Ordeño automático

El ordeño automático es el ordeño de animales lecheros , especialmente de ganado lechero , sin mano de obra humana. Los sistemas de ordeño automático (AMS), también llamados sistemas de ordeño voluntario (VMS), se desarrollaron a finales del siglo XX. Están disponibles comercialmente desde principios de la década de 1990. El núcleo de tales sistemas que permite la automatización completa del proceso de ordeño es un tipo de robot agrícola . Por lo tanto, el ordeño automatizado también se llama ordeño robótico . ^[1] Los sistemas comunes se basan en el uso de computadoras y software especial de gestión de rebaños . También se pueden utilizar para monitorear el estado de salud de las vacas.

El proceso de ordeño es el conjunto de tareas dedicadas específicamente a la extracción de leche de un animal (en lugar de tratarse del campo más amplio de la cría de animales lecheros ). Este proceso se puede dividir en varias subtareas: recoger a los animales antes del ordeño, dirigirlos a la sala de ordeño, inspeccionar y limpiar los pezones , colocar el equipo de ordeño en los pezones y, a menudo, masajear la parte posterior de la ubre para liberar la leche retenida, extraer la leche, retirar el equipo de ordeño y dirigir a los animales fuera de la sala de ordeño.

Mantener la producción de leche durante el período de lactancia (aproximadamente 300 días) requiere intervalos de ordeño constantes, generalmente dos veces al día y con el máximo espacio de tiempo entre ordeños. ^[2] De hecho, todas las actividades en la granja lechera deben programarse en torno al proceso de ordeño. Esta rutina de ordeño impone restricciones en la gestión del tiempo y la vida personal de un granjero individual , ya que el granjero está comprometido a ordeñar temprano en la mañana y en la tarde durante siete días a la semana, independientemente de la salud personal, las responsabilidades familiares o la agenda social. Esta restricción de tiempo se agrava para los granjeros solitarios y las familias de agricultores si no se puede obtener mano de obra adicional de manera fácil o económica, y es un factor en el declive de la producción lechera a pequeña escala. Se han investigado técnicas como el ordeño una vez al día y el ordeño voluntario (ver más abajo) para reducir estas limitaciones de tiempo.

Para aliviar la mano de obra que implica el ordeño, durante el siglo XX se ha automatizado gran parte del proceso: muchos ganaderos utilizan un control de tráfico de vacas semiautomático o automático (puertas motorizadas, etc.), la máquina de ordeño (una forma básica se desarrolló a fines del siglo XIX) tiene una extracción de leche completamente automatizada y se dispone de un sistema de extracción automática de los conjuntos de ordeño para retirar el equipo de ordeño después del ordeño. Existen sistemas automáticos de rociado de pezones, sin embargo, existe cierto debate sobre la eficacia de limpieza de estos. ^{[ cita requerida ]}

El ordeño a máquina funciona mediante el uso de presión de vacío para extraer la leche de las vacas. Máquinas especializadas aplican un vacío constante a la teta de la vaca, succionando suavemente la leche y transfiriéndola a un recipiente. Además, estas máquinas aplican periódicamente presión externa a toda la teta, lo que ayuda a mantener una circulación sanguínea adecuada. ^[3]

Las últimas tareas manuales que quedan por hacer en el proceso de ordeño son la limpieza e inspección de los pezones y la fijación del equipo de ordeño (copas de ordeño) a los pezones. La limpieza y fijación automáticas de las copas de ordeño es una tarea compleja, que requiere una detección precisa de la posición de los pezones y un manipulador mecánico hábil. Estas tareas se han automatizado con éxito en el sistema de ordeño voluntario (VMS) o el sistema de ordeño automático (AMS).

Desde la década de 1970, se han hecho muchos esfuerzos de investigación para investigar métodos que alivien las limitaciones de gestión del tiempo en la producción lechera convencional, lo que culminó con el desarrollo del sistema de ordeño voluntario automatizado. Hay un video del desarrollo histórico del robot de ordeño en el Instituto de Investigación Silsoe.

