Máquinas para la cosecha y suministro de forrajes UNIVERSIDAD DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS AGRONÓMICAS DEPARTAMENTO DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA Y SUELOS PUBLICACIÓN DOCENTE N° 10
ROBERTO VILLA ROJAS Ingeniero Agrónomo 2000 Edición Digital reproducida con autorización del autor
INTRODUCCIÓN
La recolección y el suministro de forrajes en la alimentación del ganado, tiene una relevante importancia desde el punto de vista de la mecanización desde el establecimiento del cultivo hasta su recolección y suministro. Este hecho es difícil ya que en la mayoría de las cosechas no es solo la máquina la que participa con las consecuencias técnicas y económicas que ello implica. En cada método se emplea una cadena de equipos que cumplen en forma individual o en conjunto requisitos agronómicos y mecánicos con el agravante que la mecanización total puede resultar demasiado costosa en el caso de pequeñas extensiones. La cosecha mecanizada tiene la ventaja que al seleccionar el método adecuado este se puede recolectar y acopiar en la época de mayor producción y utilizarlo en invierno cuando no hay desarrollo escaso de los cultivos. La cosecha debe realizarse de manera de conservar la calidad y cantidad de los elementos nutritivos que contienen las plantas tanto durante la cosecha como durante su conservación. En la presente publicación destinada a los estudiantes de Ingeniería Agronómica se estudiaran los métodos de cosecha y suministro, sin considerar las numerosas especies forrajeras que se utilizan en las explotaciones ganaderas.
MÉTODOS DE SUMINISTRO DEL FORRAJE
El método a emplear depende primeramente de la región del país y de los cultivos que en las distintas zonas se establecen, de las necesidades del plantel, de sus instalaciones para la conservación del forraje y de los equipos necesarios. Establecido un cultivo, para su cosecha como forraje interesa determinar el momento más oportuno para su corte en función del destino que se dará a este. La planta cortada tiene aproximadamente un 80% de humedad y un 20% finalmente aprovechable. Al cortar la planta no se paraliza inmediatamente su actividad fisiológica de manera que su composición varia con el tiempo. Este es el momento apropiado cuya decisión es fundamental para obtener un buen forraje. Las pérdidas en la cosecha de forrajes son sustanciales y con frecuencia pasan inadvertidas debido a que es muy difícil su observación. Se producen pérdidas en el corte cuando la máquina pasa por alto plantas tendidas o bajas o la recolección se efectúa a mucha altura,
pérdidas por caída de hojas, descoloramiento por demasiada exposición al sol, fermentaciones y lixiviación debido a lluvias. Existen tres métodos mayoritariamente empleados para cosechar y posterior suministro del forraje a los animales en base del contenido de humedad.
Cosecha de forrajes verdes
Aparte de pastoreo directo y el uso de cercos eléctricos el forraje se suministra a los animales cosechando el forraje y llevarlo a los animales estabulados y realizando su conservación mediante su ensilado.
Cosecha y suministro directo.
La cosecha directa y posterior suministro representa una muy buena alternativa al pastoreo directo. La metodología consiste en la recolección diaria del forraje y su distribución a los animales estabulados. El forraje puede quedar entero tal como lo obtendría el animal en el potrero. Los equipos no son muy sofisticados, consumen poca energía, se pueden operar con tractores pequeños. No es necesario picar el forraje, pero hay disponibles equipos que ofrecen la posibilidad. Este sistema es más conocido por su nombre en ingles " Soilinig". Las ventajas que el sistema ofrece son las siguientes: • Se aprovecha totalmente del cultivo eliminando el pisoteo. • Se pueden mantener más animales por hectárea. • El pasto se corta cuando alcanza su máximo desarrollo. • No son necesario los cercos en el potrero • No se compacta el suelo.
