Biosecurity on cattle: animal transport, assessment methods, and cost-effectiveness of measures

Abstract

L’objectiu general d’aquesta tesi doctoral va ser avaluar la bioseguretat a les explotacions ramaderes des de diverses perspectives, considerant les mesures aplicades durant el transport de bestiar boví, els mètodes d’avaluació utilitzats a les granges i com les millores en bioseguretat poden aportar beneficis econòmics. En el primer estudi, es va realitzar una enquesta a 82 conductors de transport de bestiar boví a Espanya per caracteritzar les pràctiques de bioseguretat durant el transport. El qüestionari incloïa preguntes sobre característiques dels conductors, mesures de bioseguretat i higiene. Es va aplicar una anàlisi de correspondències múltiples (MCA) i una classificació jeràrquica sobre components principals (HCPC). Els resultats van evidenciar un baix compliment de mesures, com visites a múltiples granges en un mateix viatge, entrada als perímetres de les explotacions i absència de neteja i desinfecció dels vehicles després de cada operació. Es van identificar quatre clústers. Els clústers 1 i 4, amb la majoria de conductors, es diferenciaven per les pràctiques de càrrega/descàrrega i freqüència de desinfecció. Els clústers 2 i 3 incloïen conductors amb rutes cap a escorxadors i aquells que utilitzaven roba específica. Aquests resultats subratllen la necessitat de conscienciar sobre el paper del transport en la transmissió de patògens entre granges i la importància de la bioseguretat per prevenir-la. El segon estudi va identificar i caracteritzar els mètodes d’avaluació de bioseguretat (BAMs) utilitzats a la pràctica. Es va elaborar un qüestionari estructurat sobre l’espècie animal, els objectius, els requisits legals, els resultats i la retroalimentació. Es va distribuir a 28 països i traduir a 23 idiomes. Es van identificar 74 BAMs, la majoria aplicats en països i espècies concretes. Mitjançant MCA i HCPC, es van distingir quatre clústers segons l’objectiu, el tipus d’avaluador i el sistema de retorn d’informació. El clúster 1 incloïa mètodes voluntaris enfocats a la millora general de la bioseguretat; el clúster 4, mètodes obligatoris també dirigits al control de malalties específiques. El clúster 2 agrupava esquemes de qualitat amb recollida addicional de dades, i el clúster 3, mètodes centrats en la reducció d’antibiòtics o el control voluntari de malalties. Aquests resultats reflecteixen una gran diversitat d’enfocaments i la manca d’un protocol harmonitzat per avaluar la bioseguretat. El tercer estudi va estimar la mesura més cost-eficient per millorar la bioseguretat en granges lleteres. Es va dissenyar una calculadora de costos que considerava les mesures ja aplicades i escenaris de millora. Es van calcular els costos i la probabilitat d’introducció del virus de la diarrea viral bovina (BVD) mitjançant models estocàstics basats en les característiques específiques de cada granja. Es va aplicar una anàlisi de decisió per identificar l’estratègia més rendible. El cost anual de les mesures aplicades oscil·lava entre 27,58 i 72,11 ? per animal, mentre que un brot de BVD suposava una pèrdua d’un 6 % del marge brut. La probabilitat estimada d’introducció variava entre el 0,36 % i el 15,7 %. Segons l’anàlisi, la mesura més rendible a les tres granges estudiades va ser el subministrament de botes específiques als conductors de transport de bestiar.

