EL TRACTOR COMO ELEMENTO SUBSIDIARIODE UNA INSTALACION DE ORDEÑO

Uno de los problemas de infraestructuramás importantes para las explotaciones gana-deras es la insuficiencia en las redes de dis-tribución de energía eléctrica de que estándotadas algunas zonas de nuestro país. Estohace que los cortes de energía sean frecuen-tes, así como las caídas de tensión hastaniveles que imposibilitan el funcionamientocorrecto de la instalación de ordeño.

En este trabajo se va a estudiar el tractorcomo elemento subsidiario para el funciona-miento de una instalación de ordeño, y lasdiferentes opciones con las que cuenta unempresario ganadero para resolver este pro-blema. Hay que advertir que todo lo que aquíse dice es totalmente aplicable a las instala-ciones de ordeño de ovejas y cabras.

PROBLEMAS POR EL FALLO DE LAORDEÑADORA

Un fallo en el suministro de energía eléc-trica en la explotación, se considera comocausa principal de impedimento en el funcio-namiento de la ordeñadora. Sin embargo,también se propone una solución de socorropara cuando la instalación de ordeño nopueda funcionar a causa de la rotura de labomba de vacío.

El fallo del suministro de energía eléctricase puede producir en cualquier momento deldía, incluso durante la operación del ordeño.De cualquier forma el tiempo de que dispon-drá el ganadero para resolver el problema yencontrar otro medio alternativo para el fun-cionamiento de la instalación será muy escasoy, por ello, es imprescindible tener preparadala solución alternativa.

El fallo del suministro de energía eléctricapuede plantear varios problemas diferentes:ordeñar; conservar la leche; disponer de luzeléctrica en la instalación (si es el ordeño dela noche); y calentar el agua de limpieza. Deentre ellos, sólo nos refirirennos al relativo alpropio ordeño y a las posibles soluciones,contando con el apoyo de un tractor de laexplotación.

Si no se dispone de un medio subsidiariopara el funcionamiento de la instalación, nohabría más remedio que ordeñar el ganado a

mano o prescindir de ese ordeño. Pero elproblema de ordeñar las vacas a mano seagrava conforme aumenta el tamaño delrebaño de la explotación. En una explotaciónpequeña, por ejemplo de 8 a 15 vacas, sepodrían ordeñar estas vacas a mano con unmayor esfuerzo físico y un tiempo de ordeñomás prolongado. Cuando el número de vacases de 30, esta operación ya sería muy difícil,pues habría que recurrir a mano de obra adi-cional. En el caso de 50 o más vacas, el tratarde ordeñarlas a mano sería de todo puntoimpensable.

Si un ganadero decidiera no realizar eseordeño, según la bibliografía existente (AnForas Taluntais, 1976), se puede esperar:

— Pérdidas equivalentes a la cantidad de leche quehubiera obtenido en ese ordeño.

— Aunque las vacas produzcan más en el ordeñosiguiente, habrá que contar con un ligero descenso deproducción en toda la lactación.

— Normalmente no se producirán problemas sanitarios(mamitis).

En general esta opción no se debe conside-rar puesto que:

— Hay la seguridad de tener pérdidas.— El problema se agrava mucho si hubiera que prescin-

dir de 2 ordeños (avería de larga duración).— Sólo 3 ó 4 fallos al año compensan económicamente

el costo de disponer de un medio subsidiario.

Como conclusión se puede afirmar que,en todas las explotaciones hay que dispo-ner de un medio subsidiario para el funcio-namiento de la instalación de ordeño.

UTILIZACION DEL TRACTOR COMOMEDIO SUBSIDIARIO

El tractor, utilizado como medio subsidia-rio para el funcionamiento de una instala-ción de ordeño tiene varias ventajas que sepueden resumir como sigue:

— Ofrece una gama muy amplia de posibilidades paraese fin (utilización de la toma de fuerza, del sistemahidráulico, de la admisión de aire e incluso delescape).

— Es un medio muy accesible, al estar presente en lamayor parte de nuestras explotaciones ganaderas.

