Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias Vol. 35, January-December 2026, ISSN: 2071-0054
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Original article

A comparative analysis among tractors and animal traction in agriculture: efficiency and costs

 

iDArcadio Ríos Hernández*✉:arcadiorh1938@gmail.com


Instituto de Investigaciones de Ingeniería Agrícola (IAgric), Boyeros, La Habana, Cuba. Teléf. 5 449 2622.

 

*Author for correspondence: Arcadio Ríos Hernández, e-mail: arcadiorh1938@gmail.com

Abstract

Animal traction is a vital technology worldwide for agricultural work and the transport of goods and people, especially in developing countries, but in Cuba, knowledge of its relevance and potential remains insufficient. To analyze the most important aspects of using working animals and disseminate their advantages, a study was conducted. This study involved a comprehensive literature review to analyze the global population of working animals, the energy capabilities of each species, and a comparison between individual animals, teams of oxen, and tractors. The results showed that approximately 246 million bovines and 116 million equines are used for work worldwide, while Cuba has 365,000 oxen and 300,000 horses. A comparative cost analysis determined that animals have lower operating costs on farms smaller than 10-15 hectares compared to tractors. The possibilities and challenges of using animals in agriculture are discussed.

Keywords: 
Artificial Intelligence (AI), Non-Destructive Sensors and Measuring Instruments, Traceability, Post-Harvest Handling

Received: 15/1/2026; Accepted: 05/5/2026

Conflict of interest: The author of this work declares no conflict of interest.

The mention of trademarks of specific equipment, instruments or materials is for identification purposes, there being no promotional commitment in relation to them, neither by the authors nor by the publisher.

CONTENT

Introduction

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Globally, animal traction is a vital technology for agricultural work and the transport of goods and people, especially in developing countries. However, in Cuba and other developing countries, knowledge about its relevance and potential remains insufficient. In Cuba's current conditions, there are significant limitations in the availability of fuel, lubricants, and spare parts for agricultural machinery.

In this regard, it is necessary to promote the use of working animals, recognize their importance, and disseminate information about their capabilities. Despite their importance, there is a lack of detailed comparative analysis on the economic and operational efficiency of animal traction versus mechanization in specific contexts such as Cuba.

Therefore, the Institute of Agricultural Engineering Research undertook a study of the most important aspects of using working animals, taking into account the existence of working animals worldwide, the energy capabilities of each species, and comparing individual animals, teams, and tractors.

Materials and Methods

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For the collection and analysis of information, the methodological procedure included a comprehensive literature review using internet searches. Information on the topic was also gathered from published articles, papers presented at scientific events, research reports, laws, resolutions, institutional policies, etc., concerning the use of animals in agriculture.

The use of working animals in Cuba and worldwide was analyzed. A comparative analysis of costs and traction capabilities between tractors and draft animals was conducted, the economic aspects of animal traction were determined, and a comparison was made between a single animal and a team of oxen.

Results and Discussion

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Use of working animals in Cuba and worldwide

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Global and country-specific figures exist on the working animal population, but it is important to note that the data have limitations. The most reliable information comes from the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), although its estimates may vary due to the lack of up-to-date censuses in many countries. This organization estimates that approximately 246 million bovines (oxen, buffalo, etc.) are used for work worldwide. In addition, there are around 116 million equines (60 million horses, 50 million donkeys, and 6 million mules). Of these, approximately 112 million are found in developing countries. Figures for camels are more variable, with estimates ranging from 19 to 40 million. It is estimated that Cuba has around 365,000 oxen (182,500 teams), 300,000 horses, and about 30,000 mules.

In some countries, horses are primarily used for transporting people and goods, but, especially in Europe, there is also some tradition of using them for agricultural work. The United States has approximately 10.3 million horses, Mexico 6.4 million, Brazil 5.8 million, and Mongolia 4.3 million. China has approximately 3.7 million. In India, approximately 1.5 million oxen and buffalo are used for plowing, and in Latin America, the use of draft oxen in agriculture is common (FAO, 2023FAO: The Role, Impact and Welfare of Working Animals (Traction and Transport), Inst. FAO, Institutional report, Rome, Italy, 2023.).

A significant finding is that some studies have demonstrated the potential for using dairy cows for agricultural work. Zerbini et al. (1999)ZERBINI, E.; WOLD, A.G.; SHAPIRO, B.I.: “The potential of cow traction in the East African highlands”, En: Meeting the challenges of animal traction, pp. 199-211, 1999. showed that milk production from working cows was only 10% lower than that of non-working cows. The productivity index of cows receiving nutritional supplements was higher (0.38) than that of non-supplemented cows (0.24). The incremental benefit-cost ratio of having supplemented cows working was approximately 3.5, with an internal rate of return of 78%.

Comparative analysis between tractors and draft animals

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Comparing a team of oxen or a horse with a tractor involves evaluating investment costs, maintenance, fuel, lifespan, and suitability for the terrain. The economic advantages of a team of oxen, assuming their use in small- or medium-scale agriculture, can be summarized as a low acquisition cost, since a pair of trained oxen costs much less than any new or used tractor in good condition. The use of fossil fuels or electricity is replaced, since for oxen the only "fuel" is grass, forage, or crop residue, often produced on the farm itself. Tractors require continuous maintenance: engine, tires, oils, filters, etc., while draft animals only require veterinary care, and equines only occasional shoeing. At the end of their lives, oxen have value as meat and leather. A tractor requires expensive infrastructure: a workshop, imported spare parts, and electricity. Animals produce less soil compaction, saving on future subsoiling or amendment costs (Pimentel et al., 2007PIMENTEL, I.; VENTO, R.; PONCE, F.: “Aprovechamiento de los animales para el tiro de aperos de labranza”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 16(2): 85-90, 2007, ISSN: 1010-2760.).

