Automatización del ordeño - lapecuaria.com · zTrabajo manual! Siglo XIX ... ordeño y estación,...
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Gerardo Caja ([email protected])Grupo Investigación en Rumiantes (G2R), Dept. Ciencia Animal y de los Alimentos, Universitat Autònoma de Barcelona, Bellaterra.
Automatización del ordeño:vacuno, ovino y caprino
Pecuaria Tierra de Campos, Sociedad CooperativaMedina de Rioseco(Valladolid)17 de octubre de 2008
G2RGrup Recerca Remugants
Aumento de producción por vaca (Holsteinización) y disminución del nº de vacas.Reducción del número explotaciones PAC (Cuotas) y reforma PAC-Agenda 2000 (desaparición 2010?).Globalización y bajo precio de leche en el mercado internacional (GATT).Aumento de los costes de producciónLimitaciones ambientales y sanitariasTendencia a disminuir el precio de la leche. Crisis de mano de obra (cualificación, carga de trabajo soportable….)
Coyuntura del sector vacuno lechero
Precio medio de la leche en la UELTO-European Dairy Farmers (1999-2007)
http://www.milkprices.nl/
Variación mensual del precio de la leche en la UE (European Dairy Farmers: 2006-07)
2008
2007
2006
http://www.milkprices.nl/
Historia del ordeñoOrdeño (3.000 a.C.)
Condicionamiento de la eyección de lecheTrabajo manual!
Siglo XIX: Desarrollo industrial Primeras ideas sobre ordeño mecánicoInvención del manguito y el pulsador
Siglo XX: Máquinas y Robots●Ordeño en cubos (cántaras)●Ordeño con lactoducto● Tanques de leche●Salas de ordeño: medidores y limpieza●Automatización y sensores●Ordeño automático (AMS)
Evolución de los sistemas de ordeño en Holanda (Konning, 2004)
0
5000
10000
15000
20000
25000
Cántara Lactoducto S. Espinapescado
S. Tandem S. Rotativa AMS
1983 1993 2003
AñoNº de granjas(%)
198349.500
(100)
199335.540
(72)
200323.595
(48)
Necesidades de trabajo de ordeño (h/año)(Koning, 2004)
0
400
800
1200
1600
2000
Sala ordeño convencional
Sala de alta capacidad
AMS
80 vacas 160 vacas
3.1 h/d
4.7 h/d
2.2 h/d
Salas de ordeño de alta capacidad: PC’s
Tiempo limitado por vaca presenteTratamiento previo de ubre● Lavado y secado●Reflejo de eyección (bajada de la leche)
Identificación y controlRutina de ordeño
ColocaciónRegistro de producción y calidadRetirada Sellado de pezones
120 vacas/operario y h = 30 s/vacaRapidez ≠ Mejor !!
Historia del ordeño automático (AMS)
Primeras patentes (1970’s)Primeros prototipos: 1984-86 (Holanda, Alemania, Reino Unido, FranciaFabricantes de AMSIntroducción en granjas en 1992Experiencias con resultados variables (1992-97):●Abandonos (problemas técnicos, manejo,
calidad de leche, economía)●Proyectos de investigación UE, extensión,
cursos (Simposios 2000, 2002, 2004)Hoy > 3.500 granjas en el mundo
Comparación de los sistemas robot de ordeño para vacas:
• Equipo en establo • Alto (o bajo) tiempo
bajo la vaca• Memoria ubre y visor
laser (+ videocámara)• Brazo neumático (o
telesc.)• Lavado pezones
individual (rodillos o vaso)
• Sistema autónomo por módulos (boxes)
• Equipo en túnel• Poco tiempo bajo
vaca• Memoria ubre y
sensor ultrasonidos• Brazo motorizado• Lavado ubre en box
preparación• Sistema integrado• Posible ordeño no
robotizado
a) Mono-plaza b) Multi-plaza
Robots de ordeño: Objetivos
Robotización de ordeño (2.5-2.8 ordeños/vaca y d): ●Ordeño continuo (2-6 odeños/vaca)● Liberación de mano de obra (?)
