M.Sc. Dusquier Elizalde-Rodríguez^I, Dr.C. Neeldes Matos-Ramírez^I, Dr.C. Pedro A. Valdés-Hernández^II, M.Sc. Dalmis Delgado-González^III, Ing. Leider Labrada-Acosta^IV, Ing. Randy Milanés-Pérez^IV

^I Universidad de Camagüey, Facultad de Electromecánica, Departamento de Ingeniería Mecánica, Camagüey, Cuba.

^II Universidad Agraria de La Habana, Facultad de Ciencias Técnicas, Departamento de Ingeniería, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba.

RESUMEN

Como parte de los estudios realizados por el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Camagüey, el MINAG y MINAL en la provincia de Camagüey, sobre la optimización del proceso de acopio y distribución de leche vacuna, se desarrolla la investigación con el objetivo de determinar los indicadores técnicos – económicos de explotación de los centros de enfriamientos para la recepción de la leche vacuna en el municipio Guáimaro. Se determinan los indicadores de explotación para dos épocas del año (lluviosa y poca lluviosa), contemplando el balance de tiempo, empleando el método de foto cronometraje según NC 34-37 y los costos de explotación según NC 34-38. Los resultados obtenidos de productividad por hora de tiempo principal en la época lluviosa y poca lluviosa es de 207,8 y 85,06 L/h respectivamente, lo que estuvo influenciado por la caída del volumen de producción en la época poca lluviosa, afectando la productividad por hora de tiempo de explotación con 175,15 y 71,84 L/h en la época lluviosa y poca lluviosa respectivamente. El consumo específico de energía eléctrica es de 1,62 y 3,42 kW/L para las épocas lluviosa y poco lluviosa respectivamente, siendo aceptable para este tipo de proceso tecnológico. Los costos directos de explotación ascienden a 18,11 peso/h en la época lluviosa y 9,56 peso/h en la poca lluviosa, representando mayor porcentaje los costos por salario con un 58,92% y consumo de energía eléctrica un 41,10% en la época lluviosa, comportándose de forma simliar en la poca lluviosa. Los costos de explotación por litro de leche enfriada ascienden a 0,10 y 0,13 peso/L para la época lluviosa y poco lluviosa respectivamente, la diferencia de 0,03 peso/L se debe a la disminución de la producción de leche en la época poco lluviosa.

Palabras clave: tiempos de explotación, productividad, coeficientes, costos.

ABSTRACT

As part of the studies carried out by the Department of Mechanical Engineering of the University of Camagüey, MINAG and MINAL in Camagüey province, on the optimization of collection and distribution process of cow milk, the research is performed with the objective of determining the technical - economic indicators of operation of the refrigeration centers for the reception of cow milk in Guáimaro municipality. Operation indicators for two seasons of the year (rainy and less rainy) are determined, taking into account the time balance, using the photo-timing method according to NC 34-37 and operation costs according to NC 34-38. The results obtained of productivity per hour of main time in the rainy and less rainy seasons are 207.8 and 85.06 L/h, respectively, which was influenced by the fall of the production volume in the less rainy season, affecting the productivity per hour of operation time with 175.15 and 71.84 L/h in the rainy and less rainy seasons, respectively. Specific consumption of electrical energy is 1.62 and 3.42 kW/L for rainy and less rainy seasons, respectively, being acceptable for this type of technological process. Direct operation costs amounted to 18.11 peso/h in the rainy season and 9.56 peso/h in the less rainy season, with the highest percentage being salary costs of 58.92% and electricity consumption of 41.10% in the rainy season, behaving similarly in the less rainy season. The operation costs per liter of cooled milk are 0.10 and 0.13 peso/L for the rainy season and less rainy, respectively, the difference of 0.03 peso/L is due to the decrease in milk production in the less rainy season.

Keywords: operating times, productivity, coefficients, costs

INTRODUCCIÓN

En Cuba la ganadería lechera ha logrado en los últimos 30 años una intensa transformación, estos cambios han tenido como base fundamental la introducción y explotación ; primero del ganado Holstein , el cual ha mantenido un buen comportamiento y capacidad de adaptación y a partir del mismo se han fomentado nuevos cruces. El rendimiento anual de leche por vaca en ordeño medio del país ha decrecido ligeramente hasta alcanzar en el 2015 los 1 232 kg de leche en el año (equivalente a 3,37 L/vaca diario), con una cantidad de vacas estimada de 1 223 900 cabezas (ONEI, 2016).