However, the tractor has greater hourly productivity, as it can plow 5 to 10 times more land per day than a team of oxen, resulting in lower operating costs per hectare for arable land of 10-15 hectares or more. With its machinery and implements, the tractor performs tasks that oxen cannot or would take much longer to do. A tractor driver replaces two or three workers, and the tractor can work 12-16 hours straight if necessary, while a team of oxen should not be used for more than 4 hours, and that's during cooler hours.

The actual capacity of a team of oxen depends on several variables, and mainly on the fact that the pulling force while moving is usually between 10% and 14% of the animals' live weight. An adult ox weighs between 500 kg and 700 kg, so, taking an average of 600 kg, a team (two oxen) of 1,200 kg can generate a stable force of about 140 kgf (1.4 kN) under steady working conditions, and can reach peaks of up to 222 kgf (2.18 kN) when starting or on difficult terrain. To set a heavy load in motion (such as a cart or a deeply sunk plow), the starting force can reach up to 95% of its weight (more than 1,000 kgf), although only for a few seconds.

The type of work must also be considered: A traditional plow can require forces between 85 kgf and 218 kgf, depending on the soil hardness and the maneuvers of the ox driver. This force allows for very heavy tasks that would be impossible for a human or an animal. With several teams of oxen, carts with a load capacity of up to 6 tons can be moved, and this was common practice in sugarcane harvesting (although on flat terrain). Animal traction has advantages over tractors on soft or muddy terrain, and they are capable of working on slopes of up to 45% (FAO, 2023FAO: The Role, Impact and Welfare of Working Animals (Traction and Transport), Inst. FAO, Institutional report, Rome, Italy, 2023.).

Tests have been carried out to measure the pulling capacity of horses. Two horses generated an average pulling force of 17.3 N, moving at 1 m/s and developing an average power of 0.86 kW per horse. Some studies showed that camels can pull maximum loads of 5620 N with a cart and 2490 N with a sled (between 119-143% of their body weight) at constant speeds (Bobobee, 2007BOBOBEE, E.Y.: Performance analysis of draught animal-implement system to improve productivity and welfare, Ed. Department of Biometry and Engineering, Swedish University of Agricultural …, 2007, ISBN: 91-576-7369-1.).

Comparison between a team and a single animal

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A comparison was made between an ox and a horse, and between a single animal and a team. Comparing an ox with a horse from an economic perspective involves evaluating acquisition cost, maintenance, versatility, and lifespan. An ox exerts a force similar to that of a robust draft horse (approximately 70 kgf). Although the horse is faster (50% faster), the ox can pull heavier loads for longer periods without rest. Oxen do not need horseshoes and require less veterinary care than horses, as they are more resistant to disease. The horse needs less land than an ox for grazing.

Oxen are almost exclusively used in teams, but studies show that for the same tasks there are generally possibilities and economic advantages to working with a single animal. With a team, a substantial portion of the pulling power is wasted, and a single animal is much more maneuverable for the driver, especially when turning in small plots and in mountainous or obstacle-filled areas. A single ox is suitable for plowing, cultivating, pulling a cart, and similar tasks requiring low pulling power, while a team is more suitable for tilling the soil, harrowing, and pulling carts weighing more than 2 tons.

Challenges of Animal Traction

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In developing countries, animal traction covers 23% of agricultural energy needs, while human power accounts for 71% and motorized power for only 6% (FAO, 2023FAO: The Role, Impact and Welfare of Working Animals (Traction and Transport), Inst. FAO, Institutional report, Rome, Italy, 2023.). In these countries, the use of animals remains a crucial energy source for agriculture, but in some regions, especially in Africa, there is generally limited knowledge about working with oxen and horses. A similar situation exists in Latin America. In Brazil, animal power covers 30% of energy needs, human power 60%, and motorized power 10% (Ríos, 2020RÍOS, A.: La Ingeniería agrícola del productor cubano, Ed. Editorial InfoIIMA, La Habana, Cuba, 2020.).

In Cuba, the use of animal traction has always been fundamental, even during periods of high availability of tractors and fuel. However, limitations exist, especially regarding the availability of animals, the preference for tractors, and protection against theft. A study from the University of Ciego de Ávila describes animal traction systems, highlighting their importance and limitations, such as animal theft and high dependence on imported inputs (implements, harnesses, medicines). Oxen are used for a wide variety of tasks on farms, while horses are particularly important for rural and urban transportation (Pérez, 2000PÉREZ, C.C.R.: “Tracción animal en las Provincias Ciego de Ávila, Camagüey y Las Tunas, Cuba”, Revista de la Asociación Latinoamericana de Producción Animal (Archivos Latinoamericanos de Producción Animal), 8(1): 75, 2000.).

In mountainous areas, working animals are sometimes essential; oxen for agricultural work and mules for transporting goods. Pimentel et al. (2007)PIMENTEL, I.; VENTO, R.; PONCE, F.: “Aprovechamiento de los animales para el tiro de aperos de labranza”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 16(2): 85-90, 2007, ISSN: 1010-2760. and Pereira (2024)PEREIRA, R.G.: “ENERGIA DA TRAÇÃO ANIMAL PARA AGRICULTORES FAMILIARES DA AMAZÔNIA DO BRASIL”, Revista Contemporânea, 4(12): e6809-e6809, 2024, ISSN: 2447-0961., evaluated the energy efficiency and economic feasibility of using animals to pull farming implements in mountainous conditions, demonstrating that it is a renewable and viable alternative. The study demonstrates the need to improve the formation of the teams (animal-team-plow) to ensure their energy efficiency.