Aumento producción de leche (5-15%)Efecto fijo (Erdman & Varner, 1995)
2x a 3x = +3.5 kg/d ... 1000-1100 kg3x a 4x = +1.4 kg/d … 400- 500 kg
Optimización manejo de la explotación Mejora de la gestión de las vacas y de la calidad leche.
Robots de ordeño: Para quién?Ganadero de empresa de tipo familiar:
Número vacas limitado (50-210 v)Continuidad en la empresa familiar
Explotación muy tecnificada:Vacas de alto valor genético (>7.000 kg/v)Buen estado sanitario y calidad lecheVacas dóciles y de ubre bien conformadaPrever tiempos lavadoZonas equipadas y de fácil acceso
Cuota elevada (> 500.000 kg/año)Recomendable 600-900.000 kg aprox.
Localización de los robots de ordeño en España (Año 2004)
Total = 84(2004)
Navarra (26)País Vasco (10)
Castilla-León(22)
Cantabria (3)
Cataluña(20)
Asturias (3)
Ordeño Automatizado: Puntos críticos (1/2)
Periodo de adaptación largo (~ 4-6meses).Números de vacas modular (50-70 vacas) no adaptable al tamaño y cantidad de cuota.No todas las vacas se adatan al ordeño, con niveles de eliminación próximos al 8% (5-10%).La cantidad (5-10%) y calidad de leche no siempre mejoran. Control lechero (primera muestra suficiente?)
Ordeño Automatizado: Puntos críticos (2/2)
Optimización de números ordeños diariopor vaca AMS:
Producción, Estado y numero de lactación,Morfología de ubre (cisternas, Ayadi et al.,
2004)
Capacidad de funcionamiento del robot: coste fijos/kg de leche (Koning & Outweljes, 2000)Alimentación: volver a alimentación individual vs sistema TMR?La asistencia y el asesoramiento técnico adaptados a condiciones especificas de cada granja
Comparación ordeño Sala vs. Automático (Pirlo, 2004)
15.00 1.10 2.40 2.55 2.40 3.30 10.10 3.30 2.40 2.55 2.4032.10 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.0032.38 1.15 30.00
'35
'35
9.30
9.65
60.00
6.00
scala 1 : 50
0 5 10 151515 m
6.00
Area alimentación
Area de reposo
Sala de ordeño
Robot
105 vacas Frisonas Italianas: 69 primíparas, 36 multíparas
48 Ordeñadas con robot (AMS): 30 prim. y 18 multíparas
57 ordeñadas en sala (SO): 39 prim. y 18 multíparas
Alimentados ambos grupos una vez al día a las 7.00 a.m. con la misma TMR
Vacas de AMS dejadas ordeñar cuando pasaron mas de 5 h del ordeño anterior.
Leche conservada a 4-5 °C.
Comparación ordeño Sala vs. Automático (Pirlo, 2004)
Consumo de agua para ordeño (Pirlo, 2004)SO = sala ordeño; AMS = automático
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
SO AMSsistema ordeño
Con
sum
o ag
ua (l
)caliente
fria
Ordeño
Limpieza
Lechería
Tanque
Sala ordeño
Sala espera
Potencia eléctrica necesaria para ordeño (Pirlo, 2004)
SO = sala ordeño; AMS = Automático
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
SO AMSSistema de ordeño
Pote
ncia
(kW
)
EnfriamientoinstántaneoTanque
Electronica
Alimentados
Bomba de leche ylavadoCompresor
Vacío
0
25
50
75
100
125
150
SO Sistema ordeño
Con
sum
o en
ergí
a (k
Wh)
Enfriamiento inst. + bufferTanqueElectronicoAlimentadorBomba leche + limpiezaCompresorVacío
Vacío
Compresor
Bomba leche + limpieza
Alimentador
Electronico
Tanque
Enfriamiento inst. + buffer
AMS
Consumo eléctrico para ordeño (Pirlo, 2004) SO = sala ordeño; AMS = automático
Tiempos de trabajo en sala de ordeño: SO (Pirlo, 2004)
Entrada 5 minOrdeñoLavadoTotal
1 h 35 min15 min
1 h 55 min
Tiempo de trabajo diario (x2): 3 h 50 min
Limpieza y mantenimiento AMS 25 minReparacionesRegistro de nuevas vacasLimpieza sueloControl de datosControl de vacas
17 min10 min
8 min20 min30 min
Tiempo de trabajo diario: 1 h 50 min (1/2 SO!!)