Cuba cuenta con 16 provincias productoras de leche vacuna y entre ellas se destaca Camagüey que sigue siendo la principal provincia ganadera cubana. La producción nacional en el año 2014 fue de 497,1 millones de litros de leche vacuna, las cinco provincias mayores productoras aportan el 54,69 % de la producción nacional, entregando 252 millones de litros, siendo Camagüey la de mayor producción de la ganadería en Cuba, entregando 90,2 millones de litros para un 18,15 % del total (ONEI, 2015).

Ponce (2009), plantea que la lechería es un sistema complejo y debe enfocarse de forma integral, donde todos los elementos de la cadena agroindustrial se complementen entre sí; disminuir la brecha entre la calidad de la leche producida y acopiada por la industria; mejorar la calidad en todos sus aspectos y de los sistemas de recogida; incrementar el uso racional de la refrigeración y/o uso del sistema lactoperoxidasa combinado con tecnologías de procesamiento térmico y envasado a pequeña escala.

Es importante la aplicación de las nuevas tecnologías para obtener mayor calidad y frescura de la leche a entregar, como la introducción de los Centros de Acopio Colectivos de Leche Refrigerada en el proceso de acopio, uno de los eslabones principales de la cadena lechera, por lo que se elimina el acopio de leche caliente, disminuye la cantidad de leche ácida que llega a la industria y aumenta la eficiencia del proceso; esta aplicación permite que la leche sea enfriada rápidamente luego de su obtención y mantenga sus propiedades.

El funcionamiento de estos Centros de Acopio Colectivos de Leche Refrigerada se rige por el Reglamento de los Centros de Leche Fría en Camagüey; definido por la Delegación Territorial de la Agricultura y Empresa de Productos Lácteos para la realización de las pruebas de calidad por cada proveedor de leche, que se enuncian a continuación:

-Toma de muestra de leche para la determinación de los métodos de ensayo, según NC 78-25: 1986;

-Prueba de la acidez mediante la prueba de alcohol al 72%; según NC 78-11-09: 1983;

-Prueba de la mastitis mediante el reactivo cenmast o california, según NC 118: 2001;

En el ambito nacional e internacional se aprecia que la temática objeto de estudio no ha sido abordada según la literatura consultada, no obstante se citan algunos autores que han realizado investigaciones en Cuba, relacionadas con la evaluación de los indicadores técnicos – económicos de explotación en los procesos y máquinas agrícolas, pero no están dirigidas a los equipos utilizados en este sector; según los trabajos realizados por Valdés et al. (2015), y Llanes (2009), que determinaron el gasto específico de energía eléctrica consumida por unidad de trabajo realizado y el gasto horario de energía eléctrica consumida por tiempo de explotación para la máquina picadora de forraje MF IIMA modelo EM-01 modificada en el ICA Mayabeque y en la industria del secado y molienda del arroz en el Complejo Agroindustrial arrocero “Fernando Echenique” en la provincia cubana de Granma respectivamente.

Por otro lado según de las Cuevas et al. (2013), determinó los costos de explotación de una máquina de siembra directa en peso/h, adicionando los costos por concepto de salarios, amortización, reparación – mantenimientos y en combustible, así como los costos por unidad de área trabajada (peso/ha). También existen los trabajos realizados por Miranda et al. (2002), Miranda et al. (2013), y Morejon et al. (2012), que evaluan los indicadores de explotación de las cosechadoras de arroz New Holland L-520, CLAAS DOMINATOR y de los medios de transporte utilizados en el proceso cosecha-transporte del arroz en el Complejo Agroindustrial “Los Palacios” respectivamente. Asimismo Matos et al. (2010), de las Cuevas et al. (2014), y Matos y García (2012), realizan estudios similares pero para las cosechadoras de caña Case - 7000, CAMECO y para los camiones en la transportación de la caña respectivamente., así comoVázquez et al. (2012), determina la productividad y el consumo de combustible en conjuntos de labranza para un suelo fluvisol en el cultivo de la yuca.

En las investigaciones anteriormente mencionadas no se reflejan trabajos dirigidos a la evaluación de los índices de explotación de los Centros de Acopio Colectivos de Leche Refrigerada, por lo que se presenta como objetivo determinar los indicadores técnico – económicos de explotación de los Centros de Acopio Colectivos de Leche Refrigerada en la Empresa Agropecuaria del municipio Guáimaro; como parte del proyecto de investigación titulado: Organización racional del proceso de acopio y distribución de leche vacuna por medios de transporte automotor en la provincia Camagüey.