Another study compared the performance of three animal-drawn implements (a plow and two types of cultivators) in bean cultivation at a cooperative in Granma province, measuring their productivity and efficiency. The greatest working depth (17.50 cm) was achieved with the plow; the greatest working width (92 cm) with the five-tine cultivator; and the highest speed (2.80 km/h) with the three-tine cultivator (Olivet et al., 2020OLIVET, R.Y.E.; COBAS, H.D.; OLIVET, A.E.F.: “Aprovechamiento de la tracción animal en el cultivo del fríjol (Phaseolus vulgaris L)”, Revista de Desarrollo Local (REDEL), 16(4): 346-356, 2020, ISSN: 2307-3875.).

Vargas et al. (2017)VARGAS, J.; GARCÍA DE LA FIGAL, A.E.; MOREJÓN, Y.: “Comparación durante la labor de cultivo del frijol del tractor Belarus 510 y la tracción animal”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 26(2): 12-22, 2017, ISSN: 2071-0054. conducted an economic and energy comparison between a tractor and a team of oxen in bean cultivation, quantifying the difference in productivity and operating costs on a red Ferralitic soil. The team of oxen had a productivity 4.23 times lower than the tractor, but the small-horsepower tractors proved to be up to 48% cheaper and 58% more energy-efficient than the team.

Suárez et al. (2005)SUÁREZ, J.; RÍOS, A.; SOTTO, P.: “El tractor y la tracción animal”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 14(2): 40-43, 2005, ISSN: 1010-2760. conducted a comparative study on the advantages of using animal traction instead of tractors, depending on factors such as farm size and economic conditions. The results indicate that animal traction is a particularly viable option on small farms (less than 18.8 ha) and for cultivation tasks. The study emphasizes that, although mechanized traction is essential and more economical under certain conditions, animal traction remains a relevant alternative.

A very important aspect is the availability of food for working animals. In many countries, the average workday in agricultural tasks is 3 hours per session, but animal welfare is frequently violated, such as the lack of water and insufficient supplemental feed, since the average fallow area per farmer is only 0.46 acres per animal, which is insufficient. Animal traction is underutilized in Africa, where manual labor is the primary tool. For many years, efforts have been underway to promote the use of draft animals, which requires overcoming deeply ingrained customs. An example of this is a study by Williams (1997)WILLIAMS, T.O.: “Problems and prospects in the utilization of animal traction in semi-arid West Africa: evidence from Niger”, Soil and Tillage Research, 42(4): 295-311, 1997, ISSN: 0167-1987., which demonstrated that using animal traction in Niger increased sorghum and maize yields by 12-15%, with the return on investment ranging from -4% to 18% in the dry zone and from 14% to 58% in the humid zone. In the humid zone, human labor was reduced by 50 man-hours per hectare.

Animals can also be used for other non-traditional tasks such as planting and pest control. Bagnall et al. (2016)BAGNALL, G.C.; THOMASSON, J.A.; GE, Y.: “Animal-drawn conservation-tillage planter designed for small farms in the developing world”, Applied Engineering in Agriculture, 32(6): 931-799, 2016. designed and tested an animal-powered seeder for conservation agriculture in Africa. The seeder exhibited an average pull of 796 N, low enough to be pulled for 8 hours by a team of oxen. The desired sowing depth of 2 cm for cowpea seeds was achieved with a 25% deviation, and the seed spacing of 10 cm was achieved with a 50% deviation. It was designed and tested in Cuba at the Institute of Agricultural Engineering Research.

Nunes et al. (2023)NUNES, L.J.; NOGUEIRA, J.; RODRIGUES, J.B.; AZEVEDO, J.C.; OLIVEIRA, E.; DE FIGUEIREDO, T.; PICOS, J.: “Modern animal traction to enhance the supply chain of residual biomass”, AgriEngineering, 52(2): 1039-1050, 2023, ISSN: 2624-7402. explored the innovative use of animal traction in forestry for timber extraction in areas difficult to access for heavy machinery, highlighting the potential of working animals to create economical and efficient local value chains.

Especially in Africa, it is important to emphasize the importance of replacing manual labor with animal traction. A study in Zambia demonstrated that preparing one hectare of land with a ripper requires only 4 hours, instead of three full days. Turay et al. (2022)TURAY, S.P.; JALLOH, M.T.; BANDABLA, T.; SAMUEL, F.; KASSOH, D.S.: “The Role of Animal Traction Technology in enhancing Production for Small Scale Farmers in Sierra Leone”, International Journal of Environment, Agriculture and Biotechnology, 7: 6, 2022. showed that a pair of oxen plows 1.4 acres in 5.1 hours. Oxen work an average of 5.2 days a week and 5.3 months a year. Many international organizations and research institutes have been actively promoting the use of animal traction, particularly in the development of improved harnesses, implements, and farming technologies. An important role has been played by the West African Animal Traction Network (ATNESA), which regularly holds workshops, symposia, and exhibitions, promotes fieldwork and research, and publishes numerous works on the subject (Starkey y Faye, 1990STARKEY, P.; FAYE, A.: Animal traction for agricultural development, Ed. Technical Centre for Agricultural and Rural Cooperation, 1990, ISBN: 92-9081-046-7.).