— Fundamentalmente debido a lo expuesto anterior-mente, es la solución más económica que tiene a sualcance el ganadero.

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Quizá en algunas explotaciones que carez-can de un tractor u otro vehículo dotado detoma de fuerza, haya que considerar comoalternativa válida para el funcionamiento de laordeñadora un motor pequeño de combustiblelíquido.

Por otra parte, en explotaciones con unasdimensiones muy grandes y con posibilidadesde cortes de energía frecuentes, puede serconveniente el instalar un sistema autónomode producción de energía eléctrica, con loque en todos los casos se asegura la marchanormal de todas las labores, incluido elordeño, sin problemas.

UTILIZACION DIRECTA DE LATOMA DE FUERZA

Bomba de vacío

La toma de fuerza del tractor se puede uti-lizar directamente para transmitir potencia auna polea de emergencia que se conecta pormedio de correas a la polea de la bomba devacío y hace funcionar ésta a la velocidadrequerida.

Esta polea, que sólo se utiliza en caso denecesidad, debe tener un diámetro tal quemantenga la velocidad de rotación de labomba de vacío dentro de los límites reco-mendados por el fabricante.

Para determinar el diámetro de la polea quetransmita correctamente la potencia de latoma de fuerza a la bomba de vacío, se utilizala siguiente fórmula:

d d X V2

V2 D

VI

= velocidad de la toma de fuerza (será 540 r/min ó1.000 r/min).

= velocidad de la bomba (recomendada por el fabri-cante).

= diámetro de la polea de emergencia.= diámetro de la polea de la bomba.

Para poder adaptar la toma de fuerza a lapolea de emergencia, ésta debe ser fácil-mente accesible al tractor. Asimismo, deberáestar prevista de ubicación en su sitio ade-cuado, las aberturas e implementos necesa-rios, e incluso elementos de protección paraevitar accidentes.

Las principales ventajas que ofrece este sis-tema son:

— Es el más económico (sólo hay que contarcon el costo de la polea de emergencia yel de su montaje).

Polea de emergencia para unir a la torna de fuerza deltractor.

— La fabricación de la polea y su montajeson muy sencillos (un herrero o mecánicorural puede realizarla si dispone de undiseño adecuado).

El mayor inconveniente que tiene este sis-tema es que al no producir energía eléctrica,ni lo pulsadores electrónicos ni la bombacentrífuga de leche pueden funcionar. Porello es un sistema ideal para explotacionespequeñas o medias, en las que todos loscomponentes de la instalación de ordeñofuncionan por medio del vacío.

Para tratar de obviar este problema, algu-nos fabricantes recomiendan, en caso deemergencia, sustituir la bomba centrífuga deleche por un extractor neumático, o por des-carga directa a cantinas. Estos sistemas tie-nen la desventaja de tener que duplicar prác-ticamente los dispositivos de descarga deleche.

También hay algún fabricante que ofrece laposibilidad de hacer funcionar los pulsadoreselectrónicos mediante la batería del tractor uotro que se tenga especialmente para ese uso.

Bomba de vacío y motor eléctrico sincrónico

En este sistema la toma de fuerza del trac-tor transmite la potencia a la bomba de vacíoy, a la vez, al motor eléctrico sincrónico de lainstalación. Este motor trabaja así comogenerador eléctrico que permite el funciona-miento de la bomba de leche, el generador depulsación de los pulsadores electrónicos y,además, permite utilizar alguna bombilla parala sala de ordeño y lechería.

Tal como se comercializa este sistema ennuestro país el motor debe ser de una poten-cia igual o superior a 2,2 kW y la máximademanda de potencia no debe superar 2 kVA.

Por ejemplo, la demanda podría ser:

PotenciaC.V. VAk

Bomba Generador de pulsaciones 2 bombillas de 100W.

Total

1,1

0,12

1,50,150,20

1,85

Para reducir la demanda de energía en elmomento del arranque, hasta que el motorque acciona la bomba de leche no esté enrégimen de funcionamiento continuo, no sedebe conectar el resto del equipo.