Tiempo de trabajo en ordeño automático: AMS(Pirlo, 2004)
Sistemaordeño
Paridad Media ± Desv
Primiparas
Multíparas 32.53 10.57
Media 29.03 9.81
Media 28.65 9.30
7.03
13.1629.41Multíparas
27.14 8.83
28.33
MP
Primiparas
AMS
Resultados: Producción de leche (kg/d/vaca)
Medias y desviaciones estándar
Resultados 2 años
0
2
4
6
8
10
12
14
01/02 04/02 07/02 11/02 02/03 05/03 09/03 12/03
Fecha
Nºo
rdeñ
os y
pro
ducc
ion
(kg)
2:24
4:48
7:12
9:36
12:00
14:24
16:48
Inte
rval
o en
tre
orde
ños
Leche/ordeño
Nºordeños/vaca
intervaloentreordeños
Ordeño automático (Pirlo, 2004)
Frecuencia de ordeño: Estación
El efecto de la estación fue mas marcado en vacas primíparas que en multíparas
***
2,0
2,2
2,4
2,6
2,8
3,0
Primíparas Multíparas
Otoño+Invierno
Primavera+Verano
Nº
ord
eños/
vaca
y d
ía
Resultados: Efectos del estado de lactación en la producción de leche
de vacas primíparas
0
510
1520
2530
35
0 10 20 30 40
semanas de lactación
kg/d
AMS MP
Resultados: Efectos del estado de lactación en la producción de leche
en vacas multíparas
0
10
20
30
40
50
0 10 20 30 40
semanas de lactación
kg/d
AMS SO
∗ P < 0.05
*
P = 0.09
Resultados:Producción de leche (kg/d)
*
23
24
25
26
27
28
29
30
AMS SO
kg/d Primíparas
Multíparas
23
24
25
26
27
28
29
30
Primiparas Multíparas
kg/d AMS
SO
Vacas tumbadas (en cubículos y al exterior)
En verano las vacas pasaron la mayor parte de la noche tumbadas fuera y el número de ordeños durante la noche fue muy bajo
AMS
SO
AMS-PRIMAVERA
0102030405060708090
100
0 3 6 9 12 15 18 21
%
0102030405060708090100
% FOrdeñoExteriorcubiculos
AMS-VERANO
0102030405060708090
100
0 3 6 9 12 15 18 210102030405060708090100
AMS-OTOÑO
0102030405060708090
100
0 3 6 9 12 15 18 210102030405060708090100
MP-PRIMAVERA
0102030405060708090
100
0 3 6 9 12 15 18 210102030405060708090100
MP-VERANO
0102030405060708090
100
0 3 6 9 12 15 18 210102030405060708090100
MP-OTOÑO
0102030405060708090
100
0 3 6 9 12 15 18 210102030405060708090100
Item SO AMS Efecto (P <)
Grasa, % 3.61 ± 0.0 3.33 ± 0.09 0.02
Proteina, % 3.54 ± 0.04 3.50 ± 0.03 NS
Lactosa, % 5.17 ± 0.03 5.17 ± 0.02 NS
Ln SCC, x103/ml 4.37 ± 0.15 4.81 ± 0.11 0.02
Urea, mg/100 ml 24.7 ± 0.5 25.1 ± 0.3 NS
Comparación ordeño Sala vs. Automático (Pirlo, 2004)
Composicion: 1/2
Item MP AMS Efecto (P <)
Pto. Congel., °C -0.5293±0.0006 -0.5291±0.0004 NS
AGL, meq/100g grasa 0.531±0.039 0.700±0.030 0.001
Nata natural,% grasa 39.74±1.50 36.11±1.24 0.06
Globulo graso Ø, μm 4.55±0.1 4.61±0.08 NS
pH 6.706±0.010 6.745±0.007 0.002
Acidez, °SH/100 ml 7.143±0.100 6.759±0.072 0.002
Caseina, %N 75.73±0.39 75.62±0.25 NS
NNP, %N 5.49±0.13 5.72±0.09 NS
Comparación ordeño Sala vs. Automático (Pirlo, 2004)
Composicion: 2/2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1-90 91-180 181-270 >270
Estado de lactación
meq
/1
00
g o
ffa
t
c
ab
a
bc
AMS valores mas altos que MP. En AMS el contenido en AGL fue mas alto al inicio de lactación.Interacción significativa (P < 0.001) entre sistema de ordeño y estación, con valores mas altos para AMS en Primavera y Otoño, pero no diferencias en verano.