El ordeño voluntario permite que la vaca decida su propio horario e intervalo de ordeño, en lugar de ser ordeñada como parte de un grupo en horarios de ordeño establecidos. El AMS requiere una automatización completa del proceso de ordeño, ya que la vaca puede elegir ser ordeñada en cualquier momento.

La unidad de ordeño consta de una máquina de ordeño , un sensor de posición de los pezones (normalmente un láser ), un brazo robótico para la aplicación y extracción automática de las pezoneras y un sistema de compuertas para controlar el tráfico de las vacas. Las vacas pueden estar alojadas permanentemente en un establo y pasar la mayor parte del tiempo descansando o alimentándose en la zona de establos libres. Si también se va a dejar pastar a las vacas, algunos fabricantes de sistemas de ordeño automático han recomendado utilizar una compuerta de selección para permitir que sólo las vacas que han sido ordeñadas puedan salir a los pastos exteriores.

Cuando la vaca decide entrar a la unidad de ordeño (debido al alimento altamente palatable que encuentra en la caja de ordeño), un sensor de identificación de vaca lee una etiqueta de identificación ( transpondedor ) en la vaca y pasa la identificación de la vaca al sistema de control. Si la vaca ha sido ordeñada demasiado recientemente, el sistema de compuerta automática envía a la vaca fuera de la unidad. Si la vaca puede ser ordeñada, se realiza la limpieza automática de los pezones, la aplicación de la copa de ordeño, el ordeño y el rociado de los pezones. Como incentivo para asistir a la unidad de ordeño, se deben alimentar a la vaca con alimentos concentrados en la unidad de ordeño.

El establo puede estar dispuesto de tal manera que el acceso al área principal de alimentación solo se pueda obtener pasando por la unidad de ordeño. Esta disposición se conoce como tráfico guiado de vacas . Alternativamente, el establo puede estar configurado de tal manera que la vaca siempre tenga acceso a alimento, agua y un lugar cómodo para recostarse, y solo se sienta motivada a visitar el sistema de ordeño por el alimento palatable disponible allí. Esto se conoce como tráfico libre de vacas .

El núcleo innovador del sistema AMS es el manipulador robótico en la unidad de ordeño. Este brazo robótico automatiza las tareas de limpieza de los pezones y de sujeción del ordeño y elimina los elementos finales de trabajo manual del proceso de ordeño. El diseño cuidadoso del brazo robótico y de los sensores y controles asociados permite un rendimiento robusto sin supervisión, de modo que el ganadero solo tiene que estar atento a las vacas para inspeccionar su estado y cuando una vaca no ha estado presente para el ordeño. ^[4]

La capacidad típica de un AMS es de 50 a 70 vacas por unidad de ordeño. ^[5] Los AMS suelen alcanzar frecuencias de ordeño de entre 2 y 3 veces al día, por lo que una sola unidad de ordeño que maneja 60 vacas y ordeña cada vaca 3 veces al día tiene una capacidad de 7,5 vacas por hora. Esta baja capacidad es conveniente para el diseño de menor costo del brazo robótico y el sistema de control asociado, ya que hay una ventana de varios minutos disponible para cada vaca y no se requiere una operación de alta velocidad.

Las unidades AMS están disponibles comercialmente desde principios de los años 90 y han demostrado ser relativamente exitosas en la implementación del método de ordeño voluntario. Gran parte de la investigación y el desarrollo se han llevado a cabo en los Países Bajos . La mayoría de las granjas con AMS se encuentran en los Países Bajos y Dinamarca .

Una nueva variante del ordeño robótico incluye un sistema de brazo robótico similar, pero acoplado a una plataforma giratoria, lo que mejora la cantidad de vacas que se pueden manipular por brazo robótico. ^[6] En Canadá se utiliza una variante móvil del ordeño robótico, adaptada a la configuración de establos con postes. En esta configuración, el AMS se desplaza por el pasillo central del establo y se acerca a las vacas por detrás para ordeñarlas en sus establos.