La ventaja de este sistema radica en quecon un costo suplementario razonable producesuficiente enegía eléctrica como para lograrel correcto funcionamiento de la instalaciónde ordeño, cualquiera que sea el caso, yademás permite utilizar alguna bombilla parala iluminación de la sala y lechería.

Este sistema puede ser interesante paraexplotaciones de tamaño medio dotadas depulsadores electrónicos y bombas de lechecentrífugas.

Para las explotaciones de dimensión muygrande y en aquellas en que se considerenecesario el funcionamiento del tanque derefrigeración de leche, este sistema no seríaválido pues no proporciona suficiente poten-cia como para cubrir todos esos requeri-mientos.

Bomba de vacío y alternador independientes

En este sistema la polea de emergenciaconectada a la toma de fuerza del tractortransmite la potencia a la bomba de vacío y aun pequeño alternador independiente quegenera corriente eléctrica.

La potencia eléctrica que produce estealternador, tal y como se ofrece en el mer-cado, es equivalente al caso anterior, es decirsuficiente para el funcionamiento de la bombade leche, el generador de pulsaciones yalguna bombilla.

Respecto a ventajas e inconvenientes, sepueden repetir las consideraciones ya expues-tas en el caso anterior, añadiendo que elcosto de este sistema es superior, al incorpo-rar el alternador independiente.

Generador de corriente eléctrica

En este caso la toma de fuerza del tractorestá acoplada directamente a un generador,que es el que proporciona la energía eléctricanecesaria para hacer funcionar la instalación

de ordeño, el tanque refrigerante y demásequipo de lechería.

Este sistema, que es el más perfecto de losestudiados, es asimismo el más caro, por loque sólo se puede considerar en explotacio-nes de gran dimensión, aunque tenga la ven-taja de proporcionar energía para hacer fun-cionar cualquier otro motor eléctrico queexista en la finca (molino de pienso, motor deriego, etc.).

En nuestro país hay disponibles generado-res de esta clase desde 5 kVA hasta 40 kVA.Dado la elevada inversión que este métodorequiere es muy importante elegir el tamañoadecuado para las condiciones específicas decada explotación.

Cuadro 1.—Precio orientativo de alternadores en 1985

kVA Precio Del carro transportabley caja de cambios

Alternador 5 130.000 210.00010 180.000 260.00020 250.000 350.000

» 30 280.000 400.000» 40 310.000 430.000

Llave y pieza en T conectada a la admisión del tractor

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Para calcular el generador necesario, en elcaso de que todos los motores se arranquenindependientemente, hay que sumar, las po-tencias de todos los motores, el calefactor ydemás equipos que se prevea que vayan afuncionar simultáneamente.

A esta cifra hay que añadir la potencia delmotor más grande, teniendo en cuenta quepara el arranque de los motores se debe dis-poner de un dispositivo adecuado, comoobliga el Reglamento Electrotécnico de B.T.en la instrucción n º 34. (Por ejemplo, arran-cador estrella-triángulo).

Si existiera la posibilidad de arrancar dosmotores a la vez, de la misma forma habríaque sumar sus potencias a la primitiva cifrade potencia calculada. En este caso se reco-mienda enclavar eléctricamente los motoresde modo que aunque se accionen con unpulsador común se evite la posibilidad dearranque simultáneo, retrasando el arranquede uno de ellos unos segundos, de formaautomática, respecto al otro.

Esto supone una economía importante, yaque el cálculo de la potencia necesaria,puede hacerse según se indicó en el casoanterior.

Para facilitar el cálculo del alternador másadecuado a cada caso se aportan los cuadro2, 3 y 4 de potencias nominales normalizadaspara motores y conversión de kW a kVA enmotores monofásicos y trifásicos de corrientealterna.