Resultados: Lipolisis de grasa en leche (AG libres)
MP
AMS
Niveles de AGL e intervalo entre ordeños (Koning, 2004)
intervalo ordeño y FFA (n=712)
0
1
2
3
4
5
4 6 8 10 12 14 16intervalo entre ordeños (h)
FFA
(meq
/100
g g
rasa
)
Fuente: IMAG ‘90
Frecuencia de ordeño y FFA
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
11,6 8 6,1
Intervalo entre ordeños (h)
FFA
(meq
./100
g d
e gr
asa)
Fuente: IMAG ‘90
Efecto de rutina de ordeño (2X dia) en el coste de producción de leche en ovino1 (Caja
et al., 2006)
Tiempo (s) 2X-1950’s 2X-1970’sEntradaColocación pezonerasOrdeñoMasaje intermedioOrdeñoApurado y retiradaRepaso a manoSalida80-90 (<45 s/oveja)1.02
20-23 L/h-ordeñador0.56 €/L
0304590 (+60)-180200300Ovejas/hLeche, L/dOrdeñadores
Caudal lecheCoste trabajo
EntradaColocación pezonerasOrdeño- No -OrdeñoApurado y retiradaSalida-120-130 (<30 s/oveja)2.02
60-65 L/h-ordeñador0.15 €/L
1Basado en sala ‘Casse’ (2 x 12) y 18 €/h
Time (s) 2X-RAP 1X-ACR
03045180200-Ovejas/hLeche, L/dOrdeñadores
Caudal lecheLabor cost
EntradaColocaciónOrdeñoApurado y retiradaSalida-250-300 (<15 s/oveja)1.51
375-450 L/h-ordeñador0.029 €/L
Efecto de la automatización (RAP) o reducción frequencia (1X) de ordeño en el
coste de producción en ovino1
EntradaColocaciónOrdeñoRetirada automáticaSalida-250-300 (<15 s/oveja)2.01
250-300 L/h-ordeñador0.044 €/L
Vacas: 1.000-2.500 L/h-ordeñador (0.008-0.020 €/L)
1Basado en sala ‘Casse’ (2 x 12) y 18 €/h
Identificación de cabras3.
Lector a mano
Antena bastón
Operador
1. e-ID
1. ID Visual & lectura
Ganadero
Control lechero de cabras: 1/2
Registros, nPº leche, L/d Leche/tiempo, L/minTiempo grupo, min
ControlTransferenciaTotal
Tiempo unitario, minControlTransferenciaTotal
Errores, nControlTransferencia
3601,91 ± 0,041,45 ± 0,03
31,45 ± 0,604,81 ± 0,34
36,26 ± 0,91
1,32 ± 0,030,20 ± 0,011,52 ± 0,04
2 (0,6%)4 (1,1%)
-0,1560,539
0,5050,0010,011
0,5110,0010,002
--
Manual Semi-Aut. P =
3601,94 ± 0,041,46 ± 0,04
32,16 ± 0,691,09 ± 0,10
33,25 ± 0,91
1,34 ± 0,030,05 ± 0,011,39 ± 0,04
2 (0,6%)0
Reducción tiempo: 8 s/cabra
Diferencia M-SA= 3,7
min/24 cabras
Control leche cabras: Manual vs Semi-aut.
Experiencia operador: interacción S×T (P < 0,05)Semi-automáticob = – 0,006 min/d (R2 = 0,40; P < 0,001)
Manual(R2 = 0,03; P > 0,05)
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
0 10 20 30 40 50 60 70
Días de control
Tie
mpo
, min
○ Manual● SA
Control leche cabras: Manual vs Semi-aut.