Ensilaje
Esta opción consiste en someter el cultivo a un proceso de conservación mediante una fermentación anaerobia con un alto contenido de humedad de entre un 60 a 70% acopiado en grandes parvas, zanjas, construcciones especiales y pacas envueltas en plástico. En esta forma se desarrollan los procesos de fermentación que le dan al forraje condiciones similares al pasto fresco. La calidad del ensilaje depende además de las técnicas empleadas y del cultivo apropiado. El maíz es la planta más utilizada cuando esta se cosecha en su estado lechoso. Otras gramíneas como avena, cebada y sorgo son apropiadas. Las leguminosas necesitan procesos especiales debido a su contenido de nitrógeno propenso a sufrir fermentaciones. Las posibilidades son hacer mezclas con gramíneas. Las ventajas del ensilaje son: • El cultivo se puede cosechar cuando las plantas están en su mejor estado. • Es posible realizarlo en forma independiente de las condiciones climáticas.
• Hay una gran cantidad de plantas aptas para ensilar. • Los animales de leche aumentan su producción. • Se puede guardar por más de dos años. • El proceso de ensilaje destruye las semillas de malezas. • No son necesarias grandes instalaciones. • Se elimina el peligro de incendios que tiene el heno. • El proceso se puede mecanizar en todas sus etapas. • Se puede suministrar durante todo el año. Cuando se realiza el proceso de ensilado la máquina debe picar muy bien el material para facilitar la expulsión del aire al compactarlo favoreciendo de este modo las fermentaciones anaerobias. El largo del picado pasa a ser un factor muy importante en este proceso de manera que deberán regularse los mecanismos de la máquina. Se estima que tamaños de unos 5 mm es adecuado para cultivos de pasturas y de 6 a 25 mm para maíz y sorgo. No son necesarios menores tamaños por que se emplea más energía y se desgastan innecesariamente los mecanismos picadores. Durante el proceso en el silo se producen una serie de reacciones tanto beneficiosas como peligrosas que es necesario controlar.
Respiración. El oxigeno presente en el material recién cortado hace que este continúe respirando lo que hace que se consuma energía al quemarse los azúcares desprendiendo anhídrido carbónico agua y calor lo que causa un atraso en la fermentación. Para eliminar los espacios con aire es importante el tamaño del picado y comprimir el material. Acidificación. Durante el proceso se produce fermentación acética que requiere un pH cercano a 5 desprendiendose ácido acético cuando la temperatura en el silo es de 18 a 25 a y cuando el pH está próximo a los 4,2 y temperaturas de 15 a 65a y no hay oxígeno se produce la fermentación láctica. El pH finalmente llega a 3 y el ensilaje queda listo a los 20 días. Fermentación butírica. Cuando se produce una fermentación butírica el silo queda de mala calidad, con un olor repulsivo. El principal causante son bacterias clostridium presentes en la tierra. Por esta razón la máquina no debe recoger cultivos sucios ni tierra. Cuando el ensilaje se ha preparado adecuadamente este se presenta de color verde pardusco de olor agradable. El ensilaje de mala calidad tiene olor a mantequilla rancia, color café oscuro siendo rechazado por los animales.
Henificación.
La henificación es un sistema de conservación de un forraje mediante el cual se reduce el contenido de humedad del cultivo en el campo a niveles de un 15% a 20% que no son peligrosos para producirse putrefacciones, enmohecimientos reacciones estas que causan pérdidas en su valor alimenticio.
La henificación depende del equipo disponible y de las condiciones climáticas ya que el cultivo debe secarse en forma natural ayudado en parte por medios mecánicos que acondicionan el pasto o lo remueven para acelerar su desidratación. Una vez cortado el cultivo su secado depende de la temperatura y humedad relativa pudiendo demorar de 2 a 3 días para poder enfardarlo. Si es necesario removerlo la operación deberá realizarse a primera hora de la mañana para evitar la pérdida de hojas. Con la enfardadora se debe trabajar después que se evapore el rocío. Las ventajas de la henificación son: • Es un medio excelente de conservación de forraje • Contiene alto valor nutritivo cuando se cosecha en buenas condiciones. • Presenta muy buena palatibilidad para los animales. • Se facilita el transporte y comercialización. Aparte de las buenas condiciones del tiempo para lograr un buen heno se requiere: • Constar con la cadena de equipos adecuados • Henificar un cultivo de buena calidad libre de malezas • Trabajar con un contenido de humedad adecuado • Realizar una cuidadosa regulación de los equipos • Constar con un lugar de almacenaje Un heno de buena calidad se reconoce por su color verde, flexibilidad de sus tallos, abundancia de hojas las que contienen de 3 a 4 % más de proteína que los tallos, ausencia de malezas y materias extrañas. Cada cultivo tiene su momento más apropiado para procesarlo. Como regla general las diversas especies se prefiere cortarlas cuando comienzan a florecer hasta su completa florecencia. En alfalfa se recomienda cuando está entre un 10% a un 25% y comiensan a aparecer nuevos tallos basales, en trébol rosado es deseable un 50% y en las gramíneas después que aparecen las espigas.
