Automatización de la alimentación en granjas lecheras (2)

Artículo técnico publicado en la revista Frisona Española 274 (jul-ago 2026)

Introducción

En el número anterior de Frisona Española comenzamos un trabajo sobre la automatización de la alimentación (preparación y distribución) en las granjas de vacuno lechero, explicando los distintos sistemas y modelos disponibles. También destacábamos las posibilidades que ofrece esta automatización en la llamada alimentación de precisión, es decir, poder preparar y suministrar a las vacas una ración con unas características nutritivas lo más cercanas posible a las necesidades reales de los animales.

Por otro lado, esta automatización puede suponer un ahorro de tiempo considerable en la preparación de las raciones, con el consiguiente ahorro de mano de obra, dadas las posibilidades reales de robotización de muchas de los pasos necesarios en la confección de las distintas raciones.

No obstante, hicimos mucho hincapié en la necesidad de realizar un adecuado estudio de costes antes de la adopción de estos sistemas, pues son instalaciones costosas y la inversión debe estar justificada en un retorno económico evidente y un pago de la inversión en el menor tiempo posible.

En esta segunda entrega abordamos la concepción, diseño y dimensionamiento del que, quizá, sea el elemento más importante del sistema: lo que comúnmente se denomina COCINA, que es el lugar donde se preparan las raciones de las vacas.

Elementos de diseño de la cocina

La cocina es uno de los elementos más importantes en la cadena de automatización de la alimentación. Se trata de una inversión que se añade a la del propio autómata de distribución. Su ubicación y diseño (dimensionamiento, materiales, etc.) deben planificarse minuciosamente para optimizar los desplazamientos, limitando al mismo tiempo el impacto en el alojamiento de los animales, en particular en lo que respecta a su ventilación.

Ubicación

La cocina es el lugar de almacenamiento intermedio (almacenamiento secundario) de los diferentes componentes de las raciones. Está situada entre las estructuras de almacenamiento primario de los forrajes y las naves de alojamiento de los animales en las que el autómata realizará las distribuciones. También es el lugar donde se llevarán a cabo las mezclas. Por lo tanto, este edificio deberá situarse cerca de los silos y cobertizos de forraje, y en las proximidades de las naves ganaderas implicadas en la automatización. Asimismo, deberá ser accesible para los camiones de entrega de concentrados y minerales.

Para lograr un verdadero ahorro de tiempo para el ganadero, se debe priorizar el posicionamiento de la cocina cerca de los silos y de los almacenes de paja y heno. De hecho, es preferible alargar el circuito del robot antes que el del llenado de la cocina mediante el tractor desde los silos. Esta proximidad también permitirá evitar pérdidas de forraje (por ejemplo, el desmoronamiento de un bloque de ensilado durante el trayecto). La Figura 1 propone un ejemplo de disposición de este tipo en el caso de una cocina independiente del alojamiento de los animales con un autómata de distribución sobre ruedas.

También se puede contemplar la posibilidad de adosar la cocina a los edificios ganaderos. En este caso, se aconseja la construcción de una pared de separación entre ambos espacios con el fin de limitar la acumulación de polvo en el edificio ganadero contiguo. Esta disposición de la cocina permite suprimir los desplazamientos exteriores del autómata y, por consiguiente, se adapta perfectamente a la opción de guiado por raíl. No obstante, habrá que prestar especial atención para no perturbar el ambiente de la nave de alojamiento de los animales (obstáculos a la ventilación). La Figura 2 muestra un ejemplo de cocina colindante al alojamiento, situada en las proximidades de los silos y del cobertizo de almacenamiento de la paja y los minerales.

En las figuras 3 y 4, la cocina está instalada bajo un cobertizo en la prolongación del pasillo de distribución de alimento. Incluye, en esta configuración, un Combi Cutter que almacena las pacas y las integra al vagón mediante una pequeña cinta transportadora y 2 tolvas de 5 m³ para los ensilados.

