Stress da caldo: raffrescamento a velocità costante per un riposo più duraturo

Introduzione

Durante i periodi molto caldi, le vacche aumentano i tempi di stazionamento in piedi a scapito del tempo trascorso a riposo sdraiate ( Cook et al., 2007 ; Allen et al., 2015 ; Ortiz et al., 2015 ). All’aumentare dell’indice temperatura-umidità (THI), è stato documentato che i tempi di riposo diminuiscono fino a 3,3 ore/giorno, a causa di un progressivo calo della durata di ogni sessione di riposo (Nordlund et al., 2019). Durante una singola sessione di riposo, infatti, la temperatura corporea interna può aumentare anche di 0,40–0,48 °C, mentre in piedi esse possono dissipare calore a una velocità fino a -0,25 °C/ora ( Nordlund et al., 2019 ). Per indole le vacche sono altamente motivate a sdraiarsi (Tucker et al., 2021 ) e possono verificarsi frustrazione e disagio quando il desiderio di farlo entra in conflitto con la necessità di dissipare il calore ( Polsky e von Keyserlingk, 2017 ). Inoltre, tempi di permanenza in piedi più lunghi associati a stress da caldo  sembrerebbero spiegare sia i tassi più elevati di lesioni agli unghielli osservati a fine estate ( Cook e Nordlund, 2009 ) sia un picco nella prevalenza complessiva di zoppie a fine estate e in autunno (Cook et al., 2006 ; Sanders et al., 2009 ), effetti che rimangono attualmente non considerati nelle stime economiche dell’impatto dello stress da caldo.

Negli Stati Uniti circa il 98,7% delle aziende agricole fornisce almeno un tipo di sistema di raffrescamento, come ombra, ventilatori e/o docce per alleviare gli impatti deleteri che lo stress da caldo ha sul benessere e sulla produzione ( USDA, 2021 ). Studi sull’utilizzo dei metodi di raffrescamento ad acqua (ad esempio, docce o nebulizzatori) hanno documentato riduzioni nelle risposte fisiologiche come la frequenza respiratoria ( Correa-Calderon et al., 2004 ; Schütz et al., 2011 ) e la temperatura vaginale (Kendall et al., 2007 ; Chen et al., 2016) insieme ad un aumento della produzione di latte ( Flamenbaum et al., 1986 ; Chen et al., 2016 ) e dell’assunzione di sostanza secca ( Strickland et al., 1989 ; Levit et al., 2021 ). Tuttavia, questi metodi non riescono a ripristinare i tempi di riposo ridotti durante i periodi di stress termico ( Overton et al., 2002 ; Legrand et al., 2011 ; Chen et al., 2013 ) e, fino a pochissimo tempo fa, il mondo scientifico non ha lavorato in tal senso.

Lo studio

Perciò, negli ultimi anni, il gruppo di ricerca dell’Università del Wisconsin-Madison ha voluto dedicarsi all’approfondimento di questa tematica, innanzitutto sviluppando un metodo standardizzato per comparare le prestazioni di ventilazione in strutture dotate di sistemi meccanici (ad esempio, la ventilazione incrociata) e in quelle con sistemi naturali (Mondaca et al., 2019). Questo ha permesso di mappare le velocità dell’aria sia all’altezza in piedi che a riposo (1,5 e 0,5 m, rispettivamente) per 3 minuti/posizione, oltre a misurare la temperatura e l’umidità relativa della stalla. Alle 42 aziende utilizzate per convalidare la metodologia è stato consegnato un rapporto che analizza le prestazioni della ventilazione adottata e fornisce le mappe dei recinti caratterizzati da una velocità dell’aria insufficiente (<1 m/s) alle altezze di riposo e di stazionamento delle vacche, nonché un riepilogo ed i punti di intervento per potenziali miglioramenti.  A conclusione del lavoro si è ritenuta, però, necessaria un’implementazione che includesse nelle valutazioni anche le misure basate sugli animali (Whay et al., 2003), come la temperatura vaginale e il tempo di riposo, al fine di valutare direttamente il benessere degli animali e/o lo stato di stress da caldo in relazione alle velocità dell’aria e al microclima.

Per questo motivo è stata recentemente condotta e pubblicata una nuova ricerca. Lo studio, portato avanti nel Wisconsin, USA, durante l’estate 2021 (da giugno ad agosto ), ha interessato sei strutture con ventilazione naturale (NV) e sei dotate di cross-ventilation (CV) (n=12) tutte a stabulazione libera (n = 12 strutture in 10 aziende agricole) ed ha previsto l’utilizzo di procedure approvate dal Comitato per la cura e l’uso degli animali dell’Università del Wisconsin-Madison.  E’ stato  ipotizzato che le strutture con velocità dell’aria costantemente più elevate, misurate all’altezza di riposo della vacca (0,5 m), avrebbero fornito l’abbattimento del calore più efficace e mostrato tempi di riposo giornalieri più lunghi (con meno periodi di riposo giornalieri ma di maggior durata) e una temperatura vaginale massima giornaliera più bassa.

Risultati

I risultati emersi mostrano che i ventilatori che erogano una velocità dell’aria di almeno 1 m/s all’altezza di riposo delle vacche (definita come 0,5 m sopra la superficie della lettiera) migliorano i tempi di decubito nelle 24 ore mediamente di circa 1 h/d, rispetto a quando le vacche avevano a disposizione solo i la ventilazione naturale e l’ombra della stalla (Reuscher et al., 2023). I ventilatori adeguatamente calibrati hanno consentito, inoltre, il mantenimento della temperatura vaginale entro il normale intervallo fisiologico (≤39,2°C; Merck Veterinary Manual, 2012), diversamente da quando le vacche non ne avevano a disposizione, ed i valori di VT raggiungevano i 40,1°C nei giorni più caldi (Reuscher et al., 2023). I ventilatori calibrati sono stati efficaci anche nel ridurre il tasso di respirazione e nel migliorare la produzione di latte e l’assunzione di sostanza secca (Reuscher et al., 2023). Questi risultati sperimentali sono coerenti e confermano la velocità minima dell’aria di raffreddamento (MCAS)  di ≥1 m/s all’altezza di riposo delle vacche, raccomandata da Mondaca (2019) per mantenere un gradiente di perdita di calore favorevole intorno agli animali a riposo. I dati specifici della singola struttura sono stati forniti in un rapporto di benchmarking, utile per aiutare a prendere decisioni gestionali finalizzate a migliorare l’MCAS all’altezza di riposo. Il benchmarking può essere uno strumento prezioso per confrontare le proprie prestazioni con quelle degli altri e identificare aree di miglioramento (Anand e Kodali, 2008 ) e la ricerca ha dimostrato che fornire alle aziende report di benchmarking permette di migliorare molte aree dove i risultati sono misurabili,  come l’accrescimento dei vitelli, il trasferimento dell’immunità passiva ( Atkinson et al., 2017 ) o i tassi di zoppia nelle vacche ( Chapinal et al., 2014 ).

Conclusioni

I dati raccolti hanno mostrato che una maggiore variazione della velocità dell’aria tra le stalle all’interno di una struttura, ha generato una maggiore variazione dei tempi di decubito delle vacche, dovuta a una maggiore variabilità del numero e della durata dei periodi di riposo; tuttavia, una maggiore velocità media dell’aria ha ridotto questa variabilità. Questi risultati rafforzano l’importanza di fornire velocità dell’aria costanti e sufficientemente elevate in tutta l’area di riposo per ottenere i migliori risultati dai sistemi di abbattimento del calore e promuovere il comfort delle vacche.