Cuadro 2.-POTENCIAS NOMINALES NORMALIZADASPARA MOTORES ELECTRICOS HASTA 30 kW

KW CV KW CV KW CV

0,18 0,25 1,50 2,00 11,00 15,000,25 0,33 2,20 3,00 15,00 20,000,37 0,50 3,00 4,00 18,00 25,000,55 0,75 4,00 5,50 22,50 30,000,80 1,10 5,50 7,50 30,00 40,001,10 1,50 7,50 10,00

Cuadro 3.-CONVERSION DE kW (POTENCIA DELMOTOR) EN kVA (POTENCIA APARENTE DEMANDADA),EN MOTORES MONOFASICOS DE CORRIENTE ALTERNA

Potencia delmotor(kW)

Rendimientodel motor

Factor depotencia

Potencia apa-rente demanda-

da (kVA)

0,18 0,62 0,60 0,480,25 0,65 0,62 0,620,37 0,69 0,65 0,820,55 0,72 0,67 1,140,80 0,74 0,69 1,571,10 0,75 0,71 2,061,50 0,76 0,73 2,702,20 0,78 0,70 3,763,00 0,80 0,77 4,87

NOTA Se han incluido motores de hasta 3 kW, pero lohabitual es que los motores sean fraccionarios, es decir,de potencia igual o inferior a 0,8 kW.

Cuadro 4.-CONVERSION DE kW (POTENCIA DELMOTOR) EN kVA (POTENCIA APARENTE DEMANDADA),EN MOTORES TRIFASICOS DE CORRIENTE ALTERNA

Potencia delmotor (kW)

Rendimientodel motor

Factor depotencia

Potencia aparentedemandada

(kVA)

0,37 0,75 0,65 0,760,55 0,76 0,67 1,080,80 0,77 0,69 1,501,10 0,79 0,71 1,961,50 0,81 0,73 2,542,20 0,82 0,75 3,583,00 0,83 0,77 4,694,00 0,84 0,78 5,415,5 0,85 0,80 8,097,5 0,86 0,82 10,63

11,0 0,87 0,84 15,0515 0,87 0,86 20,0518 0,88 0,86 23,7822,5 0,88 0,87 29,3930 0,89 0,88 38,30

NOTA: Se han incluido motores desde 0,37 hasta 30 kW.

Por ejemplo, el cálculo práctico para unaexplotación concreta en el caso de contarcon motores trifásicos de corriente alternasería:

Necesidades kW kVA

Motor de la bomba de vacío 2,2 3,58Motor de la bomba de leche 1,1 1,96Generador de pulsaciones 0,18 0,48Tanque refrigerante de leche 3,00 4,69Motor de la bomba de agua 2,20 3,58Iluminación sala de ordeño y lechería, 4

fluorescentes de 40 W 0,16 0,28Otras necesidades, 6 lámparas incandes-

centes de 60 W 0,36 0,36

Potencia total 14,93

NOTA: Los kVA de los motores se calculan según lastablas; en los fluorescentes, se multiplica por 1,8 parapasar de kW a kVA y en las lámparas incandescentes loskW son iguales a kVA; el generador de pulsaciones se haasimilado al caso de un motor monofásico de corrientealterna.

Supuesto n 2 1.- Posible arranque simultá-neo del tanque refrigerante de leche y de labomba de agua.

Potencia total 14,93 kVAPotencia de los dos motores (4,69+3,58) 8,27 »

Total 23,20 »

Se elige el alternador de 30 kVA.

Supuesto n 2 2.-Arranque diferido del tan-que refrigerante de leche y de la bomba deagua.

Potencia total 14,93 kVAPotencia del tanque 4,69 »

Total 19,62 »

Se elige el alternador de 20 kVA.

Esquema de la conexión a la admisión del tractor.

Ordeñadora de demostración, funcionando conectada a laadmisión del tractor.

UTILIZACION DEL SISTEMA HIDRAULICODEL TRACTOR

El sistema hidráulico del tractor puedeaccionar un motor hidráulico de engranajesque hace funcionar la bomba de vacío.

En este caso hay que sustituir el motoreléctrico por el hidráulico, que va montado ensu lugar, y conectar las conducciones deentrada y salida a las tomas del sistemahidráulico del tractor.