Una máquina de ordeño portátil es un sistema de ordeño automático sobre ruedas. Las máquinas de ordeño portátiles han ganado popularidad por su bajo costo de instalación y la capacidad de acercarlas a los animales que no pueden ser llevados al establo para ordeñarlos. ^[7] Sin embargo, dependen del trabajo manual para realizar el ordeño y pueden no ser adecuadas como el único método de ordeño en granjas grandes.

• Eliminación de mano de obra - El ganadero se libera del proceso de ordeño y del horario rígido asociado, y el trabajo se dedica a supervisar a los animales, alimentarlos, etc.
• Consistencia del ordeño : el proceso de ordeño es uniforme para cada vaca y cada visita, y no se ve afectado por distintas personas que ordeñen las vacas. Las cuatro copas de ordeño independientes se retiran individualmente, lo que significa que un cuarto vacío no permanece adherido mientras los otros tres están terminando, lo que resulta en un menor riesgo de lesiones. Los modelos más nuevos de ordeñadoras automáticas pueden variar la frecuencia de pulsaciones y el nivel de vacío en función del flujo de leche de cada cuarto.
• Mayor frecuencia de ordeño : la frecuencia de ordeño puede aumentar hasta tres veces al día, aunque por lo general se logran 2,5 veces al día. ^[8] Esto puede generar menos estrés en la ubre y mayor comodidad para la vaca, ya que, en promedio, se almacena menos leche. Una mayor frecuencia de ordeño aumenta la producción de leche por vaca, aunque gran parte de este aumento se debe a agua en lugar de sólidos. ^{[ cita requerida ]}
• Entorno percibido con menor estrés : existe la percepción de que los programas de ordeño electivo reducen el estrés de las vacas.
• Gestión del rebaño : el uso de control informático permite un mayor alcance para la recopilación de datos. Estos datos permiten al ganadero mejorar la gestión mediante el análisis de las tendencias del rebaño, por ejemplo, la respuesta de la producción de leche a los cambios en los alimentos. También se pueden examinar los historiales individuales de las vacas y establecer alertas para advertir al ganadero de cambios inusuales que indiquen enfermedades o lesiones. La recopilación de información proporciona un valor añadido para el AMS, sin embargo, la interpretación y el uso correctos de dicha información dependen en gran medida de las habilidades del usuario o de la precisión de los algoritmos informáticos para crear informes de atención.

• Costo inicial más alto : los sistemas AMS cuestan aproximadamente 120.000 € (190.524 USD) por unidad de ordeño en 2003 (suponiendo que ya hay espacio disponible en el establo para el alojamiento en establos sueltos). Los costos de los equipos disminuyeron de 175.000 USD para el primer establo a 158.000 USD. Los costos de los equipos disminuyeron de 10.000 USD/establo para una sala de ordeño doble seis a 9.000 USD/establo para una sala de ordeño doble diez con un costo de 1.200 USD/establo para el ordeño por tubería. El costo inicial de la sala se incrementó a 5.000 USD/establo para representar una sala de ordeño de alto costo. ^[9] Si es económicamente beneficioso invertir en un AMS en lugar de una sala de ordeño convencional depende de los costos de construcción, las inversiones en el sistema de ordeño y los costos de mano de obra. Además de los costos de mano de obra, también debe tenerse en cuenta la disponibilidad de mano de obra. En general, un AMS es económicamente beneficioso para granjas de menor escala, y las lecherías grandes generalmente pueden operar de manera más económica con una sala de ordeño.
• Los costos de electricidad para operar los robots aumentan , pero esto se puede compensar con creces con una menor inversión de mano de obra.