El objetivo general de esta tesis doctoral fue evaluar la bioseguridad en las explotaciones ganaderas desde múltiples perspectivas, considerando tanto las medidas aplicadas durante el transporte de ganado bovino como los métodos de evaluación utilizados en las granjas, y cómo las mejoras en bioseguridad pueden traducirse en beneficios económicos para las explotaciones. En el primer estudio, se realizó una encuesta a 82 conductores que transportaban ganado bovino en España para caracterizar las prácticas de bioseguridad aplicadas durante el transporte. El cuestionario abordó aspectos como características generales, medidas de bioseguridad y prácticas de higiene. Se empleó un análisis de correspondencias múltiples (MCA) seguido de una clasificación jerárquica sobre componentes principales (HCPC) para explorar patrones de respuesta. Los resultados revelaron un bajo cumplimiento de las medidas de bioseguridad, como la visita a múltiples granjas en un mismo viaje, la entrada en los perímetros de las explotaciones y la falta de limpieza y desinfección de vehículos tras cada operación. Se identificaron cuatro clústeres de respuestas. Los clústeres 1 y 4, que incluían a la mayoría de los conductores, se diferenciaban por sus prácticas de carga/descarga y la frecuencia de desinfección del vehículo. Los clústeres 2 y 3 correspondían a conductores con rutas principalmente hacia mataderos y aquellos que usaban ropa de trabajo específica. Estos hallazgos subrayan la necesidad de sensibilizar sobre el papel del transporte en la diseminación de patógenos entre granjas bovinas y la importancia de aplicar medidas de bioseguridad. El segundo estudio se centró en identificar y caracterizar los métodos de evaluación de bioseguridad (BAMs) utilizados en la práctica. Se diseñó un cuestionario estructurado sobre especie animal, objetivos del BAM, requisitos legales, resultados y retroalimentación, distribuido en 28 países y traducido a 23 idiomas. Se realizó un análisis descriptivo, MCA y HCPC. En total, se identificaron 74 BAMs, aplicados mayoritariamente en países específicos y para ciertas especies. Se distinguieron cuatro clústeres según el objetivo, tipo de evaluador y mecanismos de retroalimentación. El clúster 1 incluía métodos voluntarios orientados a la mejora general de la bioseguridad; el clúster 4, métodos obligatorios enfocados también al control de enfermedades específicas. El clúster 2 abarcaba esquemas de aseguramiento de calidad con recogida adicional de datos, y el clúster 3, métodos centrados en la reducción del uso de antibióticos o el control voluntario de enfermedades concretas. Los resultados evidencian una amplia diversidad de enfoques y la falta de protocolos armonizados para evaluar la bioseguridad. El tercer estudio tuvo como objetivo estimar la decisión más coste-efectiva para mejorar la bioseguridad en explotaciones lecheras. Se desarrolló una calculadora de costes que consideraba las medidas implementadas en cada granja y diferentes escenarios de mejora. Se estimaron costes y probabilidades de introducción del virus de la diarrea viral bovina (BVD) mediante modelos estocásticos adaptados a cada granja. La integración de datos se realizó mediante análisis de decisión para identificar la estrategia más rentable. El coste anual de las medidas actualmente aplicadas oscilaba entre 27,58 y 72,11 euros por animal, y el coste de un brote de BVD representaba una pérdida cercana al 6 % del margen bruto. La probabilidad de introducción del virus variaba entre 0,36 % y 15,7 %. El análisis determinó que la medida más coste-efectiva en las tres granjas analizadas fue el suministro de botas específicas para los conductores de transporte de ganado.

The overall objective of this doctoral thesis was to evaluate farm biosecurity from multiple perspectives, considering both the measures applied during cattle transport and the assessment methods used on farms, as well as how improvements in biosecurity may translate into economic benefits for livestock operations. In the first study, a biosecurity survey was conducted with 82 cattle transport drivers in Spain to characterise the biosecurity practices applied during animal transport. The questionnaire included items related to general driver characteristics, implemented biosecurity measures, and hygiene practices. To explore potential response patterns, a multiple correspondence analysis (MCA) followed by hierarchical clustering on principal components (HCPC) was performed. The results revealed poor compliance with biosecurity measures during transport, including visits to multiple farms in a single journey, entry into farm perimeters, and the failure to clean and disinfect vehicles after each operation. Four response clusters were identified. Clusters 1 and 4 comprised most of drivers and were mainly distinguished by their loading/unloading practices and the frequency of vehicle disinfection. Clusters 2 and 3, which were smaller, included drivers whose routes were primarily to slaughterhouses and those who used dedicated work clothing, respectively. These findings underscore the need to raise awareness of the role animal transport plays in the spread of pathogens between cattle farms and the importance of biosecurity in preventing such transmission. The second study aimed to identify and characterize biosecurity assessment methods (BAMs) that are used in practice at farms. A structured questionnaire was developed, addressing various aspects such as animal species, BAM objectives, legal requirements, output of the assessment, and whether feedback was provided. The questionnaire was distributed across 28 countries and translated into 23 languages. A descriptive analysis of the responses was conducted, along with an MCA and HCPC. In total, 74 BAMs were identified, most of which were used in specific countries and for some animal species. Four BAM clusters were distinguished based on their objective, evaluator type, and feedback mechanisms. Cluster 1 included voluntary methods aimed at general biosecurity improvement, while cluster 4 comprised legally mandated methods targeting both general biosecurity enhancement and control of specific diseases. Cluster 2 encompassed quality assurance schemes with additional data collection, whereas cluster 3 grouped methods primarily focused on reducing antibiotic use or the voluntary control of specific diseases. These results highlight the wide diversity of approaches used to assess farm biosecurity and point to the lack of a harmonised assessment protocol. The third study aimed to estimate the most cost-effective decision to improve biosecurity on dairy cattle farms. A biosecurity cost calculator was developed, which considered the measures currently implemented on each farm and potential improvement scenarios. The cost and probability of bovine viral diarrhoea (BVD) introduction were estimated using stochastic models that incorporated the specific characteristics of each farm. Data integration was carried out through decision analysis, with the objective of identifying the most profitable strategy for each case. The annual cost of the biosecurity measures currently in place ranged from ?27.58 to ?72.11 per animal, while the cost of a BVD outbreak represented a loss of approximately 6% of the gross margin. The estimated probability of BVD introduction ranged from 0.36% to 15.7%. According to the results of the decision analysis, the most cost-effective measure across all three farms studied was the provision of dedicated boots for cattle transport drivers.