Este dispositivo, que es muy fiable y defuncionamiento silencioso, está recomendadocuando hay que ordeñar durante una tempo-rada del año con la instalación en el propiocampo donde está el ganado. Por ello sólo sedebe considerar como sistema subsidiario,cuando ya se disponga de él en la explo-tación.

CONEXION DEL SISTEMA DE VACIO A LAADMISION DE AIRE DEL TRACTOR

Un motor de tipo diesel es capaz de aspirarsuficiente caudal de aire como para permitirel funcionamiento de una instalación deordeño.

Experiencias realizadas por el NIRD enInglaterra (NIRD, 1979), sugieren que un trac-tor con una potencia de 60 CV, funcionandoa 1.200 r/min, es capaz de aspirar un caudalde aire de 800 l/min, a un nivel de vacío de50 kPa.

Una experiencia similar se ha realizado enla Estación de Mecánica Agrícola del Ministe-rio de Agricultura, Pesca y Alimentación, uti-lizando un tractor de 3.610 cc de cilindrada,homologado con una potencia de 57 CV,lográndose un caudal útil de 750 l/min a 50kPa, cuando el motor gira a 1.200 r/min.

En las pruebas realizadas, al igual que debehacerse cuando se utilice como elemento desocorro, se conectó el colector de admisión

del tractor mediante una pieza en T a laentrada del calderín de vacío por medio deuna tubería rígida (resistente al vacío) de 30mm de diámetro. En el extremo libre de lapieza en T se instala una llave de compuertao similar que pueda utilizarse para lograr quecierta cantidad de aire libre atmosférico entredirectamente a la admisión de motor. Esnecesario un cierre hermético en todas lasuniones.

De las pruebas realizadas en la ordeñadorade demostración expuesta en la «Exposiciónpermanente de maquinaria agrícola» de laEscuela Técnica Superior de Ingenieros Agró-nomos de Madrid, utilizando la conexión dela admisión del tractor se deducen las si-guientes recomendaciones de uso:

— Abrir completamente la válvula de compuerta (entra-da directa de aire atmosférico al motor) y esperar hastaque éste alcance su temperatura normal de funciona-miento manteniendo el motor del tractor a unas 1.200 r/min.

— Cerrar progresivamente la entrada de aire paraponer en funcionamiento la ordeñadora, hasta que sealcance la reserva real mínima de aire y el nivel de vacíode trabajo.

— La aparición de humo negro en el escape es debidaa una escasez de aire en el motor, por lo que se hacenecesario abrir algo el paso del aire actuando sobre lallave de compuerta y aumentar el régimen de funciona-miento del motor, con lo que la reserva real de aire dis-minuye ligeramente.

En ningún caso durante las pruebas seobservaron anomalías en la instalación deordeño ni en el funcionamiento del tractor.

La conexión entre tractor y máquina deordeño se realiza con mayor facilidad qui-tando el filtro de aire y colocando directa-mente la conducción a la admisión. El costototal de material necesario para aplicar este

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CUADRO RESUMENDE LAS POSIBILIDADESDE LOS DIVERSOSSISTEMAS SUBSIDIARIOSQUE UTILIZANEL TRACTOR

Sletema subsidiario Ventajaz InconvenientesTipo de Instalaciones de ordeno

en las que se recomienda lautilización del sistema

15o—o_(1)113 1500 N

Z.5 1

/73 oc -oo5oN=z7

Bomba devació

Es el más económico. Los pulsadores electrónicoso la bomba de leche necesi-tan otro medio para fun-cionar

Pequeñas y medianas en lasque todos los componentesfuncionen con vacio

Bomba de vacioy motor eléctricosincrónico

.Permite el funcionamiento depulsadores electrónicos, bombasde leche y algun punto de luz.

Es más caro. No permite elfuncionamiento del tanquerefrigerante de leche.

Medianas o grandes, dota-das de pulsadores electróni-cos y bomba de leche.

Bomba de vacioy alternador

Igual al anterior. Igual al anterior Igual al anterior.