EQUIPOS PARA LA COSECHA Y SUMINISTRO EN VERDE
La selección del equipo para la cosecha y suministro de forrajes en forma directa y silo deberá efectuarse solo después de considerar todas las posibilidades de una mecanización completa.
Equipos para suministro de forre verde en forma directa. Son máquinas que no tienen mecanismos muy complicados, generalmente cortan, en algunos modelos pica, y recogen las plantas cortadas, las cargan en una tolva y posterior descarga ( Figura 1 ).
Mecanismo de corte. Se utilizan los mismos sistemas que en las segadoras de pasto para heno. Esto es cuchillas oscilantes dispuestas en una barra con dedos protectores y cuchillas circulares. Mecanismos recogedor . Este mecanismo se utiliza cuando el pasto ha sido previamente cortado y hilerado. Tiene igual diseño que el recolector de las enfardadoras (Figura 2 ). Mecanismo picador . Algunos modelos están dotados de un sistema picador para facilitar los procesos digestivos a los animales.
Mecanismo elevador. Es un trasportador de cadenas que lleva el material a la caja de acopio. Tolva de acopio. Montada sobre ruedas puede tener una capacidad de 15 a 60 metros cúbicos. Puede tener opciones de descarga controlada laterales o trasera. Mecanismo picador . Es posible seleccionar un equipo con sistema picador, pero para el caso del suministro directo esto no es necesario. Es preferible suministrar el forraje entero al animal economizando energía y el equipo es de menor costo, salvo que el equipo se polivalente y sirva para ensilaje. La mayoría de los equipos para suministro directo son operados mediante un tractor con potencia no más de 40 HP accionados por la toma de fuerza. Sin embargo hay fabricantes que ofrecen equipos autopropulsados ( Figura 3 ).
Regulaciones y mantenimiento.Las regulaciones más importantes son la altura de corte a unos 6 cm y el estado de las cuchillas. Rendimiento. Esta dado por el tamaño de la máquina y la velocidad de operación la que no debe sobrepasar los 5 a 7 Km/h. En promedio se puede estimar entre 10 a 15 t/h.
Equipos para ensilar
Se han diseñado una gran variedad de equipos de acuerdo con las necesidades del predio y del cultivo que se desea ensilar. Hay máquinas de gran tamaño para grandes extensiones y alto rendimiento como también accionas por un tractor pequeño para propiedades menores. Toda ensiladora debe tener como principal característica permitir un largo de picado apropiado del cultivo de manera que al apisonarlo se expulse el aire e impedir de esta manera que se produzca un producto de mala calidad. Los principales mecanismos con que cuenta una cosechadora de forrajes son: Recolector, alimentadores, picador y cargador. La mayor variedad se refiere a sus mecanismos recolectores para facilitar cosechar diferentes cultivos y los picadores y sopladores.
Cosechadoras con mecanismo de corte por golpes.
Estas cosechadoras son más conocidas por su nombre en ingles como " choppers " por su sistema de corte mediante cuchillas que por efecto de su rotación cortan el cultivo. Son apropiadas para la cosecha de cultivos como avena, cebada, tréboles, alfalfa y otros de desarrollo bajo. En el mercado hay dos diseños, una con cortador soplador de acción simple y una con cortador picador-soplador de acción doble.
Cosechadora " Choppers " de acción simple.
Es una maquina de mecanismos muy simples y económica para pequeñas propiedades. Bajo una estructura metálica gira horizontalmente y perpendicular a la línea de tiro un rotor provisto de cuchillas en forma de cucharas con filo en su parte frontal y dispuestas regularmente en el eje ( Figura 8 ).
