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PUBLIOAOION MISCELANEA N,62

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INSTALACIONES DE"'ORDERO ESPINA DE PESCADO

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INTA ESJ'ACION EXPERIMENTAL AGRO'P.;ClJARIA RAFAELA

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INSTALACIONES DE ORDENO ESPINA DE PESCADO

Análisis de los factores que determinan el rendimiento

Autor(*)

Ing. Agr. Miguel A. Taverna

(*) Técnico de la Estación Experimental Agropecuaria Rafaela

PUBLICACION MISCELANEA N~ 62

INTA República Argentina

Instituto Nacional de Tecnologla Agropecuaria Estación Experimental Agropecuaria Rafaela

Agosto 1992

Reimpreso: Marzo de 1993 - 500 ejemplares

l. INTRODUCCION

En un estudio precedente (l'averna y Abrigo, 1991) fueron caracterizadas en sus aspectos edilicios y operativos las instalaciones de ordeño más difundidas en ·la región. El análisis ha permitido visualizar la existencia de un importante número de explotaciones donde las limitaciones a nivel de las instalaciones y los equipos de ordeí'i.o condicionan la eficiencia del sistema y sus posibilidades de progreso. El próximo paso de estas explotaciones será el de adecuar el tipo de instalación de ordeño con el objetivo de incrementar la productividad de la mano de obra y de mejorar las condiciones de trabajo en el que se desarrolla el ordeño. Esta publicación tiene como objetivo analizar los distintos factores que determinan el rendimiento de las instalaciones de ordeño y sobre esta base. aportar criterios generales que permitan un correct6 dimensionamiento. de las instalaciones de ordeño espina de pescado. Se cO~6idera que este sistema (dentro del cual existen variantes), permitirá responder satisfactoriamente a las expecte..tiv~s de la generalidad de los tambos de la región. Antes ~e comenzar con el desarrollo de los aspectos teóricos que deben ser considerados para un correcto dimensionamiento, resulta conveniente recordar que una instalación de ordeño es concebida y debe ser ufilizada respondiendo a tres requisitos básicos: .

- Extraer la totalidad de la leche sintetizada po~ la vaca.

( No condicionar o perjudicar el estado f'llncional y sanitario del tejido secretor.

No condicionar la calidad bacteriológica de la leche producida.

Estas premisas que deben ser respetadas portado productor eficiente, condicionan.el rendimiento potencial de la mano· de obra y de la instalación actuando sobre los dos principales parámetros que definen .el rendimiento: el tiempo unidad y el tiempo de rutina. Dimensionar correctamente una instalación resultará por lo tanto, de un análisis minucioso que· permita compatibilizar el logro de un elevado rendimiento de la instalación con las restricciones definidas anteriormente .

. .. -.5- .

11. DESARROLLO TEORICO DE LOS FACTORES QUE DETlmMINAN EL RENDIMIENTO

1I Simple equipamiento de ordefí31

Se define como simple equipamiento a la utilización de una unidad de orderlO "UO" cada dos bretes.

• U.O .

• • • •

El número de vacas ordefíadas por hora V por UO es igual a 60 minutos dividido por él tiempo en el que cada UO está afectada al ordeño de una. vaca "TU":

60/TU = número de vacaaordefíadas por hora por cad"..:UO

El rendimiento horario es. igual·al número de vacas ordefíadas por UO (60/TU), multiplicado por la cantidad de UO disponibles. Este rendimiento ·sedefine como el rendimiento potencial en función del material disponible (rendimiento mecánico) .

~ R (mecánico)= (60/TU) x no. UD 11

En simple equipamiento, el TU resulta de la suma del tiempo de ordeño efectivo "t" (tiempo de circulación de leche)*. el tiempo anterior ordeño "TAO" (transferencia V colocación de la UO) V el tiempo posterior al ordeño . "TPO" (retiro de la· UO) .

*·Ver anexo 1. Calculo del tiempo de ordeño en función de la prodticci6n de leche.