Generador de co-mente eléctrica

Permite el funcionamiento depulsadores electrónicos, bombasde leche, tanque refrigerador. asícomo otros elementos auxiliaresde la lechería y de la explotación

Es el sistema más caro. Grandes (fundamentalmentedebido a la inversión nece-sana)

Utilización del sistemahidráulico,

Puede valer para el funciona-miento de la instalación en elpasto

No se comercializa comen-temente en nuestro país.

Aquellas que ordeñan enpasto durante algunos me-ses del año

Conexión del sistema devacío a la admisión deaire del tractor

Muy económico Se prepara ymonta en muy poco tiempo. Noes necesaria una bomba de vacío.

Puede deteriorar el tractor En cualquier instalación ensituaciones ce emergencia(rotura de la bomba de va-cio o del sistema subsidiariohabitual).

sistema es en la actualidad de unas 6.000pesetas.

Aunque éste es un método sencillo pararesolver el problema por un fallo de energíaeléctrica, no se recomienda para uso conti-nuo, pues el motor del tractor puede deterio-rarse (aire no filtrado y con alto contenido dehumedad). La utilización de un tractor nuevoen esta operación puede ocasionar problemasen cuanto a la garantía que ofrece el fabri-cante.

Por ello consideramos que este sistemasólo se debe tener en cuenta en caso defallo del sistema subsidiario normal de laexplotación, o cuando se rompa la bomba devacío y no puede sustituirse por otra, o arre-glarse, antes del siguiente ordeño.

CONCLUSIONESLo expuesto en este trabajo se puede

resumir en las siguientes conclusiones:1 9- Todas las explotaciones de ganado

vacuno, ovino y caprino, dotadas de instala-ciones de ordeño mecánico, necesitan dispo-ner de un medio subsidiario de funciona-miento para casos de emergencia. Esto coinci-de con la recomendación del punto 3.2 de lanorma UNE 68050 «Instalaciones de ordeñomecánico: Construcción y funcionamiento».

2 9 En general se recomienda como sis-tema más adecuado y económico la conexiónde la toma de fuerza del tractor a una poleade emergencia que haga funcionar la bombade vacío.

3 9 Los sistemas que utilizando la toma defuerza del tractor para el funcionamiento dela ordeñadora mueven también un motor sin-crónico o alternador independiente, son acon-sejables en aquellas explotaciones, medianaso grandes, dotadas de bomba de leche centrí-fuga y pulsadores electrónicos.

49 Los alternadores acoplados directamentea la toma de fuerza del tractor, por su altocosto, sólo se pueden considerar en explota-ciones de dimensiones muy grandes o cuandoexista la posibilidad de utilizar este equipogenerador para otras labores agrícolas oganaderas.

5 9 El dispositivo para la utilización de laaspiración del tractor como productor directode vacío sólo deberá usarse en caso derotura de la bomba de vacío, hasta que éstase puede reparar, o por fallos en el sistemasubsidiario.

Los autores agradecen a don Gregorio Serrano Muñozy a don Francisco González González, su inestimableayuda para la preparación de este trabajo, así como a losfabricantes: Alfa-Laval, S. A.; Euromilk; Gascoigne, S. A.;Manus; Maquimun, S. A.; Máquinas Cerezo, S. A.; yWesfalia-Separatór; por la documentación aportada sobrelos medios subsidarios por ellos comercializados.

José Luis Ponce de LeónIngeniero Agrónomo

Manuel Fernández TruchaudIngeniero Técnico Agrícola

Estación de Mecánica Agrícoladel Ministerio de Agricultura, Pesca y

AlimentaciónJesús Lago Lago

Dr. Ingeniero Industrial de laCátedra de Electrotecnia

E.T.S.I.A.

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Series, n 2 4, Dublin, 1976.GARCIA, J.; PONCE DE LEÓN, J. L. y LUCINI, J.: Manual de

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MINISTERIO DE INDUSTRIA Y ENERGIA. Reglamento Electrónicopara Baja Tensión. Servicio de Publicaciones de dichoMinisterio. Madrid, 1982.

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