MÉTODOS

Las investigaciones experimentales se realizaron en los Centros de Acopio Colectivos de Leche Refrigerada de las diferentes entidades del sector cooperativo en el proceso de recepción y enfriamiento de la leche vacuna, pertenecientes a La fábrica de Quesos “Geonel Rodríguez Cordoví” (Taíno) de la Empresa de Productos Lácteos, ubicados en el municipio Guáimaro, Provincia Camagüey, en el período 2013-2015 durante las dos épocas del año (lluviosa y poco lluviosa). El diagnóstico técnico – económico de explotación fue realizado a los 19 centros de enfriamientos con una capacidad instalada de 31 200 L, con termos de variada capacidad (500, 1 040 y 1 050 L respectivamente) y 957 proveedores. En la Figura 1 se presenta uno de los centros evaluados, el centro de enfriamiento Los Acostas.

La determinación de los indicadores técnicos – económicos de explotación de los centros de acopio colectivos de leche refrigerada en la Empresa Agropecuaria del municipio Guáimaro, de la provincia Camagüey, se realizó con la aplicación de las normativas vigentes NC 34-37: 2003 y NC 34-38: 2003.

Los tiempos para cada operación fueron codificados con la aplicación de la NC 34-37: 2003, realizándole las adecuaciones necesarias para la investigación de estas instalaciones, a partir de las expresiones siguientes:

donde:

T_TO – tiempo total de observación: debe coincidir con la diferencia entre las horas de inicio y fin de la jornada laboral registrada en las horas de observación cronometradas;

T₁-tiempo principal: incluye solamente el tiempo en que el centro de enfriamiento está procesando la leche proveniente de los productores;

T₂-tiempo auxiliar: operaciones que se realiza en la instalación para realizar las pruebas de laboratorio, sobre la calidad de la leche recibida;

T₃- tiempo de mantenimiento técnico del centro de enfriamiento: incluye todas las operaciones de mantenimiento técnico diario y programado, así como las regulaciones que se le realicen a la instalación. (Limpieza, engrase, apriete de tornillos);

T₄-tiempo para la eliminación de fallos: abarca todas las averías técnicas y tecnológicas que presente la instalación;

T₈-tiempo de parada por causa ajenas al centro de enfriamiento: por causas meteorológicas, falta de corriente eléctrica y por otras causas;

El tiempo operativo (T₀₂): es el tiempo en el cual la instalación permanece en funcionamiento, que incluye el tiempo principal y auxiliar.

El tiempo productivo (T₀₄): es el tiempo en el cual el centro de enfriamiento permanece en funcionamiento y se incluyen además las operaciones que garantizan su estado técnico.

El tiempo de turno sin fallo: es el tiempo en que el centro de enfriamiento realiza todas sus funciones sin que existan fallos.

El tiempo de explotación (T₀₆): es igual al Tiempo Productivo (T₀₄).

Determinación de los índices de Productividad en los centros de enfriamiento:

Productividad por hora de tiempo principal.

donde:

Q – Cantidad de leche procesada en la jornada, (L).

Productividad por hora de tiempo operativo.

Productividad por hora de tiempo productivo.

Coeficientes de explotación:

Coeficiente de utilización del tiempo operativo.

Coeficiente de utilización del tiempo de mantenimiento.

Coeficiente de utilización del tiempo de explotación.

Gasto de energía eléctrica:

Gasto específico de energía eléctrica consumida por unidad de trabajo realizado.

E – Gasto de energía eléctrica durante la realización del trabajo, kWh, según el metrocontador eléctrico del centro de refrigeración.

Gasto horario de energía eléctrica consumida por tiempo de explotación.

Cálculo de los costos de explotación del centro de enfriamiento, según NC 34-38: 2003, la cual fue adaptada a las condiciones de explotación de los mismos.

Los costos de explotación en los centros de enfriamiento se determinan por la expresión siguiente:

donde:

Los costos directos de explotación en el enfriamiento de leche se calculan por la expresión:

donde:

C_S – Costos por concepto de salario, peso/h;

C_A – Costos por concepto de amortización, peso/h;

C_MR – Costos por concepto de mantenimiento y reparaciones, peso/h;                                     

C_Eh - Costos por concepto de consumo de energía eléctrica; peso/h

Se determinan cada uno de los componentes de los costos totales según las siguientes expresiones:

donde:

P_S – Cantidad de personal de servicio;

S_P - Salario horario del personal de servicio, peso/h.

Los costos por concepto de amortización, según Informe de cierre mensual:

donde:

T_A - Coeficiente de amortización;

C_ZA – Carga zonal anual, h;

Siendo:

Donde:

D - cantidad de días de trabajo anual de la máquina.