-6-

Si este planteo se realiza considerando la mano de obra, el rendimiento potencial de un operario por hora está limitado a 60 minutos dividido por el tiempo insumido en la ejecución de las rutinas necesarlas para el ordeflo de cada vaca. Este rendimiento es definido como rendimiento potencial del hombre en función del trabajo que debe ejecutar (rendimiento humano). .

I R{humano)= 60/TR ~ ,.

El tiempo de rutina "TR" es igual al tiempo insumido por los TAO y los TPO, sumado a lbS de entrada "E" y salida "S" de vacas.

I[ TR:, TAO + TPO +"'g + S ~. l

Utilizando el Esquema 1 se pueden realizar las siguientes demostraciones:

TU= t + (TAO + TPO) = 4,5 + (0,3+ (),l)= 4,9 minutos

R(mecánico)=(60/TU) x n.QUO=(60,l4,9) x 6~ 74 vaca/hora

TR= TAO + TPO + E + S = Q,3 + 0,1+ 0,2 + 0,2= 0,8 minutos.

R(humano)= 60/TR= 60/0,8= 75 vacalhoralhombre.

De esta manera en simple equipamiento de ordeño ====>

R{mecánico) = R(humano) ======> ti (SOITO) x nq UO= SOITRII

.C..Q.ne..i.de.r..ac..iQn.e .. 6

a) En simple equipamiento, es posible teóricamente obtener un equilibrio entre el rendimiento potencial mecánico y el humano.

b) El rendimiento potencial mecánico es prácticamente invariable pu~stQque "'rU" depen<;le ,en gran medida del tiempo de circulación de la leche y este parámetro permanece casi constante dentrade unmismorode.o.

c) Contrariamente. .el rendimiento humano no resulta tan rigido puest'o que siempre es posible mejorar el desempeño del personal.

-7-

El número de UO que pueden asignarse a cada operario resulta de dividir el tiempo de ordeño efectivo (t) por el tiempo de rutina (TR).

Demostración:

R -= (60/TU) x n,Q UO = 60/TR (ler principio)

[60/(t +!TAO + TPO») x nQ UO = 60/TR =====>

n,Q UO = (60/TR) x (t + TAO + TPO)/60 = (t + TAO + TPO)/TR '. , ,

Este planteo resulta evidente observando el Esquema 1. A partir del momento en que las pezoneras son colocadas en a, el tambero dispone del tiempo efectivo de ordeño (t) para ejecutar 5 TAO + 5 TPO + 6 (E+S)= t ====>

6 TR - (TAO + TPO) = t (TR: TAO+TPO+E+S)

nTR= t + (TAO + TPO) =====> despejando obtenemos:

nQ de UO =[t + (TAO + TPO»)/TR

La suma de TAO + TPO (0,4 minutos, en el caso analizado en el Esquema 1) resulta despreciable en relación al valor del tiempo efectivo de ordeño "t" (4,5 minutos), por lo que las relaciones [t + (TAO + TPO) ]/TR y t/TR son prácticamente iguales .

. C .. Qns.ide.r.ao .. i.o .. ne.e

a) En el caso de pretender definir con exactitud el número de unidades de ordeño por operario, utilizar la fórmula TU/TR en lugar de la simplificada.

r 3er principio })

El tiempo del ciclo "Te" representa el tiempo para que el operario realice todos los trabajos repetitivos necesarios para ordefiar un ciclo completo {tanda de vacas).

-8-

[2'C= 2t + 2(TAO + TPO) ~

Este tiempo se inicia en el momento en que la primera vaca de una tanda entra ala sala de ordefío hasta que la última. de esa tanda la deja. Durante este ciclo salen tantas vacas como bretes tiene la instalación (en el Esquema 1, 12 vacas).

El ren~imiento (R) es igual a 60 dividido por el Te, multiplicado por el número de bretes de la instalación.

~ R= -(SOITC) x na. brete~ :de la instalaci6n 1I

.C.onsi.d.e.r..ª.Q . .i.one.s.