Even in more developed countries such as France, the USA, and Germany, among others, there is a renewed interest in animal traction, framing it within the agroecological transition. This practice, almost extinct in the mid-20th century, is being reclaimed by alternative movements and organic farmers seeking to reduce their dependence on fossil fuels and improve soil health (Miara et al., 2023MIARA, M.; BOUDES, P.; RABIER, T.; GAFSI, M.: “Animal traction in developed countries: The reappropriation of a past practice through agroecological transition”, Journal of Rural Studies, 103: 103124, 2023, ISSN: 0743-0167.).

Animal traction has significant advantages in environmental protection. In addition to fuel savings, it is very important for soil protection, and numerous studies have been conducted on this topic. For example, García-Tomillo et al. (2017)GARCÍA-TOMILLO, A.; FIGUEIREDO, T. de; ALMEIDA, A.; RODRIGUES, J.B.; DAFONTE, J.; PAZ-GONZÁLEZ, A.; NUNES, J.; HERNANDEZ, Z.: “Comparing effects of tillage treatments performed with animal traction on soil physical properties and soil electrical resistivity: preliminary experimental results”, 2017, ISSN: 2391-9531. conducted a study comparing the impact of tractor tillage versus tillage with oxen and donkeys on soil compaction in northeastern Portugal. Preliminary results showed that, although all methods increase soil bulk density, the increase is significantly lower with animal traction. The study reports an increase in soil bulk density at a depth of 0-5 cm: 15% with a tractor, compared to 8% with animals. Saturated hydraulic conductivity (Ks) was reduced to 33% with a tractor, while with cows it remained at 83%.

Numerous development, research, and promotional efforts are underway worldwide to improve animal traction methods. For example, improvements are being made to harnesses (yokes, collars, harnesses). One study evaluated how harness design affects traction force and, ultimately, sorghum production. In Burkina Faso, Barro et al. (2017)BARRO, A.; KONDOMBO, C.P.; YELEMOU, B.: “Effects of oxen yoke and donkey collar on traction force and their consequences on sorghum production in the northern Burkina Faso”, International Journal of Biological and Chemical Sciences, 11(2): 609-622, 2017, ISSN: 1997-342X. compared an improved ox yoke with a traditional one, and an improved donkey collar with a classic one. The improved yoke provided 57% more tractive force (8.3 N versus 5.3 N). In Cuba, IAgric has developed and researched new machines and harnesses for animal traction: seeder, multi-cultivator, multi-plow, sprayer, extendable yoke, etc., all with satisfactory results and expanding the possibilities for using these technologies (Ríos, 2020RÍOS, A.: La Ingeniería agrícola del productor cubano, Ed. Editorial InfoIIMA, La Habana, Cuba, 2020.).

Conclusions

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The study determined the widespread use of animal traction worldwide, with an estimated population of 246 million cattle and 116 million equines, while in Cuba there are 365,000 oxen and 300,000 horses.

The advantages of using animals in agriculture were analyzed: lower operating costs on farms smaller than 10-15 hectares compared to tractors, the possibility of using a single ox instead of a team, and the availability of new machinery and improved harnesses for animal traction. Among the challenges are animal theft and the need for sufficient food and water.

Recommendations

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Intensify efforts to highlight the importance of knowledge and support for the use of animal traction in Cuba, especially among management personnel and students of agronomy and agricultural mechanization. Future research on this topic could focus on optimizing animal nutrition to maximize productivity and welfare, as well as on developing more efficient implements and harnesses for animal traction.

References

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Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias Vol. 35, January-December 2026, ISSN: 2071-0054
 
Artículo original

Análisis comparativo de la tracción animal y tractores en labores agrícolas: eficiencia y costos

 

iDArcadio Ríos Hernández*✉:arcadiorh1938@gmail.com


Instituto de Investigaciones de Ingeniería Agrícola (IAgric), Boyeros, La Habana, Cuba. Teléf. 5 449 2622.

 

*Author for correspondence: Arcadio Ríos Hernández, e-mail: arcadiorh1938@gmail.com

Resumen

La tracción animal es una tecnología de vital importancia en el mundo para las labores agrícolas y el transporte de productos y personas, especialmente en los países en desarrollo, pero en Cuba son aún insuficientes los conocimientos sobre su relevancia y posibilidades. Con el objetivo de analizar los aspectos más importantes en el uso de animales de trabajo y divulgar sus ventajas se realizó un estudio en el cual mediante una revisión bibliográfica exhaustiva se analizó la existencia de animales de trabajo en el mundo, las posibilidades energéticas de cada especie, la comparación entre animales solos, yuntas y tractores, Como resultados se determinó que en el mundo se usan en el trabajo unos 246 millones de bóvidos y 116 millones de équidos, mientras que en Cuba hay 365 000 bueyes y 300 000 caballos. Se hizo un análisis comparativo de costos y se determinó que los animales tienen menor costo de operación en fincas de menos de 10-15 ha respecto al tractor. Se exponen las posibilidades y dificultades en el uso de animales en la agricultura.

Palabras clave: 
agricultura a pequeña escala, animales de trabajo, protección medioambiental, ahorro de energía, comparación económica

Introducción

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A nivel mundial la tracción animal es una tecnología de vital importancia para las labores agrícolas y el transporte de productos y personas, especialmente en los países en desarrollo, pero en Cuba y otros países en desarrollo son aún insuficientes los conocimientos sobre su relevancia y posibilidades. En las condiciones actuales de Cuba existen grandes limitaciones en la disponibilidad de combustible, lubricantes y piezas de repuesto para las máquinas agrícolas.

