Controles sanitarios automáticos en granjas lecheras mediante cámaras termográficas de FLIR

Las granjas modernas se parecen cada vez más a fábricas en su composición, puesto que están cada vez más industrializadas. El ganadero actual dedica menos tiempo a realizar tareas menores y más a estar delante de un ordenador. En estas circunstancias, contar con buenos sistemas automatizados de supervisión es primordial para garantizar la calidad y continuidad. Una empresa que conoce esto muy bien es Agricam, con sede en Linköping, Suecia, la cual ha desarrollado un sistema de supervisión automatizado de sus vacas lecheras mediante cámaras termográficas FLIR.

«Uno de los grandes problemas que tienen que afrontar hoy en día las granjas lecheras es una enfermedad denominada mastitis», explica Ellinor Eineren, fundadora de Agricam. «La mastitis es una inflamación persistente en las ubres de las vacas. Esta infección de la glándula mamaria potencialmente mortal es la enfermedad más común entre el ganado lechero. Si se diagnostica de manera precoz, su tratamiento puede resultar muy sencillo. Normalmente lo que se hace es ordeñar con más frecuencia a la vaca infectada para vaciar de leche la ubre y que la bacteria causante de la infección no sea capaz de reproducirse. De esta forma, el propio sistema inmunitario del animal se encarga de eliminar la bacteria antes de que la enfermedad llegue a convertirse en crónica».

Según Eineren, con los métodos de ordeño manual tradicionales el diagnóstico de la mastitis era una tarea relativamente sencilla. «Esta enfermedad puede identificarse al detectar un aumento de la temperatura en la ubre, provocado por un incremento del flujo sanguíneo, lo que es un síntoma común de inflamación. El granjero contaba con gran experiencia en la detección de estos síntomas. Actualmente, esto no es tan sencillo, pues el ordeño ha dejado de hacerse manualmente y son máquinas o mecanismos especializados los que se encargan de hacerlo».

Leche desechada

Dado que en la mayoría de las granjas lecheras modernas el ordeño ha dejado de realizarse manualmente, el granjero ya no percibe el incremento de temperatura de las ubres que advierte del desarrollo de la mastitis. «Este es un problema de grandes dimensiones para el sector lácteo. La mastitis produce dolor y malestar general en el animal, además de que debe tratarse con antibióticos. Esto no solo origina costes veterinarios, sino que las estrictas normativas europeas establecen que la leche de una vaca tratada con antibióticos debe desecharse hasta que en el cuerpo del animal no quede ningún resto de dichos medicamentos».

Las estimaciones varían, pero es cierto que el coste anual que provoca la mastitis a los granjeros propietarios de granjas lecheras en Europa se cuentan por decenas de millones. «Me sorprendió descubrir que un productor lechero pierde actualmente una cantidad que oscila de media entre 20 000 y 60 000 euros cada año debido a la mastitis. Esto es mucho dinero. Por lo tanto, nos dispusimos a buscar una solución a este problema: un sistema automático de detección temprana basado en la tecnología termográfica».

Herramienta de detección de la inflamación

Los veterinarios de todo el mundo utilizan cámaras termográficas portátiles para detectar inflamaciones en animales domésticos, desde caballos y vacas hasta perros y gatos. Estas cámaras termográficas son cada día más aceptadas y utilizadas por parte de veterinarios y profesionales de la salud animal como herramientas de diagnóstico de inflamaciones y otros problemas de salud. «Pero en estos casos es necesaria la presencia de un operador que registre las imágenes y analice los datos termográficos. Que yo sepa, no existe ningún sistema que haga esto de manera automática».

Por ello, Eineren y la empresa Agricam desarrollaron un sistema patentado denominado CaDDi, que es la abreviatura de Cattle Disease Diagnostics (diagnóstico de enfermedades en el ganado). «Cooperamos con Termisk Systemteknik, distribuidor de productos FLIR de Linköping, para probar la viabilidad del producto. Lo primero que hicimos fue determinar si las cámaras termográficas son capaces de detectar la mastitis registrando las imágenes térmicas de las ubres de las vacas captadas con la cámara termográfica FLIR P660 y analizando dichas imágenes junto con veterinarios del Swedish National Veterinary Institute (Instituto veterinario nacional de Suecia).

Análisis automático con algoritmos avanzados

«El siguiente paso fue crear un sistema que pudiera hacer esto de manera automática», continúa Eineren. «Pero fue más fácil decirlo que hacerlo. No todas las zonas calientes de la imagen térmica indican la presencia de una inflamación. Las temperaturas del cuerpo de un animal fluctúan de manera natural, además de haber numerosas diferencias sutiles entre los patrones térmicos de un animal y otro. Por ello, necesitábamos realizar un análisis avanzado que evitara alarmas indeseadas. En este sentido, pudimos aprovechar en gran medida la experiencia de nuestro socio Termisk Systemteknik».

«En Termisk Systemteknik contamos con más de 30 años de experiencia en el análisis de imágenes de todo tipo, incluidas imágenes térmicas», comenta Stefan Sjökvist, director general de Termisk Systemteknik. «Pero esta aplicación en concreto supuso todo un reto para nosotros, pues teníamos que tener en cuenta las propiedades térmicas particulares de cada animal para conseguir dar con un resultado preciso».

Cámara termográfica A310 de FLIR

Sjökvist y sus colegas instalaron dos cámaras termográficas FLIR A310 en carcasas resistentes al agua ubicadas en los laterales de los mecanismos de ordeño de una granja lechera próxima a Linköping. «Con una sensibilidad térmica de 50 mK y una resolución de 320 x 240 píxeles, las cámaras termográficas FLIR A310 muestran con exactitud el tipo de imágenes detalladas y los datos térmicos que necesitábamos para la aplicación», explica Sjökvist.

Estas dos cámaras termográficas FLIR A310 estuvieron registrando imágenes térmicas de las ubres de las vacas lecheras durante un periodo de seis meses. Mediante el sistema de identificación con aretes con radiofrecuencia (RFID), que forman parte del mecanismo de ordeño automático, se creó una base de datos con las imágenes térmicas de cada una de las vacas. «Con esta base de datos el software determina los patrones térmicos normales de cada animal. Así, comparando cada nueva lectura con los datos registrados anteriormente, el sistema es capaz de detectar con precisión las anomalías térmicas que causa la mastitis. La precisión de este sistema de autoaprendizaje mejorará a medida que la base de datos vaya ampliándose».

Detección de otros problemas de salud

Según Sjökvist, la idea es expandir el sistema a otros problemas de salud. «La tecnología debería ser capaz de detectar una amplia variedad de problemas de salud, como pueden ser otros tipos de inflamación, daños neurológicos, problemas óseos o lesiones, incluso antes de que los animales manifiesten síntomas clínicos». Eieren piensa igual: «El producto que comercializamos actualmente se denomina CaDDi Mastitis, pero próximamente desarrollaremos módulos para otras enfermedades y para otros animales. Trabajamos en estrecha colaboración con veterinarios del Swedish National Veterinary Institute para comprobar la precisión de todos nuestros módulos, tanto los existentes como los futuros».

Comparación de los proveedores de soluciones termográficas

«Al principio del desarrollo del concepto realizamos una comparación de los diferentes productos de termografía que había en el mercado, y enseguida nos dimos cuenta de que ningún proveedor de termografía era capaz de ofrecer soluciones con el mismo rendimiento y similar relación calidad-precio que FLIR Systems».