Introducción
Desde el inicio de las lecherías en régimen de confinamiento, los productores de lecherías de todo el mundo han utilizado materiales de “desecho” para las camas de las vacas lecheras.
En el caso de las lecherías cercanas a las industrias madereras o del mueble, esos residuos eran virutas de madera o serrín.En las zonas productoras de trigo, la paja era la respuesta.
En Michigan, una península rodeada de lagos de agua dulce, era (y sigue siendo) la arena.
A principios de la década de 1990, la adopción generalizada de las camas de arena en Michigan puso de manifiesto un inconveniente de las camas de arena: la manipulación del estiércol.
Los productores descubrieron que la arena desgastaba los equipos prematuramente, obstruía las tuberías y llenaba los sitios de almacenamiento de estiércol.
Estos problemas eran tan frecuentes que los productores de Michigan presionaron a la legislatura estatal para que asignara fondos para estudiar y resolver los problemas relacionados con el manejo del estiércol cargado de arena, y la legislatura hizo lo propio.
En el laboratorio
Las primeras investigaciones universitarias del Departamento de Ingeniería Agrícola del Estado de Michigan demostraron lo que sigue siendo cierto hoy en día:
la decantación de la arena de la pulpa de estiércol es el medio más eficaz para separar la arena del estiércol y mezclar el agua reciclada. Esto se debe a que los granos de arena de cama son 2,5 veces más densos que el estiércol.
En el laboratorio, los investigadores determinaron la cantidad de agua necesaria para que los granos de arena se decanten. De hecho, la arena decantada en estas condiciones estaba notablemente limpia.
El desafío era cómo ampliar el proceso.
Lavado de arenas industriales
Los ingenieros agrónomos de la Universidad Estatal de Michigan eran conscientes de que la arena se lava habitualmente para fabricar áridos para la construcción, en particular como ingrediente del hormigón y mortero.
Los equipos de procesamiento de arena, a diferencia de los equipos tradicionales de estiércol, están diseñados para resistir el desgaste abrasivo gracias a los materiales de construcción resistentes al desgaste y a las bajas velocidades de funcionamiento.
Reconociendo las sinergias entre el lavado de arena industrial y la separación de arena del estiércol, los ingenieros de la Universidad Estatal de Michiganse pusieron en contacto con McLanahan Corporation para asociarse en el desarrollo de un sistema de separación de arena y estiércol a escala real.
El proceso de laboratorio de diluir el estiércol cargado de arenapara decantar la arena y recuperar la arena decantada se incorporó a una lavadora de arena fabricada comercialmente con modificaciones para lograr la eliminación de sólidos orgánicos grandes y gruesos, como los tallos de heno y los granos de maíz.
El primer sistema comercial de separación de arena se puso en marcha en Green Meadow Farms en Elsie, Michigan, en enero de 1998.Desarrollo de un sistema
Al igual que un sistema de cultivo es algo más que un tractor, separar la arena del estiércol requiere algo más que un separador de arena. Es un sistema: un sistema de separación de arena y estiércol.
Hay que tener en cuenta varios aspectos con este sistema:
- ¿Cómo se transporta el estiércol a un separador de arena y estiércol?
- ¿Cómo se dosifica el estiércol cargado de arenaen el separador de arena y estiércol?
- ¿Cuál es la fuente de agua reciclada para diluir el estiércol cargado de arena e impulsar el proceso de separación de arena yestiércol?
- ¿Cómo se bombea el efluente de estiércol?
- ¿Cuáles son los tamaños de los tanques de proceso?
La respuesta a estas preguntas condujo al desarrollo de una línea completa de equipos de manipulación de arena y estiércol, entre los que se incluyen:
- Tornillos horizontales para estiércol
- Separadores de líquidos y sólidos
- Rellenadores de establos
- Acondicionadores de establos
Estos equipos se combinaron para ofrecer a los productores diseños completos de sistemas específicos para cada lugar.
Aumento de la recuperación de arena
Los sistemas de separación de arena y estiércol demostraron que producen arena limpia adecuada para su reutilización con vacas lecheras lactantes. El desafío era cómo capturar y reciclar más arena, ya que existen límites en torno a la cantidad de arena que se puede capturar simplemente por sedimentación gravitatoria.
Una vez más, los equipos de procesamiento de arena industrial fueron la respuesta. La ironía es que los productores de arena y grava se enfrentan a los mismos desafíos que los productores de lecherías: se esfuerzan por producir la mayor cantidad posible de producto limpio sin llenar las piscinas de arena.
Para aumentar la recuperación de la arena, se utilizan separadores de hidrociclones para aumentar la recuperación de la arena. Cuando se integra con los sistemas actuales de separación de arena y estiércol, la recuperación de arena pasa del 85 % y el 90 % al 90 % y el 95 %.
De hecho, el efluente de los separadores de arena y estiércol comenzó a utilizarse con sistemas de digestión anaeróbica. Sí, la arena se puede utilizar con los sistemas de digestión anaeróbica.
Pistas de decantación de arena tradicionales y pistas de arena auto limpiantes
Reconociendo la eficacia de la decantación por gravedad, los estanques de decantación y las pistas de decantación de arena encontraron protagonismo entre algunos productores y siguen siendo populares en la actualidad.