En este aspecto se hace necesario potenciar el uso de animales de trabajo, reconocer su importancia y divulgar sus posibilidades. A pesar de su importancia, existe una falta de análisis comparativo detallado sobre la eficiencia económica y operativa de la tracción animal frente a la mecanización en contextos específicos como el cubano.

Por ello el Instituto de Investigaciones de Ingeniería Agrícola acometió la tarea de realizar un estudio los aspectos más importantes en el uso de animales de trabajo, teniendo en cuenta la existencia de animales de trabajo en el mundo, las posibilidades energéticas de cada especie, y hacer la comparación entre animales solos, yuntas y tractores.

Materiales y Métodos

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Para la recopilación y análisis de la información el procedimiento metodológico comprendió una revisión bibliográfica exhaustiva mediante búsquedas en sitios de Internet y se recopiló también información sobre el tema en artículos publicados, trabajos presentados en eventos científicos, informes de investigaciones, leyes, resoluciones, políticas institucionales, etc., sobre el empleo de animales en la agricultura.

Se analizó el uso de animales de trabajo en Cuba y en el mundo. Se realizó un análisis comparativo de costos y posibilidades traccionales entre tractores y animales de tiro, se determinaron los aspectos económicos de la tracción animal y se hizo una comparación entre un animal solo y una yunta.

Resultados y Discusión

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Uso de animales de trabajo en Cuba y en el mundo

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Existen cifras globales y por países sobre la población de animales de trabajo, pero es importante señalar que los datos presentan limitaciones. La información más fiable proviene de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), aunque sus estimaciones pueden variar debido a la falta de censos actualizados en muchos países. Este organismo estima que en el mundo unos 246 millones de bóvidos (bueyes, búfalos, etc., son utilizados para trabajo. Además, hay alrededor de 116 millones de équidos (60 millones de caballos, 50 millones de burros y 6 millones de mulos). De estos, aproximadamente 112 millones se encuentran en países en vías de desarrollo. Las cifras para los camellos son más variables, estimándose el empleo de entre 19 y 40 millones de ejemplares. Se calcula que en Cuba existen unos 365 000 bueyes (182 500 yuntas), 300 000 caballos y unos 30 000 mulos.

En algunos países los caballos se usan principalmente para el transporte de personas y productos, pero, sobre todo en Europa hay también alguna tradición de utilizarlos en labores agrícolas, En Estados Unidos hay ~10,3 millones de caballos, en México ~6,4 millones, Brasil ~5,8 millones, Mongolia ~4,3 millones, China ~3,7 millones. En la India se emplean ~1,5 millones de bueyes y búfalos para labranza y en América Latina es común el uso de bueyes de trabajo en la agricultura (FAO, 2023FAO: The Role, Impact and Welfare of Working Animals (Traction and Transport), Inst. FAO, Institutional report, Rome, Italy, 2023.).

Una cuestión significativa es que algunos estudios han demostrado las posibilidades de uso de las vacas lecheras para labores agrícolas. Zerbini et al. (1999)ZERBINI, E.; WOLD, A.G.; SHAPIRO, B.I.: “The potential of cow traction in the East African highlands”, En: Meeting the challenges of animal traction, pp. 199-211, 1999., demostraron que la producción de leche de vacas que trabajaban fue solo un 10% menor que la de las que no trabajaban. El índice de productividad de las vacas con suplementos nutricionales fue mayor (0,38) que el de las no suplementadas (0,24). La relación beneficio/costo incremental de tener vacas suplementadas trabajando fue de aproximadamente 3,5, con una tasa interna de retorno del 78%.

Análisis comparativo entre tractores y animales de tiro

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Comparar una yunta de bueyes o un caballo con un tractor implica evaluar costos de inversión, mantenimiento, combustible, vida útil y adecuación al terreno. Las ventajas económicas de la yunta de bueyes, asumiendo su empleo en la agricultura a pequeña o mediana escala, se resumen en un bajo costo de adquisición, pues un par de bueyes entrenados cuesta mucho menos que cualquier tractor nuevo o usado en buen estado. Se sustituye el uso de combustibles fósiles o electricidad, pues para los bueyes el único “combustible” es pasto, forraje o rastrojos, a menudo producidos en la misma finca. Los tractores necesitan un continuo mantenimiento: motor, neumáticos, aceites, filtros, etc., mientras que los animales de trabajo solo requieren de cuidados veterinarios y los équidos de herraje ocasional. Al final de su vida, los bueyes tienen valor como carne y cuero. Un tractor necesita una infraestructura costosa: taller, repuestos importados, electricidad. Los animales producen una menor compactación del suelo, ahorrando gastos futuros de subsolado o enmiendas (Pimentel et al., 2007PIMENTEL, I.; VENTO, R.; PONCE, F.: “Aprovechamiento de los animales para el tiro de aperos de labranza”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 16(2): 85-90, 2007, ISSN: 1010-2760.).

Sin embargo, el tractor tiene una mayor productividad por hora, pues puede arar entre 5 y 10 veces más superficie por día que una yunta, por lo que tiene menor costo de operación por hectárea a partir de 10-15 ha cultivables. Con las máquinas e implementos el tractor hace tareas que los bueyes no pueden o tardarían mucho más. Un tractorista reemplaza a dos o tres obreros y el tractor puede trabajar 12-16 horas seguidas si es necesario, mientras que una yunta no debe emplearse más de 4 horas, y eso en horarios de poco calor.