El rotor gira en sentido opuesto al avance a velocidades regulables de entre 1000 y 1700 r/min con un ancho de 1 a 1,70 m. La gran velocidad tangencial del rotor combinado con avance da lugar al corte y desgarre del pasto. En algunos modelos el picado se facilita por una contra cuchilla ubicada a la entrada del cuello, Al girar las cuchillas dan lugar a un movimiento del aire que impulsa el forraje. El forraje picado se descarga a través de un conductor en forma de cuello de cisne y un deflector horientable para canalizar la descarga sobre un carro (Figura 9 ).
La gran velocidad tangencial de las cuchillas en forma de cuchara combinado con el avance de la máquina da lugar al corte y desgarre del pasto, facilitado en algunos modelos por una contra cuchilla dispuesta a la entrada del cuello ( Figura 9 ).
Altura de corte. Se efectúa variando la posición en altura de las ruedas cuando la máquina es conectada a la barra de tiro del tractor y mediante los brazos del sistema hidráulico cuando esta es del tipo integral. Finura del picado. Este depende de las necesidades. Si es para alimentación directa este es de mayor tamaño, y si es para silo depende del cultivo.
Ventajas e inconvenientes que presenta su uso.
La principal ventaja es su simplicidad de mecanismos lo que significa menores costos al comprarla y en su mantenimiento. Es muy fácil de utilizar para recolectar forrajes verdes. También es posible emplearla para picar rastrojos para incorporarlos picados al preparar el suelo.
Los inconvenientes que se presentan trabajar con esta cosechadora son la calidad del picado el que más bien una laceración de las plantas en tamaños de 3 a 6 veces más grandes que las cosechadoras con repicador, defecto muy importante cuando se trata de ensilar. En condiciones de suelos secos y sueltos se produce una fuerte aspiración de aire con tierra que causa mala calidad del ensila. Consumen ente 45 a 50 HP por metro de ancho de corte, superior a las sin repicador La mayoría de estas cosechadoras son integrales, sin embargo hay fabricantes que ofrecen modelos combinados con su carro integral ( Figura 11 )
Cosechadora " Choppers " de acción doble.
Son las más conocidas cosechadoras de farrajes para suministrar alimento a animales estabulados y hacer ensilaje de cultivos bajos como alfalfa, avenas, cebada y otros similares ( Figura 12 ).
Los mecanismos mas importantes de esta cosechadora son su rotor cortador, sin fin de alimentación y el repicador soplador (Figura 13 ).
Rotor dinámicamente balanceado provisto de cuchillas flotantes en forma de L o S gira horizontalmente a unas 1000 a 1500 r/min cortan verticalmente el cultivo y lo lanza a una vandeja provista de un tornillo sin fin que lleva el material al segundo proceso de picado y soplado ( Figura 14 ). Las cuchillas van montadas individualmente do modo que pueden oscilar cuando golpean un objeto extraño y alternadas para proporcionar un flujo de cosecha uniforme.
Sin fin de alimentación. Dispuesto inmediatamente detrás del rotor gira en una canoa que recibe el material lanzado por el rotor y lo lleva al cortador soplador. Una tapa cubre el sin la que es posible levantarla para evitar que el material llegue al cortador y en esta forma este es lanzado fuera de la maquina. Esta facilidad es utilizada para picar rastrojos e incorporarlos en la aradura ( Figura 15 ) Picador soplador. Formado por un volante de entre 80 a 120 cm de diámetro ubicado en una caja de unos 15 a 25 cm de ancho provisto de un juego de cuchillas que cortan radialmente el cultivo a medida que este es introducido por el sin fin. El picado es ayudado por una contra cuchilla ubicada a la entrada. Paletas transversalmente producen la corriente de aire que lanza el material por el cuelo de cisne hasta un carro ( Figura 16 ).
Las cuchillas montadas en el volante que gira a unas 1000 r/mun son desmontables para modificar su número regulando en esta forma el largo del picado. Esta cosechadora necesita una potencia ala TDF del tractor de entre 45 y 55 HP por metro de ancho de corte. El largo de picado es muy aceptable para ensilado y muy limpio. No resulta aconsejable trabajar en cultivos altos como maíz y sorgos puesto que provoca el tendido de ellos.