Orientación y exposición de la cocina

Para permitir la carga de la cocina con un tractor equipado con una pala frontal y/o un desensilador de bloques, una de las fachadas deberá permanecer abierta. Por lo tanto, conviene orientar el edificio de manera que dicha fachada quede protegida de las lluvias y los vientos dominantes. Se pueden añadir cortinas móviles o portones a esta fachada para una protección más eficaz frente a las inclemencias del tiempo y también para evitar la entrada de aves en este espacio de almacenamiento.

Delante de esta fachada, será necesario disponer de un espacio libre suficiente y estabilizado para la maniobra de la maquinaria agrícola durante la carga y/o la limpieza de la cocina.

Se aconseja una distancia mínima de 12 metros entre la cocina y cualquier obstáculo (silos, edificios, etc.).

Los concentrados y minerales se almacenarán en silos exteriores o en celdas acondicionadas en el interior. La ubicación de la cocina deberá permitir el llenado sencillo de estas estructuras mediante un camión de reparto (silos), un tractor con pala o un manipulador telescópico.

Elección de materiales

Estructura (Cerchas y Pilares)

Esta estructura deberá responder a las exigencias particulares de la solución tecnológica elegida. Por ejemplo, para la “familia B” (ver Frisona Española, nº 273) la solución más extendida es la instalación de un puente grúa suspendido para el desplazamiento de la pinza en la cocina. Por lo tanto, la estructura se dimensionará en función de las cargas e imperativos impuestos por el puente y la pinza. Del mismo modo, en una solución de automatización con desplazamiento del autómata de distribución sobre raíl, el constructor deberá tener en cuenta los requerimientos técnicos de suspensión del raíl (Figura 5).

En función del tipo de almacenamiento en la cocina (tolvas de almacenamiento, mesas de alimentación o directamente en el suelo), se deberán adaptar las anchuras de los vanos. Puede ser necesaria la supresión de uno o varios pilares en la fachada abierta para facilitar las labores de carga.

Cubierta

Se pueden contemplar dos materiales: el fibrocemento o la chapa de acero. La chapa de acero deberá instalarse con aislante en su interior, para evitar la condensación. Este edificio debe estar muy bien ventilado para limitar la acumulación de polvo. Por lo tanto, la cumbrera estará abierta, equipada con una cumbrera cortavientos y un sistema pararrayos/paralluvia para evitar la entrada de agua (o bien una cumbrera desplazada).

En situaciones con poca luz (edificio cerrado o adosado), se deberá priorizar la entrada de luz natural por los laterales en lugar de por el techo, para evitar los riesgos de sobrecalentamiento de los forrajes.

Paredes y Cerramientos

Se realizará un zócalo de hormigón de 0,50 m de altura en la base del edificio. Este zócalo es interesante para no llevar el revestimiento hasta el suelo, facilitar la limpieza del edificio y evitar cualquier entrada de agua desde el exterior.

En el caso de almacenamiento de forrajes en plano sobre el suelo (familia B), la limpieza del edificio puede realizarse con un tractor equipado con una pala frontal. En este caso, el murete de hormigón podrá elevarse hasta 1 metro de altura.

Las fachadas se revestirán con materiales que permitan la ventilación (chapas perforadas, madera dispuesta en tingladillo o entramado abierto, mallas permeables). Sin embargo, hay que tener cuidado de evitar las entradas de agua en las fachadas expuestas a la lluvia. Por ejemplo, se proscribirá la chapa perforada en el hastial o en el lateral expuesto al oeste y al sur (Figura 6). La cocina es un lugar que siempre genera polvo. En el caso de utilizar chapas perforadas o mallas cortavientos, será necesaria una limpieza regular. Por el contrario, el revestimiento de madera no ofrece más que ventajas: no acumula polvo, deja pasar muy poca lluvia y asegura una ventilación perfecta, a condición de que esté bien instalado (espesor de las lamas, espacio entre tablas y número de listones horizontales). No obstante, tenemos que indicar que en España no es frecuente la utilización de madera en naves ganaderas, al contrario que en países europeos más al norte; por ejemplo, Francia.

Suelo

El suelo será una solera de hormigón. Se aconseja una pendiente del 0,5% hacia la fachada abierta para evacuar hacia el exterior los posibles líquidos (aguas de escorrentía, jugos provenientes de forrajes como el ensilado de hierba, aguas de lavado, etc.).