La utilización de Te en lugar de TU puede justifioarse por las' siguientes razones:

a) Cuando se comparan rendimientos teóricos con loa obtenidos en una sala de ordeño, resulta más .práctioo cronometrar el tiempo del ciclo completo que el tiempo de afectación por vaca (TU). .

b) Analizando el Esquema 1, podemos observar que TC=2t + 2(TAO + TPO). Los tiempos de entrada y salida de los animales n6 intervienen en el rendimiento de la instalación en simple equipamiento ...

~4to princiPiO)I

El tiempo que dispone el operador para ejecutar los trabajos de rutina para el ordeño de cada vaca (TDR) resulta, en simple equipamiento. superior o igual al tiempo rutina (TR).

El TDR es igual a 60 minutos dividido por el número de vacas ordeñadas por hora (R). Si el operario dispone de las unidades de ordefío adecuadas, fa. totalidad del TDR resulta' igual al TR. . ...

[TDR=SO/R)I Este principio puede demostrarse a través del siguiente ejemplo: si en el Esquema 1 se dispone de 4 unidades de

-9-

ordeffo en lugar de 6 y el operarlo continúa trabajando con el mismo ritmo (TR= 0.8 minutos).

R~ (60/4,9) x 4 = 49 vaoas/hora

TDR~ 60/R ====> 60/49 = 1,23min ====> 1,23 min > O,B ====> TDR > TR

.c..o.n.a.ide.r..ª,Q.i.Q.ne.ª

a) Esta diferenoia ae traduce en la práctica por una inactividad del operario que puede pasar desaperoibida puesto que se oonfunde dentro de los tiempos de entrada y salida.

b) Resulta exacto expresar que un operario disponiendo de 1,2 min por vaca podrá ordeflai 50 vacas/hora. Es ine~acto afirmar que obteniendo un rendimiento de 50 vaoas/hora, el operario podrá disponer de 1,2 min/vaca (a menos que se considere como' trabajo al tiempo inactivo).

~ Doble equipamiento de ordeiío ti

Se define como doble equipamiento de ordeflo a la utilizaci6n de una UO por brete

• U.O.

[ier prinCiPiO))

Del mismo modo que para el caso de simple equipamiento, el rendimiento horario de la instalación (R) es igual al número de vacas ordeñadas por UO multiplicado por la cantidad de UO disponibles.

¡[H = (60/TU) x no UO < (60/TR) I -10-

.'

En doble equipamiento, el tiempo unidad (TU) resulta:

TU= nE + n TAO + t + TPO + n S (ver Esquema 2) ====>

como nE + n TAO + n TPO + n S = n TR ====>

Ir TU= t + nTR - (n-l) TPO))

Como fue anteriormente definido el rendimiento horario máximo del operario (rendimiento humano) está limitado a 60 minutos dividido por el tiempo que insume la rutina de ordeño aplicada a cada vaca (TR).

Analizando el Esqu~ma2, se deduce: o.,;" •

TU= t + n TR - (n-1) TPO= 4,5 + .(4xO,8) - (4-1)0,1= 7,4 minti I

R (mecánico)= (60/TU) x nQ ua = (60/7,4) x 8 ~ 65 vacas/hora

TR = TAO + TPO + (E+SJ= 0,8 minutos

R (humano)= 60/TR= 60;0,8 = 75 vacas/hora

por lo tanto ====> R (mecánico) < R (humano)

.Co.n.s.l . .de. .. r..a...o .. lQne. .. s

.a) En doble equipamiento, el TU es mucho más largo que en el simple.

'b) Los tiempos improductivos o de inactividad de la UO en el doble equipamiento son más importantes. Este es el motivo fundamental por el cual los rendimientos no se duplican pasando de simple a doble punto de ordeño. La única posibilidad para equiparar los dos rendimientos (mecánico y humano) es recurriendo a la automatización.

((2dO princiPiol

En el doble equipamiento, para determina el número de unidades de ordeño que pueden ser asignadas a cada operario no puede utilizarse la fórmula t/TR.