Al no requerir ningún equipo de separación en sí, las pistas de decantación de arena se consideran un medio sencillo y “no mecánico” de separación de arena, a pesar de que dependen en gran medida de las cargadoras para raspar, apilar, acondicionar y mover la arena.
Mientras que las pistas de arena han demostrado ser eficaces en la eliminación de arena, la limpieza de la arena recuperada no es del agrado de algunos productores, ya que es imposible discriminar entre la arena limpia decantada y la materia orgánica decantada.
Las pistas de arena auto limpiantes se desarrollaron como una forma de confiar en la decantación por gravedad y, al mismo tiempo, eliminar la necesidad de que las cargadoras raspen, apilen y acondicionen la arena.
Las pistas de arena auto limpiantes utilizan el mismo principio de decantación de la arena por un canal largo. Sin embargo, en lugar de utilizar una cargadora para retirar periódicamente la arena decantada, el proceso de retiro de la arena se automatiza utilizando equipos de manipulación de arena para minería, como tornillos de recolección y tornillos inclinados.
El resultado son pistas de decantación de arena que producen arena limpia.
Separación de arena y estiércol de circuito cerrado
La obtención de agua reciclada en las lecherías estaba siendo uno de los mayores desafíos a los que se enfrentaban los productores con sistemas de separación de arena y estiércol, ya que la fuente de agua reciclada era, en la mayoría de los casos, el efluente del almacenamiento de estiércol.
Cuando los almacenamientos de estiércol estaban llenos y había una capa de líquido, los sistemas de separación arena y estiércol funcionaban bien.
Cuando los almacenamientos se vaciaron en primavera y otoño, el rendimiento de la separación arena y estiércol se resintió. Además, el agua reciclada procedente de los almacenamientos de estiércol tenía un olor muy fuerte, al estar parcialmente degradada de forma anaeróbica. Los productores de lecherías necesitaban una forma de obtener agua reciclada de una fuente distinta a los almacenamientos de estiércol.
La solución fue realizar la separación de sólidos inmediatamente después de la separación de arena y estiércol y reutilizar el efluente líquido de la separación de líquido y sólido, todo ello mientras se mezclaba el agua del corral.
Estos sistemas de separación de arena y estiércol de circuito cerrado producen ahora más arena, más limpia y de forma más constante que nunca.
Arena más limpia y seca
Los productores de lecherías siempre se esfuerzan por mejorar y aumentar la comodidad de las vacas, sabiendo que existe una relación directa entre la comodidad de las vacas, la producción de leche, la calidad de la leche y la longevidad de las vacas.
Los sistemas de separación primaria de arena y estiércol producen arena y aproximadamente un 20 % de humedad. Lo ideal es dejar que esta arena drene por gravedad durante un período de dos semanas a un mes.
Para aumentar la sequedad de la arena, en los sistemas de separación de arena y estiércol, se adoptaron zarandas desaguadoras vibratorias, también utilizadas en el procesamiento de arena industrial.
Las zarandas desaguadoras redujeron la humedad de la arena al 12 % y, al mismo tiempo, el contenido de materia orgánica en otro 50 %.
La arena puede utilizarse en una semana o menos, y algunos productores vuelven a colocar la arena en las camas inmediatamente después de la separación.
El resultado neto de la arena más limpia y seca es una disminución del inventario de arena y un aumento de la salud de las vacas.
Separación de arena y estiércol de mayor y menor capacidad
La capacidad de los sistemas de separación de arena y estiércol desarrollados originalmente se basaba en el tamaño de los establecimientos agropecuarios que requerían la separación de arena.
Desde entonces, las lecherías han crecido, y aún quedan muchos pequeños establecimientos agropecuarios. Para responder a las necesidades de todos estos establecimientos, se ha ampliado la oferta de sistemas de separación de arena y estiércol para que la separación sea rentable para establecimientos de hasta 500 vacas.
Al mismo tiempo, se desarrolló un sistema en el que una unidadde separación de arena y estiércol podía manejar 4000 vacas.
Ambos sistemas utilizan todas las características del sistema que permiten a los productores maximizar la recuperación y la limpieza de la arena.
El futuro
Con toda seguridad, las lecherías seguirán creciendo, al igual que el tamaño y la capacidad de los sistemas de separación de arena y estiércol.
Para estar seguros, los productores de lecherías se dedican a la excelencia y a la mejora continua. Con una atención cada vez mayor a la salud de las vacas y a la producción de leche, seguirá habiendo demanda de arena aún más limpia y seca.
A medida que los sofisticados y avanzados sistemas de tratamiento del estiércol ganen protagonismo, también lo hará la necesidad de una recuperación de arena cada vez mayor.
En el futuro, también aumentarán los establos de ordeño robotizados y se reducirá la dependencia de la mano de obra. Los sistemas de separación de arena y estiércol tendrán que evolucionar en consecuencia.
Desde sus escasos comienzos en el laboratorio hasta las grandes y pequeñas lecherías de hoy en día, los sistemas de separación de arena han cambiado para adaptarse a las exigencias de los productores de lecherías de todo el mundo.
Gracias a las empresas ayudadas por los productores de lecherías innovadores, dentro de 20 años, los sistemas de separación de arena y estiércol serán diferentes y más eficaces que los sistemas actuales.