Los costos por concepto de mantenimiento y reparaciones, según Informe de cierre mensual³:

Donde:

T_M - Coeficiente de descuento por concepto de mantenimiento;

T_R - Coeficiente de descuento por concepto de reparaciones;

Los costos por concepto de consumo de energía eléctrica es igual a:

donde:

P_kW – Precio del kWh de corriente eléctrica, peso/kWh, según las tarifas establecidas de la empresa eléctrica nacional.

Análisis de los resultados de los indicadores técnicos – económicos de explotación de los centros de enfriamiento utilizados en la recepción y enfriamiento de la leche vacuna en el municipio Guáimaro.

Análisis de los tiempos de explotación de los centros de enfriamiento empleados

En la Figura 2 se muestran los resultados de los porcentajes de los tiempos de explotación con respecto al tiempo total de observación en los centros de enfriamiento de leche vacuna, teniendo en cuenta las dos épocas del año (lluviosa y poco lluviosa). Los cuales se comportan de forma similar debido a que es una nueva tecnología que comenzó recientemente su explotación y los tiempos de eliminación de fallos (T₄) y de parada por causas ajenas a la entidad (T₈) son ceros, esto significa que los equipos poseen una alta fiabilidad durante el trabajo realizado, aspecto muy positivo y además justifica la equivalencia entre los tiempos productivo, de turno sin fallo y de explotación, asi como con el tiempo total de observación para los dos periodos analizados, representando el 100% (160,17 h) y (151,15 h) para la época lluviosa y poco lluviosa respectivamente. En el caso del tiempo principal (T₁) representó un 84,29 % (135 h) en la época lluviosa y 84,46 % (128 h) en la poca lluviosa, seguido del tiempo de mantenimiento técnico (T₃) con un 14,32 % (22,95 h) y 14,15 % (21,45 h) para el periodo lluvioso y poco lluvioso respectivamente, dado principalmente por los tiempos en la limpieza de los termos, acción de vital importancia para lograr alta calidad de la leche. Por otro lado el tiempo auxiliar (T₂) representó el 1,39 % para los dos períodos analizados, este comportamiento se debe al cumplimiento de otra tarea importante dentro del proceso que es la realización de las pruebas de laboratorio para determinar la calidad de la leche ya que de esta depende el valor de la materia prima. Además el tiempo operativo (T₀₂) representó el 85,67% (137,22 h) y de 85,85% (130,1 h) para el periodo lluvioso y poco lluvioso respectivamente.

Análisis del comportamiento de los indicadores de explotación

Los centros de enfriamiento del municipio Guáimaro presentan una capacidad instalada total en litros de leche de 31 200 para la época lluviosa y 30 420 en la poco lluviosa. La cantidad real de leche enfriada para las dos épocas del año analizadas fue de 28 053 y 10 888 litros de leche respectivamente. Como se puede apreciar la capacidad total instalada con respecto a la real enfriada, en la época lluviosa arrojó un 89,91 %, mayor valor que en la poco lluviosa (35,79 %), para un incremento de 54,12 %, debido a la mayor producción de leche, (que conlleva que en algunos centros se agote su capacidad y deben utilizar los refrescaderos con depósitos de agua), por lo que existe un funcionamiento practicamente a plena capacidad de los centros de enfriamiento en esa época y por ende su mejor aprovechamiento. Por otro lado en la época poco lluviosa el bajo aprovechamiento de la capacidad, significa que un centro de enfriamiento deja de funcionar y los que funcionan lo hacen muy por debajo de su capacidad instalada, por lo que no se tuvo en cuenta el volumen de producción histórica para la ubicación de dichos centros de enfriamientos, lo cual presupone que no se realizó un estudio técnico – económico previo a la puesta en explotación de estos equipos .

En la Figura 3 se muestra el comportamiento de la productividad (L/h) en los diferentes tiempos de explotación, como se puede apreciar la productividad en el tiempo principal (W₁) es de 207,80 L/h y 85,06 L/h en la época lluviosa y poco lluviosa respectivamente, para un incremento de 122,74 L/h (18,14%), esta diferencia se debe al aumento de la producción de leche en este período, aunque se puede incrementar este indicador con una mejor organización de los productores dentro del radio de acción con respecto a los volumenes históricos de producción y la capacidad de los centros. Algo similar ocurre en la productividad por hora de tiempo productivo (W₀₂) alcanzando valores de 204,44 L/h en la época lluviosa y 83,69 L/h para la poco lluviosa y en la productividad de tiempo de explotación (W₀₆) que fue de 175,15 L/h y 71,84 L/h respectivamente. Ademá se observa que la productividad por hora de tiempo de turno sin fallo (W_SF) y por hora de tiempo de explotación son iguales demostrando la alta fiabilidad de estos equipos.