• Mayor complejidad – Si bien la complejidad de los equipos es una parte necesaria del avance tecnológico, la mayor complejidad de la unidad de ordeño AMS en comparación con los sistemas convencionales aumenta la dependencia de los servicios de mantenimiento del fabricante y posiblemente aumente los costos operativos. El ganadero está expuesto en caso de una falla total del sistema, y ​​depende de una respuesta rápida del proveedor de servicios. En la práctica, los sistemas AMS han demostrado ser robustos y los fabricantes proporcionan buenas redes de servicio. Debido a que todas las vacas lecheras deben visitar el AMS voluntariamente, el sistema requiere una alta calidad de gestión. El sistema también implica un lugar central para la computadora en las rutinas de trabajo diarias.
• Difícil de aplicar en sistemas de pastoreo : como se requiere una presencia continua de animales para una utilización óptima de la unidad AMS, el AMS funciona mejor en sistemas de pastoreo cero, en los que la vaca se aloja en el interior durante la mayor parte del período de lactancia. El pastoreo cero se adapta a las zonas (por ejemplo, los Países Bajos) donde la tierra es escasa, ya que la mayor parte del terreno se puede dedicar a la producción de pienso, que luego es recogido por el ganadero y llevado a los animales en el establo. En los sistemas de pastoreo, las vacas pastan en campos y deben caminar hasta la sala de ordeño. Se ha descubierto que puede ser un desafío hacer que las vacas mantengan una alta frecuencia de ordeño si la distancia que deben caminar entre el pasto y la unidad de ordeño es demasiado grande. Sin embargo, se ha demostrado que es posible mantener la producción en el pasto, entre otros, en el proyecto AUTOGRASSMILK. ^[10] Actualmente hay proyectos de investigación en las instalaciones de Dexcel en Nueva Zelanda , el sitio FutureDairy de la Universidad de Sydney , la Estación Biológica Kellogg de la Universidad Estatal de Michigan y el centro de investigación Lövsta Livestock Research Center de la Universidad Sueca de Ciencias Agrícolas , donde el ganado pasta y es ordeñado por AMS.
• Menor calidad de la leche : con el ordeño automático, aumenta el número de esporas anaeróbicas y el punto de congelación, y la frecuencia de fallas en la calidad de la leche casi se duplica, lo que refleja completamente la calidad de la leche causada por el ordeño automático. Aunque la máquina de ordeño automático limpia el pezón de la vaca y prueba la leche previamente exprimida, todavía existe un fenómeno de que la leche infectada no se transfiere, y el dispositivo en sí también carece de limpieza y la leche no se maneja adecuadamente. Esta situación también se confirmó en 2002 cuando se investigó casi 98 granjas en Dinamarca con sistemas de ordeño automático. ^[11] El recuento total de bacterias de la leche a granel (BMTBC) y el recuento de células somáticas (BMSCC) también se ven afectados por el ordeño automático. Estos dos recuentos se estudiaron al introducir un sistema de ordeño automático en vacas que anteriormente se ordeñaban de manera convencional. Se descubrió que el BMSCC no aumentaba significativamente entre la instalación anterior y posterior al AMS, pero se descubrió que el BMTBC aumentaba significativamente en los primeros tres meses, pero luego volvía a los niveles normales. Se encontró que el BMSCC mejoró significativamente en el tercer año con respecto al nivel previo a la introducción. ^[12]
• Posible aumento del estrés en algunas vacas – Las vacas son animales sociales y se ha descubierto que debido al dominio de algunas vacas, otras se verán obligadas a ordeñar solo por la noche. ^{[ cita requerida ]} Tal comportamiento es incompatible con la percepción de que el AMS reduce el estrés al permitir la "libre elección" del momento del ordeño.
• Menor contacto entre el ganadero y el rebaño : una cría eficaz de animales requiere que el ganadero esté plenamente consciente de la condición del rebaño. En el ordeño convencional, se observa a las vacas antes de colocar el equipo de ordeño y se pueden marcar las vacas enfermas o lesionadas para su atención. El ordeño automático reduce el tiempo que el ganadero tiene un contacto tan cercano con el animal, con la posibilidad de que la enfermedad pase desapercibida durante períodos más largos y tanto la calidad de la leche como el bienestar de las vacas sufran. En la práctica, los sensores de calidad de la leche en la unidad de ordeño intentan detectar cambios en la leche debido a infecciones y los ganaderos inspeccionan el rebaño con frecuencia. (Los ganaderos aún necesitan proporcionar cama para las vacas, proporcionar servicios de salud reproductiva, proporcionar cuidado de las pezuñas , alimentarlas y, ocasionalmente, reparar partes del establo). Sin embargo, esta preocupación ha significado que los ganaderos todavía están atados a un programa de siete días. Los sistemas de ordeño automático modernos intentan corregir este problema recopilando datos que no estarían disponibles en muchos sistemas convencionales, incluida la temperatura de la leche, la conductividad de la leche, el color de la leche, incluido el escaneo infrarrojo, el cambio en la velocidad de ordeño, el cambio en el tiempo de ordeño o la bajada de la leche por cuarto, el peso de la vaca, la actividad de la vaca (movimientos), el tiempo dedicado a rumiar, etc.
• Dependencia de la empresa de robótica : el mantenimiento se vuelve mucho más urgente y puede poner al agricultor en mayor riesgo. Por ejemplo, una granja en Estonia informó de pérdidas de más de un millón de euros cuando los robots de BouMatic Robotics funcionaron por debajo de los estándares prometidos y la empresa no les proporcionó mantenimiento. ^[13]

