Para mejorar la rentabilidad de las explotaciones, además de intentar incrementar y maximizar los ingresos, también se puede incidir en los beneficios disminuyendo los costes, y uno de los más importantes en las granjas son los energéticos. Cómo emplear las tecnologías disponibles para reducir el gasto en la factura eléctrica fue el objetivo de una jornada técnica celebrada la semana pasada en Lugo en la que participó la empresa Tecgal.
“Hay distintas posibilidades en materia de mejora de la eficiencia energética de las explotaciones y generación de energías renovables que pueden aplicarse al sector ganadero para reducir los costes energéticos de las granjas y contribuir de este modo a la mejora de su competitividad y viabilidad”, asegura Laura Aldariz, de Tecgal, una firma lucense que lleva 13 años especializada en energías renovables.
El incremento de la mecanización y automatización de las granjas lleva aparejado un incremento en el consumo eléctrico. Por ejemplo, un robot de ordeño consume el triple que una sala, aunque dentro de estas también hay importantes diferencias, ya que una sala rotativa consume cinco veces lo que consume una sala en forma de espina, por ejemplo. Sin embargo, el robot no necesita de un término de potencia tan elevado como el que precisa la sala.
La demanda energética en una explotación ganadera
Distribución del consumo eléctrico medio anual de cada aparato
El consumo eléctrico medio de una explotación lechera se sitúa alrededor de los 35.000 kwh al año. Un tercio de ese consumo estaría motivado por el sistema de ordeño, ya que solo el funcionamiento de las bombas de vacío equivale al 33% de la factura eléctrica. El tanque de frío supone otro 22% y su pico de consumo se produce justo en el momento del ordeño y en las dos horas posteriores, que es cuando tiene lugar el enfriamiento de la leche, por lo que el mayor consumo eléctrico en una granja de leche se produce durante el momento del ordeño.
El momento de máximo consumo eléctrico se produce durante el ordeño
Otros gastos destacables son los que produce el sistema de limpieza mediante el paso de las arrobaderas, que suponen un 19% del consumo eléctrico total de la explotación. La iluminación representa el 4% del gasto total, el mismo porcentaje que el termo eléctrico para calentar el agua para el lavado. El funcionamiento de los sistemas de ventilación equivalen, por su parte, a un 5% del consumo total.
Esta distribución energética no tiene en cuenta el consumo de gasóleo necesario para los trabajos agrícolas y el ensilado y para la alimentación diaria del ganado a través del carro mezclador. El gasto en gasoleo de una explotación puede llegar a representar la mitad del gasto energético total de una granja lechera pero varía en función de la distancia de las fincas y del laboreo que se haga en ellas.
El uso de energías renovables permite reducir la huella de carbono de la explotación
Sea cómo fuere, la realidad es que la demanda de energía de las explotaciones está aumentando. “El sector agrícola y ganadero está incrementando los consumos energéticos y con ellos los efectos negativos sobre la competitividad, vía incremento de costes, y sobre el medio ambiente, vía emisiones”, indicó Laura.
Los beneficios medioambientales que aporta el uso de energías renovables en las granjas no son un tema menor. Cada vez son mayores los condicionantes en este campo y en un futuro nada lejano los parámetros medioambientales van a ser tenidos en cuenta a la hora establecer, por ejemplo, el reparto de ayudas, como sucederá ya en la próxima PAC.
Variadores de frecuencia
Esquema resumen de todas las posibles medidas de ahorro eléctrico en una explotación lechera
El sistema de ordeño es uno de los grandes consumidores de electricidad en una explotación, al funcionar durante varias horas todos los días dos o tres veces al día. Para reducir el gasto en el funcionamiento de las bombas de vacío necesarias para que funcionen las pezoneras pueden colocarse variadores de frecuencia, que lo que hacen es controlar la velocidad de giro de los motores de corriente alterna mediante el control de la frecuencia de alimentación suministrada al motor.
Los variadores de frecuencia reducen el consumo eléctrico de los motores y alargan su vida útil. Además, mejoran la salud de la ubre de las vacas y reducen el estrés de los animales durante el ordeño
Es un mecanismo de instalación fácil y que no precisa mantenimiento que evita que la bomba de vacío funcione por encima de las necesidades de ordeño, evitando su sobrecarga y por lo tanto también su vida útil. Pero el uso de variadores de frecuencia tiene otras ventajas, ya que al efectuar un control preciso del vacío evita las fluctuaciones de presión en las pezoneras, lo que mejora la salud de la ubre de los animales, reduciendo las mamitis y mejorando por lo tanto la calidad de la leche. Además, reduce el nivel de ruido del ordeño, por lo que las vacas están más tranquilas y menos estresadas a la hora de dar la leche.
Preenfriamiento de la leche
Después del ordeño la leche está a 35ºC y debe ser enfriada rápidamente para garantizar sus propiedades organolépticas, de calidad y seguridad. Pero el gasto del tanque de frío es otro de los consumos eléctricos más destacables en una explotación de leche.