Días de control/lactación = 6Precio bolo = 1,4 €Vida útil = 5 añosPrecio lector = 400 €Amortización = 5 añosLecturas/año (200 d × 100 cabras/d) = 20.000
Coste ahorro/24 a 480 cabras: (3,0 a 77,3 min) 0,5 a 12,9 €
Ahorro/control lechero: 0,13 min/cabra (3,01 min/24 cabras)
Sala ordeño = 2 × 12Tamaño rebaño = 24 a 480 cabrasCoste mano de obra = 10,0 €/h
Coste /control lechero = 0,051 €/cabra
Costes/24 a 480 cabras: 1,22 a 24,48 €
Costes netos/control lechero: 0,72 a 11,58 €
Paga 40% inversión
Coste control leche cabras: Manual vs Semi-aut.
Tiempo de control lechero, min/ovejaP leche, L/oveja Control lechero Transferencia Total
Errores, n
7 (2,9%)
13 (5,4%)
6 (2,5%)
19 (4,0%)
0
000
0,99 ± 0,04b
0,89 ± 0,05cd
0,56 ± 0,04e
1,45 ± 0,08a
0,96 ± 0,05bc
0,82 ± 0,05d
0,56 ± 0,03e
1,38 ± 0,08a
Mx1 0,56 ± 0,02c 0,13 ± 0,01c 0,69 ± 0,02c
x2am 0,56 ± 0,02c 0,14 ± 0,01b 0,70 ± 0,03c
pm 0,49 ± 0,01d 0,13 ± 0,01c 0,62 ± 0,02d
Día 1,05 ± 0,03a 0,27 ± 0,02a 1,32 ± 0,05a
SAx1 0,47 ± 0,03e 0,03 ± 0,01e 0,50 ± 0,03e
x2am 0,46 ± 0,02e 0,03 ± 0,01e 0,49 ± 0,03e
pm 0,40 ± 0,02c 0,03 ± 0,01e 0,43 ± 0,02f
Día 0,86 ± 0,04b 0,06 ± 0,02d 0,92 ± 0,05b
Reducción de tiempo: 0,2 a 0,6 min/oveja
Control leche ovejas: Manual vs Semi-aut.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0 10 20 30 40 50 60 70
Días de control lechero
Tie
mpo
, min
/ove
ja
Experiencia operador : interacción Sistema × Día (NS)
Semi-automáticob = – 0,002(R2 = 0,35; P < 0,001)
Manualb = – 0,003(R2 = 0,37; P < 0,001)
○ Manual● SA
Resultados: Control lechero ovejas
− Bolos: 1,4 €/unidad− Lector a mano: 400 €− Días de control / lactación & oveja: 4
Costes netos / control lechero 0,94 a 35,7 €
Paga ~50% inversión
Costes = 0,071 €/ ovejaCoste/control lechero = 1,7 a 71,6 €
(rebaños 24 a 1008 ovejas)
Ahorro / Control lechero 0,76 a 35,9 €
(Rebaños 24 a 1008 ovejas)
1. Frecuencia de ordeño (x1):
1-2)
1)
2)
• Precio unitario a la escala de EU en 2008:Vida útil & amortización = 5 años
Registros/año (200 d × 400 ovejas/d) = 80.000
Control leche ovejas x1: Manual vs Semi-aut.
− Bolos: 1,4 €/unidad− Lector a mano: 400 €− Días de control / lactación & oveja: 8
Registros/año (200 d × 400 ovejas/d) = 80,000
Costes netos / Control lechero = -0,17 a -1,14 €
Paga 100% inversión
+2% beneficio
Costes = 0,072 €/ Oveja lecheCostes / control lechero x2 = 1,7
a 72,6 €
Ahorro / Control lechero 1,6 a 73,7 €
(Rebaño: 24 a 1,008)
1)
2) 1-2)
Vida útil & amortización = 5 años
• Precio unitario a la escala de EU en 2008:
2. Frecuencia de ordeño (x2):
Control leche ovejas x2: Manual vs Semi-aut.
Conclusiones prácticasMuchas posibilidades de automatizaciónAutomatización = reducción de trabajo y aportede datosUtilizar herramientas actuales infrautilizadasImportancia del periodo de adaptación(entrenamiento)Posibilidad de reducir número de ordeñosdiarios (fin de semana, mitad de lactación).Uso de información para adaptarse a los nuevos cambios
…Gracias por la atención!
G2RGrup Recerca Remugants