I( nQ UO ~ t/TR ~

-11-

Utilizando el Esquema 2, se observa que a partir del momento en que las pezoneras son colocadas en a, el operario dispone de un tiempo igual a lit" (4,5 min) para efectuar 3TAO + 4TPO + 4 tiempo inactivo (TI)* + 4 (E+S) + 4TAO, recordar que TAO + TPO + E + S= TR ====>

4TR + (3TAO + 4T1)= 4,5 mirt

por lo tanto: ~

4TR= 4,5 - (3TAO + 4TI) ====>

nTR :;;:: t - [(n-l)TAO + n TI] :;;:::;;::==>

n.o UO = {t - [(n-l ) TAO + n TI] l/TR

La suma (n-l)TAO + n TI, re$ulta mucho mayor que t, ~ :: .. ;'> : , •

'"t·; .

por lo tanto====>

{t- ( n-l)i'AO+n TI] l/TR y ~ .,

t/TR son diferentes.

El tiempo del ciclo (TC) resulta igual al tiempo de la circulación de la leche (t) sumado al tiempo rutina" (TR) por el númeI-o de bretes por lado, menos el tiempo de trabajo posteridr al ordeño (TPO) por el número de bretes por lado menos Ur1~.

. -., 11 Te: t + [n TR - (n-1 )TPO] JI

Utilizando el Esquema 2, se' puede constatar que en el doble equipamiénto de ordeño: TC = t+ (n TR - (n-l) TPO] = TU En este tipo de instalaciones el cronometraje de un ciclo completq dará. automáticamente~l TU por vaca. Los tiempos ~e entrada y selida de los animales tienen una influencia importante sobre Te y lógicamente sobre R. Si por ejemplo el tiempo de E'+ S se reduce a la mitad en el Esquema 2, se tendria:

TR= 0,3'+ 0,1 + 0,15 = 0,55 'minutos (anterior= 0,8)

Te= 4,5 .+ (4xO,55) - (O, lx3)'"= 6,4 minutos (anterior= 7,4) , .

R= 60/TO ~ 8= 60/6,4 x 8 = 75 vacas/hora (anterior= 64)

* TI: tiempo inactivo. El operario espera la terminación del ordeño para el retiro de la unidad de ordef1o.

..

El tiempo de rutina .(TR) resulta inferior al tiempo disponible de rutina (TDR).

)1 TR < TDR ~

En el doble equipamiento de ordeño el TR resulta igual al TDR sumado al tiempo inactivo TI. En general el TR representa aproximadamente el 80% del 'I:DR.

C...Q.us..i.de,r..a.Q.i.Q,ue,e

El ritmo de trabaj 0:' en este tipo de instalación es obligatbriamente rápida'· seguido por tiempos de inactividad. La. únioa posibilidad para' que TOR = TR ea recurriendo a la al"ltomatización de ciertas operaciones de ordefIo.

111. RENDIMIENTO COMPARATIVO EN INSTALACIONES DE SIMPLE Y DE DOBLE EQUIPAMIENTO DE ORDENO.

Se tomarán como ejemplo pt1.ra esta comparación dos instalac iones de ordeño espina de pescado, una 2x4 = 4 UO y otra 2X4 = 8 UO. Para los cálculos teóricos se utilizarán los siguientes datos:

- "t"= 4,5 minutos/vaca - E + S= 0~4 minutos/vaca - TAO= 0,3 minutos/vaca - TR= 0,8 minutos/vaca - TPO= 0,1 minutos/vaca

El tiempo del ciclo (Te) en simple equipamiento es:

Te= 2t + 2 (TAO + TPO)

En doble equipamiento es:

Te= t + n TR - TPO (n-1)

Sustituyendo por los datos se obtiene:

Te= (2 x 4,5) + 2 (0,4)::: .9,8 minuto!3 en simple equipamiento

Te= 4,5 + (4 xO,8) ~ (3 x 0,1)= 7,4 minutos en el doble

Los rendimientos teóricos son:

En simple equipo R= (60/9,8) x 8= 49 vacas!hora.