Y enviar la leche del ordeño directamente al tanque es contraproducente, por un lado porque para bajar la leche de esos 35ºC con los que sale del ordeño a los 6ºC del tanque se consume mucha energía, y por otro porque se provoca un incremento importante de la temperatura de la leche que ya está en el tanque, lo que favorece el desarrollo de bacterias y micoorganismos.
Los intercambiadores logran ahorros del 25% en el consumo del tanque de frío y mejoran la calidad bactereológica de la leche
Por eso, una de las estrategias que se pueden implementar en una explotación para bajar el gasto eléctrico es incorporar un sistema de preenfriamiento de la leche que, situado a la entrada del tanque, baja a temperatura de la leche de 35 a 15ºC al tiempo que obtenemos agua caliente que puede ser usada posteriormente en el lavado. El sistema funciona mediante un intercambiador de calor con placas de choque térmico en el que el líquido más caliente (leche) cede parte de su temperatura al líquido más frío (agua), lográndose ahorros de alrededor del 25% en el consumo del tanque de frío y mejorando al mismo tiempo la calidad bactereológica de la leche.
Recuperador de calor
Otro método para recuperar el calor extraído de la leche durante el proceso de enfriamiento para precalentar el agua para la limpieza son los recuperadores de calor, que aprovechan el calor del tanque. Es un sistema distinto al del preenfriamiento de la leche mediante intercambiadores de calor, aunque el objetivo es el mismo. Sin embargo hay sistemas de ahorro que son incompatibles con otros, como es el caso del intercambiador de placas, que es incompatible con el recuperador de calor, por lo que hay que optar por un método o por el otro.
Calentar un metro cúbico de agua para el lavado cuesta entre 4 y 10 euros, dependiendo del combustible empleado y el recuperador permite bajar ese gasto un 70%
Mediante el recuperador de calor se puede reducir el gasto energético para la producción de agua caliente hasta en un 70%, ya que por cada litro de leche enfriado se puede conseguir 0,7 litros de agua a 50ºC. Permite un ahorro muy importante si tenemos en cuenta que calentar un metro cúbico de agua a temperatura de lavado tiene un coste de entre 4 y 10 euros, dependiendo del combustible empleado.
Placas solares térmicas
“Calentar agua para lavar con un termo eléctrico es muy caro”, asegura Laura. “La limpieza de los sistemas de ordeño y del tanque de frío debe hacerse con agua a una temperatura entre 60 y 70ºC y esto supone un gran consumo de energía”, añade.
Para reducir este gasto, además de los sistemas de precalentamiento del agua con el calor generado en el proceso de enfriamiento de la leche (intercambiadores y recuperadores de calor), la instalación de captadores solares térmicos permite bajar este consumo eléctrico un 20%.
En las explotaciones que precisan climatización, como es el caso de las granjas de pollos, pavos y cerdos, las placas solares térmicas servirían también para climatización pero con un sistema de apoyo a mayores, porque normalmente los captadores solares no dan para cubrir el 100% del consumo.
Placas solares fotovoltaicas
Pero más que energía térmica, una explotación de vacuno de leche lo que más demanda es energía eléctrica. El aprovechamiento eléctrico de la radiación solar por medio del efecto fotovoltaico de paneles o módulos hechos con silicio es cada vez más una realidad en las explotaciones gallegas.
“Con robots es muy interesante contar con placas solares fotovoltaicas porque con poco campo fotovoltaico y poca potencia instalada se logran producciones muy interesantes y ahorros importantes”, aseguró Laura. Puso el ejemplo de dos explotaciones, Ganadería Casanova de Baleira y Ganadería Varela de Castro de Rei.
“Es recomendable hacer una instalación mixta de energía solar, mediante placas fotovoltaicas, y eólica, por medio de un mini-aerogenerador, porque son sistemas que se complementan muy bien”
A pesar de que las placas solares logran compensar el incremento de consumo eléctrico que provocan los robots, su funcionamiento es 24 horas mientras que los paneles fotovoltaicos no producen cuando no hay sol, por ejemplo de noche. Pero es posible utilizar baterías o vender los excedentes diurnos a la red eléctrica, tras el decreto de autoconsumo aprobado este año, lo que permite compensar la factura de la luz.
“Lo ideal sería hacer una instalación mixta de energía solar y eólica, porque se complementan muy bien y cuando tenemos poco sol es frecuente que, por el contrario, lo que tengamos sea viento. El viento contiene un enorme potencial energético que se puede aprovechar mediante la instalación de mini-aerogeneradores”, indicó Laura.
Importancia del aislamiento y de contar con sistemas de iluminación eficientes
Los aislamientos y la ventilación son importantes para mejorar la eficiencia energética de las explotaciones. También la orientación de las naves, su diseño y la ubicación de los distintos elementos, algo que muchas veces no se tiene en cuenta a la hora de construir un establo.