En la Figura 4 se muestra los valores de los coeficientes de utilización del tiempo operativo (K₀₂), del tiempo de mantenimiento (K₄₁), del tiempo de turno sin fallo y del tiempo explotativo (K₀₆) que se comportan similares para las dos épocas, por lo explicado anteriormente en el comportamiento de los resultados de los tiempos de explotación.

En el caso del gasto específico de energía eléctrica consumida por unidad de trabajo realizado, los valores para las dos épocas (lluviosa y poco lluviosa) fueron de 1,62 kWh/L y 3,42 kWh/L respectivamente, este incremento de 1,8 kWh/L en el periodo poco lluvioso se debe a que, se procesa menor cantidad de leche (casi la tercera parte menos) y los equipos funcionan prácticamente igual que en los meses lluviosos. El gasto horario de energía eléctrica consumida por tiempo de explotación fue de 283 kWh/h para la lluviosa y 246 kWh/h para la poco lluviosa, esto se debe a que los equipos se mantienen funcionando en las dos épocas, lo que demuestra que en la poco lluviosa disminuye la eficiencia en los centros de enfriamiento, ya que los equipos trabajan para un 35,79 % de aprovechamiento de su capacidad.

En la Tabla 1 se muestra los resultados del análisis de los costos de explotación de los centros de enfriamiento de leche en el municipio de Guáimaro.

CONCLUSIONES

-Las productividades en el tiempo principal obtenidas ascienden a valores de 207,80 y 85,06 L/h en la epoca lluviosa y poco lluviosa respectivamente, para un incremento de 122,74 L/h (18,14%), se obtuvo una gran diferencia entre las dos épocas analizadas debido al incremento de la producción en la lluviosa, lo que permite un mayor aprovechamiento de la capacidad de los centros de enfriamientos de 89,91 % para esta época del año y la ineficiencia de estos en la poco lluviosa, ya que los equipos trabajan a un 35,79 % de su capacidad;

-Los coeficientes de utilización de los tiempos se comportaron similares en la dos épocas (lluviosa y poco lluviosa) analizadas y con valores altos de 0,84 del tiempo principal y 0,85 de tiempo operativo, debido a que los tiempos de eliminación de fallos y paradas por causas ajenas son nulos, desmostrando una alta fiabilidad de los equipos durante el trabajo;

-El gasto específico de energía eléctrica consumida por unidad de trabajo realizado fue de 1,62 kWh/L para la lluviosa y 3,42 kWh/L para la poco lluviosa y el gasto horario de energía eléctrica consumida por tiempo de explotación fue de 283 kWh/h y 246 kWh/h para la lluviosa y poco lluviosa respectivamente, esto demuestra la ineficiencia de los centros de enfriamiento en la poco lluviosa, ya que consumen casi la misma cantidad de energía eléctrica y enfría realmente menos de la mitad de leche que en la lluviosa;

-Los costos de mayor porcentaje en los centros de enfriamiento recaen en los costos por concepto de salario (C_S) en un 58,92% y consumo de energía eléctrica (C_Eh) un 41,10% en la época lluviosa; y en la poca lluviosa, recae en los costos por concepto de consumo de energía eléctrica (C_Eh) en un 51,36% y salario un 48,64%;

-Los costos directos de explotación (C_DE) ascienden a 18,11 peso/h en la época lluviosa y 9,56 peso/h en la poca lluviosa;

-Los costos de explotación por litro de leche enfriada (C_EX) fue de 0,10 peso/L y 0,13 peso/L para la época lluviosa y poca lluviosa respectivamente, el incremento de 0,03 peso/L se debe a que en la época poca lluviosa se enfría menor cantidad de leche.

-Agradezco a la dirección de La Fábrica de Quesos “Geonel Rodríguez Cordoví” de la Empresa de Productos Lácteos, del municipio Guáimaro y al personal técnico y obrero de los 19 Centros de Acopio Colectivos de Leche Refrigerada por el apoyo brindado en el desarrollo de esta investigación en sus unidades de producción. Además del apoyo del Departamento de Ingeniería Mecánica y los estudiantes que colaboraron con la realización de su trabajo diploma.

NOTA

La mención de marcas comerciales de equipos, instrumentos o materiales específicos obedece a propósitos de identificación, no existiendo ningún compromiso promocional con relación a los mismos, ni por los autores ni por el editor.