En doble equipo R= (60/7,4) x8= 64 vacas/hora

-13-

Por lo gue el incremento del rendimiento es:

[(64 - 49)/49] x 100= 31%

Este porcentaje no es constante ya gue el mismo tiende en general a descender a medida que se incrementa el tamaño de la instalac ión. En condic iones reales se observa que este porcentaje resulta aproximadamente un 40% en una instalación 2x4 y pasa a sólo un 20% en instalaciones 2x8.

IV _ CAI.cuUJS PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE INSTALACIONES DE ORDENO ESPINA DE PESCADO.

Pasos a seguir:

1) Definir el tamaño definitivo del rodeo de vacas.

2) Determinar el tiempo máximo de ordeño. Se sugiere que l!ste no supere las 2 horas.

3) Determinar el rendimiento que debe lograr la instalación utilizando la siguiente fórmula:

~úmer9 de vacas del rodeo Vacas ordeñadas/hora= x 60

'Tiempo máx,imo de ordeño

Por ejemplo, un rodeo que tiene 100 vacas y gue se fija como tiempo de ordeño 1,75 horas (105 min).

(100 vacas/l05 min) x 60 = 57 vacas/hora

4) Determinar el tiempo "t"realista en función de la. fórmula desarrollada en el anexo 1.

- Producción promedio del tambo: 9 litros/ordeño/vaca - Mayor producción individual: 15 litros/ordeño/vaca

"t"= 1,78 + (0,33 x 9):: 4,7 minutos "t"= 1,78 + (0;33 x ,15) ::6,7 minutos "t"(realista):: (4,75 +6,73)/2 =5,7 minutos

5) Fijar los tiempos de tranferencia y colocación de la unidad de ordeño (TAO) y el de retiro de la unidad'de ordeño (TPO) .

- TAO= 0,3 minutos/vaca - TPO= 0,1 minutos ¡vaca

-14-

"

6) Determinar el tiempo unidad (TU) sumando t, TAO y TPO.

- TU= 5,7 + 0,3 + 0,1= 6,1 minutos/vaca

7) Calcular el número de unidades de ordeño en ~l simple equipamiento utilizando la siguiente fórmula:

l1.Q Uo= R/(60/TU) recordar que R= (60/TU) x nQ UO

8) Para el ejemplo utilizado anteriormente el número de unidades .de ordeño a utilizar es:

57/(60/6,1)= 5,8 UO ====> 5 ó 6 UO

Si la eleción es 5 UO, el rendimiento es (60/6,1)x 5 = 49 vacas/rora. En esteoaso el tiempo total para terminar el ordeño es aproximadamente 2 horas.·En el caso de optar por 6 UO el rendimiento 'es (60/6, 1) x 6= 59 vacas/hora y el tiempo total del ordeño de apr6ximadamente 1 lhora y .45 minutos.

9) Chequear el tiempo de ~onsiderar si ést~ puede práctica.

rutina (TR) ser realmente

a los efectos alcanzado en

de la

R= 60/TR ====> TR= 60/R, para los casos anteriores los tiempos de rutinas son:

60/49= 1,22 min, en el primer caso y 60/59= 1 mino en el segundo.

10) Determinar cuantas unidades de ordeño pueden ser asignadas por operario. Siguiendo con el mismo ejemplo, en el primer caso serían (TU/TR) 6,1/1,22= 5 UO, y para el segundo 6,1/1= 6 UO.

Como regla general, en el simple equipamiento de ordeño y sin automatización pueden ser asignadas hasta 6 UO por operario. A partir de este valor, el tiempo de rutina disponible resulta limitante para un correcto ordeño. En los casos en que el operario tenga poca experiencia en el trabajo en instalaciones espina de pescado, seria conveniente partir con 5 UO para posteriormente pasar a 6.

11) Para el cálculo del número de unida.des de ordeño en el doble equipamiento, se. puede utilizar el siguiente criterio. El rendimiento a lograr es 57 vacas!hora (punto 3). Reducir el rendimiento real en un 30-40%. Posteriormente aplicar la fórmula utilizada en el simple equipa.miento.