La capacidad real de una yunta depende de varias variables, y principalmente del hecho de que la fuerza de tiro en movimiento suele ser entre el 10 % y el 14% del peso vivo de los animales. Un buey adulto pesa entre 500 kg y 700 kg, por lo que, si tomamos un valor medio de 600 kg, una yunta (dos bueyes) de 1 200 kg puede generar una fuerza estable de unos 140 kg-f (1,4 kN) en condiciones de trabajo estable, pudiendo alcanzar picos de hasta 222 kg-f (2,18 kN) al arrancar o en terrenos difíciles. Para poner en movimiento una carga pesada (como una carreta o un arado muy hundido), la fuerza de arranque puede llegar hasta el 95% de su peso (más de 1.000 kg-f), aunque solo por unos segundos.

También hay que considerar el tipo de labor: Un arado tradicional puede requerir fuerzas entre 85 kg-f y 218 kg-f, dependiendo de la dureza del suelo y de las maniobras del boyero. Esta fuerza permite realizar tareas muy pesadas que serían imposibles para un humano o un animal. Con varias yuntas pueden moverse carretas con capacidad de carga de hasta 6 t, y esta era la práctica común en la cosecha de caña (aunque en terreno plano). La tracción animal tiene ventajas respecto al tractor en terrenos blandos o fangosos, y son capaces de trabajar en pendientes de hasta el 45% (FAO, 2023FAO: The Role, Impact and Welfare of Working Animals (Traction and Transport), Inst. FAO, Institutional report, Rome, Italy, 2023.).

Se han realizado pruebas para medir la capacidad de tiro de los caballos. Dos caballos generaron una fuerza de tiro media de 17,3 N, avanzando a 1 m/s y desarrollando una potencia media de 0.86 kW por caballo. Algunos estudios mostraron que los camellos pueden tirar cargas máximas de 5620 N con carreta y 2490 N con trineo (entre 119-143% de su peso corporal) con velocidades constantes (Bobobee, 2007BOBOBEE, E.Y.: Performance analysis of draught animal-implement system to improve productivity and welfare, Ed. Department of Biometry and Engineering, Swedish University of Agricultural …, 2007, ISBN: 91-576-7369-1.).

Comparación entre una yunta y un animal solo

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Se procedió a la comparación entre un buey y un caballo y entre un animal solo y una yunta. Comparar un buey con un caballo desde la perspectiva económica implica evaluar costo de adquisición, mantenimiento, versatilidad y vida útil. Un buey ejerce una fuerza similar a la de un caballo de tiro robusto (aprox. 70 kg-f). Aunque el caballo es más rápido (un 50% más de velocidad), el buey puede tirar de cargas más pesadas durante más tiempo sin descanso. Los bueyes no necesitan herraduras y requieren menos gastos veterinarios que los caballos, pues tienen más resistencia a las enfermedades. El caballo necesita menos superficie que un buey para pastar.

Los bueyes se utilizan casi exclusivamente en yuntas, pero los estudios demuestran que es generalmente para las mismas labores hay posibilidades y ventajas económicas en trabajar con un solo animal, considerando que con la yunta se desperdicia una parte sustancial de la fuerza de tracción y un animal solo es mucho más maniobrable para el boyero, especialmente en los virajes en parcelas pequeñas y en zonas montañosas o con obstáculos. Un buey solo es conveniente para labores de surcado, cultivo, tiro de un carretón y labores similares de poca fuerza traccional, mientras que una yunta es más conveniente en labores de roturación del suelo, gradeo y tiro de carretas de más 2 t.

Problemática del uso de la tracción animal

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En países en desarrollo, la tracción animal cubre el 23% de las necesidades energéticas agrícolas, mientras que la fuerza humana representa el 71% y la motorizada solo el 6% (FAO, 2023FAO: The Role, Impact and Welfare of Working Animals (Traction and Transport), Inst. FAO, Institutional report, Rome, Italy, 2023.). En estos países el uso de animales sigue siendo una fuente energética crucial para la agricultura, pero en algunas regiones, especialmente en África, por lo general hay un limitado conocimiento sobre el trabajo con bueyes y caballos). Algo similar ocurre en Latinoamérica. En Brasil, la fuerza animal cubre el 30% de las necesidades, la humana el 60 % y la motorizada el 10% (Ríos, 2020RÍOS, A.: La Ingeniería agrícola del productor cubano, Ed. Editorial InfoIIMA, La Habana, Cuba, 2020.).

En Cuba el uso de la tracción animal siempre ha sido fundamental, incluso en períodos de grandes disponibilidades de tractores y combustibles. Sin embargo, se presentan limitantes, especialmente en cuanto a la disponibilidad de animales, la preferencia por los tractores y la protección contra robos. Un estudio de la Universidad de Ciego de Ávila describe los sistemas de tracción animal, señalando su importancia y limitaciones, como el robo de animales y la alta dependencia de insumos importados (implementos, materiales para los arreos, medicinas). Los bueyes son empleados en una amplia variedad de funciones en las granjas, mientras los caballos son particularmente importantes para el transporte rural y urbano (Pérez, 2000PÉREZ, C.C.R.: “Tracción animal en las Provincias Ciego de Ávila, Camagüey y Las Tunas, Cuba”, Revista de la Asociación Latinoamericana de Producción Animal (Archivos Latinoamericanos de Producción Animal), 8(1): 75, 2000.).