• GEA Farm Technologies (Alemania, anteriormente WestfaliaSurge), MIone AMS
• Lely (Países Bajos), astronauta Lely AMS
• DeLaval (Suecia), DeLaval VMS
• Fullwood (Reino Unido), Merlin AMS
• Milkomax (Canadá), AMS de amarre
• SAC (Dinamarca), compró el fabricante holandés del Galaxy Robot AMS en 2005, lo vende bajo las marcas SAC RDS Futureline MARK II , Insentec Galaxy Starline y BouMatic's ProFlex.
• BoumaticRobotics (Países Bajos), MR-S1 , MR-D1
• Prompt Softech (Ahmedabad, India) Fabricante de sistemas automáticos de recolección de leche.
• ADF Milking (Reino Unido), fabricante del sistema automático de inmersión y lavado.
• JSC Mototecha Lituania, fabricante de sistemas de salas de ordeño móviles.

• Activo varado
• Equipo de fermentación
• Sustituto de leche

• Proyecto de la UE: Ordeño automático
• Hogeveen, H., W., et al., (2001), “Intervalo de ordeño, producción de leche y caudal de leche en un sistema de ordeño automático”, Livestock Production Science, Vol. 72, págs. 157–167.
• Hopster, H., et al., (2002), "Respuestas al estrés durante el ordeño; comparación entre el ordeño convencional y el automático en vacas lecheras primíparas", Journal of Dairy Science , vol. 85, págs. 3206-3216
• Millar, KM, (2000), "Respeto por la autonomía animal en el análisis bioético: el caso de los sistemas de ordeño automático (AMS)", Journal of Agricultural and Environmental Ethics , Springer, Países Bajos, vol. 12, n.º 1, págs. 41-50
• Rossing, W. y Hogewerf, PH, (1997), “Estado del arte de los sistemas de ordeño automático”, Computadoras y electrónica en la agricultura , Vol. 17, págs. 1–17
• Schukken, YH, Hogeveen H. y Smink, BJ, (1999), "Ordeño robótico y calidad de la leche: experiencias en los Países Bajos", Actas de la reunión regional del Consejo Nacional de Mastitis de 1999 , págs. 64-69 [1]

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con Sistemas de ordeño automático .

• El primer prototipo de robot de ordeño y una moderna unidad AMS en funcionamiento en YouTube (comentario en frisón )
• Fabricantes de máquinas de ordeño
• Doug Reinemann (18 de julio de 2018). "Máquinas de ordeño: los primeros 100 años". pbswisconsin.org . Consultado el 10 de junio de 2021 .