R ficticio= 57/1,35= 42 vacas/hora

nQ UO = 42/(60/6,1)= 4,2 ====> 4 Unidades de Ordeño.

-15-

Para lograr el rendimiento aproximado de 57 vacas/hora, será necesario un espina 2X4 = 8 UO. Del mismo modo que para el ejemplo anterior, 8 UO asignadas por operario puede ser considerado como limite en doble equipa.miento de ordeno.

-16-

... ,

ANEXO 1.

CALCULO DEL TIEMPO DE ORDERO EN FUNCION DE LA PRODUCCION DE LECHE .

Utilizando 873 registros de vacas de diferentes características (producción, estado de lactancia, conformación de ubre, etc) se elaboró una ecuación de regresión gue permite calcular con cierta exactitud el tiempo total de ordeflo en función de la producción de leche . ,

te 1~78 + 0,33 x

siendo t el tiempo de circulación de leche en minutos por vaca y x la pro.ducción de leche en litros.

Si port ejemplo exist.e: un rodeo cuyo promedio de producción por vaca es de 9 litros, el tiempo. de ordeño promedio por animal es:

t= 1,78+ 0,33 x 9= 4,75 minutos

:Cuando se realizan los cálculos para el dimensionamiento de la instalación y teniendo en cuenta gue en general no se realiza selección o descartes de vacas. por velocidad de ordeño, resulta convenlenteutilizar un tiempo realista en lugar del tiempo teórico. Este es iguala:

t realista = [ t (más largo) + t (teórico promedio) ]/2

Si por ejemplo el tiempo más largo es de 7 minutos y el medio es de 4,75, el tiempo' gue debe utilizarse es de 5,9 minutos (4,5 + 7)/2.

-17-

GLOSARIO

R ::: RENDIMIENTO DE LA INSTALACION .'

TU ::: TIEMPO UNIDAD

na UO ::: NUMERO DE UNIDADES DE ORDENO

UO ::: UNIDADES DE ORD\tRO I , , ,.\',

TR ::: TIEMPO DE RUTINA

t ::: TIEMPO DE CIRCULACION DE LECHE

~AO = TIEMPO ANTERIOR AL ORDERO , .

TPO = TIEMPO POSTERIOR AL ORDERO

~ ::: EN'.fRADA

s ::: SALIDA

TC = TIEMPO DEL CICLO

TDR =TIKMPO DISPONIBLE PARA RUTINA . .

TI = TIEMPO INACTIVO

-19-

<D .®

@

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I <ID tv ...... I @

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1.05 ....

E N T R A D A

.. • • O 1 2

O.2~1 . c= = -=

· J ESQUEMA .:1... f

ISIM. PLE :2 x

EQU I PAM.:I: ENTO .. 1 .6 - .6 U_O_

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iSALIDAI

¡ENTRADAI

TU= TAO + t +TPO \1

w w , 6 1 8

-= 0.17. •

• 9

<D}arden de entrada de los animales

®

IlTAO

Il- TPO

, • mi,. 10

Te= O,23t + TPO + TAO + t + TPO + TAO + O,77t= 2t + ~AO + TPO) = 2 TU

I IV IV I

'. .

<D ® @

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~------------------~~

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r-------,_=='''

a

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4 E 4 TAO

ESQUEMA 2_

EQUIPAMIENTO ]. 4- - B LJ_O_

ENTRADA

t = 4.5 ......

3 4 5 6

- _! t TPO

S A L 1 D A

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S

~~----------------------~vr--------------------------~ Te= 4 E + 4 TAO + t + TPO + 4 S= TU ,

Te= t + [o TR - (o-l)TPO]

in

<DI Orden de .entrada ®I de los animales

I TAn

ITffi TAO= O~3 min

ITPO= O~1 min

'E -1- S= 0,4 min

t= 4,5 min

1TU= 7,4 min

TR= o,a min

VINI