Se recomienda una solera pulida con fratasadora mecánica (helicóptero) para facilitar la limpieza de la cocina.

Distribución interior de las cocinas

El plano de distribución de las cocinas depende, ante todo, de la familia a la que pertenece el robot, como muestran los ejemplos de las figuras 7 a 10. Los demás parámetros son los mismos que intervienen en el dimensionamiento general de las cocinas. Las restricciones exteriores vinculadas al entorno de la cocina y, por tanto, a las posibilidades de acceso, así como las limitaciones asociadas a la circulación de la maquinaria de suministro y del autómata, también pueden determinar con precisión el tipo de distribución que se adoptará. En cualquier caso, será necesaria una larga reflexión para evitar errores perjudiciales.

Dos tipos de cocina responden a reglas de dimensionamiento diferentes: aquellas que utilizan mesas y tolvas de alimentación (familias A, D y E) y aquellas que proponen un almacenamiento en plano en el suelo de bloques y productos a granel (familia B).

Sus dimensionamientos responden a numerosos criterios:

•          Número máximo de animales a alimentar (período invernal), lo que permite calcular la cantidad de los diferentes ingredientes que componen la ración.

•          Número de ingredientes (composición de la ración).

•          Características de los ingredientes (heno, ensilado de maíz, remolacha, etc.).

•          Tipo de acondicionamiento (a granel o en bloques) y las dimensiones de estos equipos.

•          Frecuencia de reabastecimiento.

Dimensionamiento de las cocinas con mesas y tolvas de almacenamiento

El conjunto de los elementos citados anteriormente permite definir el número y la longitud de las mesas necesarias para el almacenamiento de los forrajes bastos. La combinación de estos elementos permite determinar la superficie necesaria.

Por su parte, los concentrados pueden almacenarse en celdas o tolvas en el interior de la cocina, o en silos ubicados en el exterior. A diferencia de los forrajes bastos, los almacenes de concentrados se dimensionan para períodos más largos. Los dimensionamientos dependen directamente del volumen almacenado. La Tabla 1 propone dimensiones estándar de celdas de acero galvanizado y de silos de almacenamiento de poliéster.

En algunos casos, los ingredientes que componen la ración se transportan mediante una cinta transportadora desde las zonas de almacenamiento hacia la mezcladora de estación fija. La profundidad de la cocina se calcula entonces partiendo de la mesa más larga (o tolva) y añadiendo la anchura de la cinta transportadora (de 90 cm a 1,30 m) más la necesaria para el acceso peatonal para posibles intervenciones (anchura de 1,20 m). Por lo tanto, en este caso se debe prever un mínimo de 2,50 m detrás de las mesas o tolvas. Utilizando mesas de 12 m, que son las más largas ofrecidas por los proveedores, la profundidad mínima a cubrir sería de 14,50 m (Figura 11).

En otros casos, es el robot de distribución el que circula bajo las tolvas durante el llenado. En esta configuración, se necesita una anchura de 3 m entre las tolvas y la pared más cercana para permitir el desplazamiento del autómata de distribución y la circulación segura de las personas (Figuras 12).

El número de mesas o tolvas que se van a disponer una al lado de la otra, la separación entre ellas, la presencia o no de una mezcladora fija y de sistemas de almacenamiento de minerales, y la necesidad o no de cubrir una zona de carga del autómata deben permitir calcular la longitud de la cocina. La longitud de cada vano deberá estudiarse para que los pilares no estorben en el posicionamiento de los diferentes equipos. Se pueden utilizar vigas de gran luz para suprimir pilares molestos, pero hay que tener en cuenta el coste muy elevado de estas vigas.

Para permitir reducir la longitud de las cocinas, un fabricante propone una solución con mesas adosadas que permite un ahorro de espacio, al tiempo que evita las pérdidas en el suelo entre mesas. Esto permite limitar el tiempo de limpieza¹.