En las zonas montañosas los animales de trabajo a veces son imprescindibles; los bueyes para labores agrícolas y los mulos para transporte de productos. Pimentel et al. (2007)PIMENTEL, I.; VENTO, R.; PONCE, F.: “Aprovechamiento de los animales para el tiro de aperos de labranza”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 16(2): 85-90, 2007, ISSN: 1010-2760. y Pereira (2024)PEREIRA, R.G.: “ENERGIA DA TRAÇÃO ANIMAL PARA AGRICULTORES FAMILIARES DA AMAZÔNIA DO BRASIL”, Revista Contemporânea, 4(12): e6809-e6809, 2024, ISSN: 2447-0961., evaluaron la eficiencia energética y la factibilidad económica de usar animales para tirar implementos de labranza en las condiciones de montaña, demostrando que es una alternativa renovable y viable. El estudio demuestra la necesidad de mejorar la formación de los conjuntos (animal-arreo-arado) para garantizar su eficiencia energética.

Otra investigación comparó el desempeño de tres implementos de tracción animal (arado y dos tipos de cultivadores) en el cultivo del frijol en una cooperativa de la provincia de Granma, midiendo su productividad y eficiencia. La mayor profundidad de trabajo (17,50 cm) se logró con el arado; el mayor ancho de trabajo (92 cm) con el cultivador de cinco órganos, y la mayor velocidad (2,80 km/h) con la de tres (Olivet et al., 2020OLIVET, R.Y.E.; COBAS, H.D.; OLIVET, A.E.F.: “Aprovechamiento de la tracción animal en el cultivo del fríjol (Phaseolus vulgaris L)”, Revista de Desarrollo Local (REDEL), 16(4): 346-356, 2020, ISSN: 2307-3875.).

Vargas et al. (2017)VARGAS, J.; GARCÍA DE LA FIGAL, A.E.; MOREJÓN, Y.: “Comparación durante la labor de cultivo del frijol del tractor Belarus 510 y la tracción animal”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 26(2): 12-22, 2017, ISSN: 2071-0054., hicieron una comparación económica y energética entre un tractor y una yunta de bueyes en el cultivo del frijol, cuantificando la diferencia en productividad y costos operativos en un suelo Ferralítico rojo. La yunta de bueyes tuvo una productividad 4,23 veces menor que el tractor, pero los tractores de pequeña potencia resultaron ser hasta un 48% más baratos y un 58% más eficiente energéticamente que la yunta.

Suárez et al. (2005)SUÁREZ, J.; RÍOS, A.; SOTTO, P.: “El tractor y la tracción animal”, Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 14(2): 40-43, 2005, ISSN: 1010-2760. realizaron un estudio comparativo sobre las ventajas del uso de la tracción animal en vez de tractores en dependencia de factores como el tamaño de las fincas y las condiciones económicas. Los resultados indican que la tracción animal es una opción especialmente viable en fincas de pequeñas dimensiones (menores a 18,8 ha) y para labores de cultivo. El estudio subraya que, aunque la tracción mecanizada es imprescindible y más económica en ciertas condiciones, la tracción animal sigue siendo una alternativa relevante.

Un aspecto muy importante es la disponibilidad de alimento para los animales de trabajo. En muchos países la jornada laboral promedio en las labores agrícolas es de 3 horas por sesión, pero por lo regular se viola el bienestar animal, como la falta de agua e insuficiente alimentación suplementaria ya que el área promedio de barbecho por agricultor es de solo 0,46 acres por animal, lo que resulta insuficiente.

En África se usa poco la tracción animal, basándose en el trabajo manual de los obreros, por lo cual desde hace muchos años se hacen esfuerzos para promover el uso de animales de trabajo, para lo cual hay que vencer costumbres ancestrales. Un ejemplo de ello lo tenemos en un trabajo realizado por Williams (1997)WILLIAMS, T.O.: “Problems and prospects in the utilization of animal traction in semi-arid West Africa: evidence from Niger”, Soil and Tillage Research, 42(4): 295-311, 1997, ISSN: 0167-1987., en el que demostró que con el uso de la tracción animal en Níger se incrementaban los rendimientos de sorgo y maíz en un 12-15%, y el retorno de la inversión varió desde -4 % a 18% en la zona seca y del 14% al 58% en la zona húmeda. En la zona húmeda, se redujo el trabajo humano en 50 horas-hombre por hectárea.

Los animales pueden usarse también para otras labores no tradicionales como la siembra y la protección fitosanitaria. Bagnall et al. (2016)BAGNALL, G.C.; THOMASSON, J.A.; GE, Y.: “Animal-drawn conservation-tillage planter designed for small farms in the developing world”, Applied Engineering in Agriculture, 32(6): 931-799, 2016., diseñó y probó una sembradora de tracción animal para agricultura de conservación en África. La sembradora mostró un tiro promedio de 796 N, lo suficientemente bajo para ser tirada durante 8 horas por una yunta de bueyes. La profundidad de siembra deseada de 2 cm para granos de caupí se logró con una desviación del 25% y el espaciamiento entre semillas de 10 cm se logró con una desviación del 50%. En Cuba en el Instituto de Investigaciones de Ingeniería Agrícola se diseñó y se probó una sembradora de tracción animal, con resultados y características similares.

Nunes et al. (2023)NUNES, L.J.; NOGUEIRA, J.; RODRIGUES, J.B.; AZEVEDO, J.C.; OLIVEIRA, E.; DE FIGUEIREDO, T.; PICOS, J.: “Modern animal traction to enhance the supply chain of residual biomass”, AgriEngineering, 52(2): 1039-1050, 2023, ISSN: 2624-7402., exploraron el uso innovador de la tracción animal en la actividad forestal para la extracción de madera en zonas de difícil acceso para la maquinaria pesada, destacando el potencial de los animales de trabajo para crear cadenas de valor locales económicas y eficientes.

