la independencia energética de la granja.

Implementación de medidas de eficiencia energética

Resulta evidente que existen diferentes medidas de eficiencia energética implementables en las granjas porcinas y muchas ya se están implementando.

El verdadero desafío es optimizar esta implementación teniendo en consideración que las granjas porcinas son sistemas complejos caracterizados por una gran variabilidad debida a varios factores:

Ubicación geográfica Tipo de granja Disponibilidad de fuentes energéticas renovables Objetivos de producción Costes de la producción

Las medidas de eficiencia energética no son soluciones universalmente aplicables y, para maximizar su efectividad, resultan indispensables los análisis específicos.

Es necesario, por ejemplo, ajustar la producción de energía renovable al consumo previsto para evitar el sobredimensionamiento de las instalaciones y el consecuente aumento de los costes. Además, hay que considerar factores como la variabilidad temporal (diaria y anual) de la producción y, consecuentemente, la necesidad de almacenar la energía producida.

Para simplificar y guiar este proceso de optimización, se están desarrollando cada vez más modelos de simulaciones energéticas para granjas de cerdos^5,6 que representan un sólido instrumento para la toma de decisiones en el sector porcino.

Gracias a estos modelos, es posible evaluar anticipadamente los efectos y los beneficios de la implementación de estas medidas, minimizando la inversión por parte del ganadero y maximizando el resultado en términos energéticos y económicos.

Estos modelos resultan especialmente útiles teniendo en cuenta que se prevé una fuerte aceleración de la implementación de medidas de eficiencia energética en los próximos años por parte del sector ganadero, impulsados simultáneamente por enfoques de tipo bottom-up y top-down.

En el enfoque de tipo bottom-up (de abajo a arriba), será el mismo sector productivo quien empujará hacia la implementación de medidas de eficiencia energéticas.

Esto resulta necesario para contener los costes productivos y desvincularlos en la medida de lo posible de la variabilidad de los precios de los combustibles fósiles que, como hemos visto, dependen de factores geopolíticos difícilmente previsibles.

De esta manera será posible mantener los costes productivos más estables y productos con precios finales más competitivos.

El enfoque top-down (de arriba abajo) será guiado por los gobiernos (central y autonómicos) y por las directivas europeas que serán más restrictivas sobre temas de sostenibilidad medioambiental.

No es descabellado prever que, en los próximos años, se establezcan sistemas de certificación energética para las granjas⁴ similares a los que se han adoptado para otros tipos de edificios en conformidad con la Directiva Europea 2002/91/CE y sus siguientes actualizaciones.

BIBLIOGRAFIA
[1] J. Gołaszewski, C. de Visser, Z. Brodziński, R. Myhan, E. Olba-Zięty, M.J. Stolarski, F. Buisonje, H. Ellen, C. Stanghellini, M. van der Voort, F. Baptista, L.L. Silva, D. Murcho, A. Meyer-Aurich, T. Ziegler, J. Ahokas, T. Jokiniemi, H. Mikkola, M. Rajaniemi, A. Balafoutis, D. Briassoulis, A. Mistriotis, P. Panagakis, G. Papadakis, State of the Art on Energy Efficiency in Agriculture (agrEE)- Country data on energy consumption in different agroproduction sectors in the European countries. (Project Deliverable 2.1), 2012.

[2] A. Costantino, E. Fabrizio, A. Biglia, P. Cornale, L. Battaglini, Energy Use for Climate Control of Animal Houses: The State of the Art in Europe, Energy Procedia. 101 (2016) 184 191. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2016.11.024.

[3] K. Strpić, A. Barbaresi, F. Tinti, M. Bovo, S. Benni, D. Torreggiani, P. Macini, P. Tassinari, Application of ground heat exchangers in cow barns to enhance milk cooling and water heating and storage, Energy Build. 224 (2020) 110213. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.110213.

[4] E. Fabrizio, A. Costantino, L. Comba, P. Cornale, L. Battaglini, Energy consumption certification of animal housing: results from the EPAnHaus project, in: 2017 ASABE Annu. Int. Meet. Proc., 2017. https://doi.org/10.13031/aim.201701480.

[5] A. Costantino, L. Comba, P. Cornale, E. Fabrizio, Energy impact of climate control in pig farming: Dynamic simulation and experimental validation, Appl. Energy. 309 (2022) 118457. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2021.118457.

[6] Q. Xie, J.Q. Ni, J. Bao, Z. Su, A thermal environmental model for indoor air temperature prediction and energy consumption in pig