Modellering en voorspelling van waterverbruik bij vleesvarkens met autoregressief voortschrijdend gemiddelde met externe parameters

Waarom watergebruik in de stal ertoe doet

Op moderne varkensbedrijven is een constante aanvoer van schoon water net zo essentieel als voer. Als varkens plots meer of minder drinken dan gewoonlijk, kan dat een vroeg teken zijn van ziekte, warmtebelasting of problemen in de huisvesting. Deze studie volgde het uur-voor-uur watergebruik van vleesvarkens over drie jaar en bouwde een wiskundig instrument dat kan voorspellen wat “normaal” drinkgedrag is. Zodra dat normale patroon bekend is, kunnen boeren en dierenartsen problemen eerder signaleren en dieren mensgerichter en efficiënter beheren.

Het ritme van drinken rond de klok

Het onderzoek vond plaats op een groot commercieel bedrijf in het noordoosten van Spanje dat varkens van ongeveer 23 tot 110 kilogram opfokt. Watermeters registreerden elk uur hoeveel water elke stal binnenkwam, terwijl sensoren temperatuur, luchtvochtigheid, gassen zoals ammoniak en de fase van het vetmesten bijhielden. Nadat metingen die samenhingen met schoonmaak en koeling en duidelijke sensorfouten waren verwijderd, analyseerde het team 30 afzonderlijke tijdreeksen die vijf varkensgroepscycli in zes stallen besloegen, in totaal meer dan 77.000 uurwaarnemingen.

Dagelijkse ritmes en groeiende behoeften

Het drinkgedrag van de varkens vertoonde een duidelijk dagelijks ritme. Het meeste water werd overdag opgenomen, met twee hoofdpieken: één in de ochtend en een andere in de late namiddag, en zeer weinig drinken ’s nachts. In de loop van de weken van het vetmesten steeg het dagelijkse waterverbruik per varken van ongeveer 2–3 liter naar rond 8 liter, wat hun groei weerspiegelt. Het patroon verschilde ook per seizoen. Tijdens warme maanden had het ochtendpiekje meer uitgesproken karakter en nam het totale waterverbruik sterker toe, terwijl in koude maanden de vroege piek veel zwakker was. Deze observaties bevestigen dat zowel lichaamsgrootte als omgeving bepalen hoe en wanneer varkens drinken.

Patronen omzetten in een voorspellend instrument

Om deze regelmatigheden in een praktisch voorspellingsinstrument te gieten, gebruikten de auteurs een tijdrijmodel dat bekendstaat als ARMAX. Simpel gezegd leert het model hoe het huidige waterverbruik afhangt van voorgaande uren (het interne ritme van de groep), van willekeurige kortstondige schommelingen, en van externe invloeden zoals buitentemperatuur en stal-luchtkwaliteit. Ze voegden ook wiskundige termen toe die de dagelijkse cyclus vastleggen, vergelijkbaar met het combineren van eenvoudige golven om een herhalend patroon te reconstrueren. Het model werd getraind op het grootste deel van de data en daarna getest op de overgebleven groepen om te zien hoe goed het uurvoorspellingen op korte termijn kon maken.

Hoe goed de voorspellingen waren

Het uiteindelijke ARMAX-model reproduceerde zowel de langetermijnstijging van het waterverbruik naarmate varkens groeiden als de dagelijkse ups en downs. Toen het model voorspellingen genereerde, vielen de meeste waargenomen waarden binnen de 95%-voorspellingsbanden, en statistische controles toonden geen belangrijke resterende structuur in de fouten. De sterkste externe invloeden waren buitentemperatuur en ammoniak, samen met de dag in de vetmestreeks. Warme omstandigheden verhoogden doorgaans het drinkniveau, terwijl de rol van ammoniak waarschijnlijk bredere veranderingen in ventilatie en luchtkwaliteit in de stal weerspiegelde. Een beperking was dat het model de eerste dagelijkse piek onderschatte, waarschijnlijk omdat er in de trainingsdata minder warmeseizoen-groepen zaten.

Wat dit betekent voor bedrijven en dierenzorg

Voor een niet-specialistische lezer is de kernuitkomst dat varkens een betrouwbaar “drinkvingerafdruk” hebben die afhangt van tijdstip van de dag, groeifase en weer. De auteurs tonen aan dat deze vingerafdruk in een model valt te vangen dat voorspelt hoeveel water varkens per uur zouden moeten gebruiken onder normale omstandigheden. Zodra zo’n model op een bedrijf draait, kunnen plotselinge afwijkingen van het verwachte patroon wijzen op warmtebelasting, ziekte, storingen in apparatuur of andere welzijnsproblemen voordat ze ernstig worden. Hoewel deze studie zich op één bedrijf richtte, wijst ze op een toekomst waarin routinematige sensordata en slimme analyse boeren helpen dieren gezonder te houden en de productie duurzamer te maken.

Bronvermelding: Marroco, M., Fernández-Fontelo, A., Segalés, J. et al. Modeling and predicting water consumption in fattening pigs using autoregressive moving average with external parameters. Sci Rep 16, 10027 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40343-7

Trefwoorden: waterverbruik varkens, precisie-veehouderij, tijdrijmodellen, monitoring dierenwelzijn, bedrijfsmilieucondities