Sobre todo, en África, es importante destacar la importancia de sustituir las labores manuales por el uso de la tracción animal. Un estudio en Zambia demostró que preparar una hectárea de tierra con un “ripper” (arado surcador) requiere solo 4 horas, en lugar de tres días completos. Turay et al. (2022)TURAY, S.P.; JALLOH, M.T.; BANDABLA, T.; SAMUEL, F.; KASSOH, D.S.: “The Role of Animal Traction Technology in enhancing Production for Small Scale Farmers in Sierra Leone”, International Journal of Environment, Agriculture and Biotechnology, 7: 6, 2022. demostraron que un par de bueyes ara 1,4 acres en 5,1 horas. Los bueyes trabajan una media de 5,2 días a la semana y 5,3 meses al año.

El trabajo de muchos organismos internacionales e institutos de investigación ha sido intenso en la promoción del uso de la tracción animal, y en especial en el desarrollo de arreos, implementos y tecnologías de cultivo mejoradas. Un papel importante lo ha jugado la Red de Tracción Animal de África Occidental (Atnesa), que realiza regularmente talleres simposios, exposiciones, promueve trabajos de campo e investigaciones y edita numerosas publicaciones sobre el tema (Starkey y Faye, 1990STARKEY, P.; FAYE, A.: Animal traction for agricultural development, Ed. Technical Centre for Agricultural and Rural Cooperation, 1990, ISBN: 92-9081-046-7.).

Aún en los países más desarrollados como Francia, EE.UU. y Alemania, entre otros, hay un renovado interés actual en la tracción animal, enmarcándolo dentro de la transición agroecológica. Esta práctica, casi extinta a mediados del siglo XX, está siendo reapropiada por movimientos alternativos y agricultores ecológicos que buscan reducir su dependencia de combustibles fósiles y mejorar la salud del suelo (Miara et al., 2023MIARA, M.; BOUDES, P.; RABIER, T.; GAFSI, M.: “Animal traction in developed countries: The reappropriation of a past practice through agroecological transition”, Journal of Rural Studies, 103: 103124, 2023, ISSN: 0743-0167.).

La tracción animal tiene importantes ventajas en la protección medioambiental. Además del ahorro de combustibles, es muy importante en la protección del suelo y son numerosas las investigaciones sobre ese tema. Por ejemplo, García-Tomillo et al. (2017)GARCÍA-TOMILLO, A.; FIGUEIREDO, T. de; ALMEIDA, A.; RODRIGUES, J.B.; DAFONTE, J.; PAZ-GONZÁLEZ, A.; NUNES, J.; HERNANDEZ, Z.: “Comparing effects of tillage treatments performed with animal traction on soil physical properties and soil electrical resistivity: preliminary experimental results”, 2017, ISSN: 2391-9531. realizaron una investigación para comparar el impacto del laboreo con tractor frente al realizado con bueyes y burros sobre la compactación del suelo en el noreste de Portugal. Los resultados preliminares mostraron que, aunque todos los métodos aumentan la densidad aparente del suelo, el aumento es significativamente menor con la tracción animal. El estudio reporta un aumento de la densidad aparente del suelo 0-5 cm de profundidad: 15% con tractor, frente al 8% con animales. La conductividad hidráulica saturada Ks se redujo al 33% con tractor, mientras que con vacas se mantuvo en un 83%.

Son muy numerosos los trabajos de desarrollo, de investigación y de promoción de medios mejorados para la tracción animal en el mundo. Por ejemplo, en la mejora en los arneses (yugos, colleras, arreos). Un estudio evaluó cómo el diseño del arnés afecta la fuerza de tracción y, en última instancia, la producción de sorgo. En Burkina Faso Barro et al. (2017)BARRO, A.; KONDOMBO, C.P.; YELEMOU, B.: “Effects of oxen yoke and donkey collar on traction force and their consequences on sorghum production in the northern Burkina Faso”, International Journal of Biological and Chemical Sciences, 11(2): 609-622, 2017, ISSN: 1997-342X. compararon un yugo mejorado para bueyes con uno tradicional, y una collera mejorada para burros con una clásica. El yugo mejorado proporcionó un 57% más de fuerza de tracción (8,3 N contra 5,3 N). En Cuba el IAgric ha desarrollado e investigado nuevas máquinas y arreos para la tracción animal: sembradora, multicultor, multiarado, asperjadora, yugo extensible, etc., todos con resultados satisfactorios y que amplían las posibilidades de uso de estas tecnologías (Ríos, 2020RÍOS, A.: La Ingeniería agrícola del productor cubano, Ed. Editorial InfoIIMA, La Habana, Cuba, 2020.).

Conclusiones

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En el estudio se determinó el amplio uso de la tracción animal en el mundo, con una existencia estimada de unos 246 millones de bóvidos y 116 millones de équidos, mientras que en Cuba hay 365 000 bueyes y 300 000 caballos.

Se analizaron las ventajas en el uso de animales en la agricultura: menor costo de operación en fincas de menos de 10-15 ha respecto al tractor, las posibilidades de usar un solo buey en vez de una yunta, la existencia de nuevas máquinas y arneses mejoradas para tracción animal. Entre las dificultades se encuentran el robo de animales y la necesidad de disponer de alimento y agua suficientes.

Recomendaciones

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Intensificar las acciones para destacar la importancia del conocimiento y el apoyo en el uso de la tracción animal en Cuba, especialmente entre el personal dirigente y los estudiantes de agronomía y mecanización agrícola. Las futuras investigaciones en este tema podrían centrarse en la optimización de la nutrición animal para maximizar la productividad y el bienestar, así como en el desarrollo de implementos y arneses más eficientes para la tracción animal.