De distintos trabajos consultados, fruto de visitas a numerosas granjas, se desprende un índice medio de 100 m² de cocina por cada 100 cabezas de ganado a alimentar. Esta relación es puramente indicativa y permite realizar una primera aproximación de la superficie necesaria. Las dimensiones finales deberán adaptarse a los diferentes equipos que elija el ganadero de forma definitiva.

La altura útil debe ser de 5 metros o más. Hay que tener en cuenta la maquinaria utilizada por el ganadero para abastecer los sistemas de almacenamiento, pero también la altura de la cinta transportadora. Atención a las tornapuntas o jabalconas de la estructura, que pueden resultar molestas. Se recomienda una altura mínima de 4 m por encima de las tolvas de almacenamiento pero, en última instancia, la altura estará condicionada por el sistema (familia) instalado.

Dimensionamiento de las cocinas con almacenamiento de forrajes en el suelo

Las cocinas propuestas por un determinado fabricante responden a las mismas reglas de dimensionamiento que las cocinas con mesas y tolvas. Sin embargo, este fabricante preconiza un mínimo de 3 a 4 días de autonomía de almacenamiento en la cocina (2 abastecimientos por semana), lo que tiene repercusiones directas en la superficie de la cocina a construir.

Los forrajes bastos (maíz, heno, etc.) se almacenan en plano sobre el suelo y en bloques (Figura 5). Se necesitan espacios entre los productos para asegurar una correcta circulación del aire, gestionar los desmoronamientos y favorecer un buen posicionamiento de la pinza de carga. Es necesario un marcado en el suelo para depositar los diferentes alimentos en los lugares correctos. Las celdas en el suelo, protegidas por muros, también permiten almacenar forraje a granel. Los minerales, concentrados y alimentos líquidos se almacenan, por su parte, en silos (figuras 5 y 13).

Se pueden proyectar cuatro sistemas en la cocina para el desplazamiento de la pinza: raíl simple, raíl doble, pórtico y puente grúa suspendido. Se detallan las soluciones con pórtico y puente suspendido:

Pórtico móvil

El pórtico que soporta el raíl por donde se desplaza en vaivén la pinza es una estructura rodante. Su principal ventaja es que no suspende el raíl de la estructura del tejado (evitando cargas adicionales en un edificio existente, por ejemplo). La pinza puede desplazarse entonces en las 3 direcciones (avance, retroceso y transversal). La profundidad mínima de la cocina deberá ser de 6,00 metros y de 18,00 metros como máximo. La altura mínima de la estructura del edificio será de 4,30 metros para poder instalar el pórtico. Es una solución poco desarrollada debido a su elevado coste.

Puente suspendido

Es la solución más desarrollada, ya que aporta la máxima flexibilidad (combinación de los diferentes tipos de alimentos) y capacidad. La pinza se desplaza en las 3 direcciones sobre un puente grúa suspendido directamente de la estructura del edificio (figuras 5, 13 y 14).

La carrera longitudinal de la pinza es de 24,00 metros como máximo. Es de 20,00 metros como máximo en sentido transversal. El puente está constituido por dos vigas IPE que soportan el raíl. La distancia máxima entre las dos vigas IPE es de 16,00 metros. Las vigas IPE se fijarán a una altura de entre 4,00 y 4,20 metros como máximo respecto al suelo de la cocina. Esta altura permitirá que la pinza se abra a 1,50 m del suelo.

Resumen

Podemos decir que la cocina es el elemento central del sistema de alimentación automática en una granja. Su configuración y diseño dependerá no sólo de las opciones que dé cada fabricante sino, sobre todo, de las configuración y necesidades de la granja. Las soluciones que aportan cada una de las “familias” mencionadas son prácticamente a medida de lo que necesita cada granja en particular.

Hemos visto que hay distintas opciones y soluciones prácticas, que pueden contribuir a la mayor eficiencia de la tarea de alimentar a las vacas, además de constituir un claro ejemplo de digitalización de la producción lechera, pues el objetivo es llegar a una alimentación de precisión, ajustando lo más posible lo que se da a las vacas con sus necesidades reales.

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Artículo técnico publicado por Antonio Callejo Ramos en el número 274 de la revista Frisona Española, correspondiente a los meses de julio y agosto de 2026.