El local de la lechería debe estar bien aislado, orientado al norte y ventilado y el tanque de frío debe estar bien dimensionado y con los condensadores colocados en el exterior
Por ejemplo, la ubicación de la lechería y la colocación del condensador, un elemento fundamental para el correcto funcionamiento del tanque de frío, son aspectos clave a tener en cuenta para bajar la factura eléctrica. Habitualmente el condensador está refrigerado por el aire del ambiente, así que a menor temperatura exterior menor consumo eléctrico. Por eso la ubicación idónea para el condensador será en el exterior de la lechería, en un lugar sombreado, con orientación norte y con buen flujo de aire. También es importante que esté limpio, sin polvo, hojas u otro tipo de suciedad para facilitar el intercambio térmico.
La instalación de leds permite un ahorro del 50% en iluminación. El color y las horas de luz influyen en la producción
Junto a la ventilación, la iluminación de los establos es un factor que incide en la producción de leche. Las vacas precisan 16 horas diarias de luz y 8 de penumbra, por lo que el aprovechamiento de la luz natural es un método de ahorro importante. Los techos traslúcidos con materiales que dejan pasar la claridad pero no los rayos ultravioletas del sol son una buena solución. También la substitución de los habituales tubos fluorescentes por luces led, lo que supone un ahorro en iluminación superior al 50%, según explicó la responsable de Tecgal, que indicó además que “el color de la luz influye también en la producción y en el bienestar de los animales”. Lo óptimo para la producción de leche y el confort de las vacas sería una temperatura de color de 6.050 k.
Para evitar la penalización en la factura por energía reactiva pueden instalarse baterías de condensadores que la anulan
El uso de luces led, de menor consumo, permite también rebajar la potencia contratada necesaria en la explotación, un concepto con repercusión directa sobre la factura. Es importante revisar la tarifa contratada para que se ajuste a las necesidades reales de la granja, ya que tener más potencia de la necesaria solo sirve para pagar más en la factura. En los recibos de la luz de las explotaciones aparece también frecuentemente otro concepto, el de “penalización por energía reactiva”. Se trata de la energía que se genera y que viaja por la red junto a la energía activa (kw), que es la consumida por los aparatos eléctricos, es decir, la realmente útil. Para evitar la penalización por energía reactiva ( kVAR) pueden implementarse sistemas de baterías de condensadores, que lo que hacen es redistribuirla para su compensación. “Es como si la anularan”, explicó Laura.
Climatización mediante biomasa o geotermia
Las principales pérdidas de energía se producen por la cubierta
Los sistemas de calefacción y refrigeración se usan en mayor medida en sectores como el avícola o el porcino pero el cambio climático también está haciendo que el vacuno de leche note los efectos del estrés por calor en las vacas y cada vez sean más habituales en las explotaciones sistemas que permiten obtener temperaturas óptimas de producción, por ejemplo, durante el verano. La ventilación de las naves y contar con cumbreras que permitan salir el exceso de calor son factores que inciden en una mayor producción y en una reducción del gasto energético de los ventiladores, por ejemplo.
Si la energía solar térmica y la solar fotovoltaica son las energías más habituales en las explotaciones de leche, los sectores avícola y porcino son grandes consumidores de energía para climatización y muchas de las granjas apostaron en los últimos años por la instalación de calderas de biomasa, que suponen ahorros considerables.
Los sectores avícola y porcino son grandes consumidores de energía para climatización. Los pélets suponen un ahorro del 50% con respeto al gasóleo y del 60% en relación al gas propano
El gas propano era el sistema más empleado hasta ahora en las granjas de porcino y en este caso los pélets consiguen reducir la factura en más de un 60%. “Se precisan dos kilos y medio de pélets para generar la misma energía que un kilo de propano, pero el coste de un kilo de propano es de 1,5 euros y el del kilo de pélets es de unos 23 céntimos”, explicó Laura. En el caso del gasóleo, dos kilos de pélets equivalen a un litro de gasóleo y el ahorro sería del 50%.
La biomasa es frecuente también ya en las granjas de aves, donde son frecuentes las calderas de astillas de madera. El ahorro en este caso es incluso superior al logrado con los pélets, de un 70% en este caso. El problema es que la astilla de madera no está muy industrializada y su poder calorífico es más variable.
Otro sistema que es interesante para explotaciones con necesidades de climatización importantes es la geotermia, que aprovecha el calor del subsuelo. En Galicia no hay geotermia de alta temperatura pero la de baja entalpía la hay disponible en toda la comunidad mediante bomba de calor. “Es un sistema muy eficiente, que con 1kw de electricidad genera 4kw térmicos, y que es últil por lo tanto para explotaciones con una gran demanda de calor, como granjas de cerdos o de pollos, aunque no es rentable para explotaciones lecheras, que solo precisan de agua caliente para limpiar”, indica. La geotermia tiene un mantenimiento muy reducido, no precisa de depósitos de combustible ni genera emisiones de CO2.
El biogás, la energía del futuro en las ganaderías
Otra energía que está de camino es el biogás, como manera de aprovechar las emisiones de metano que producen las explotaciones ganaderas. “El biogás está al caer, aunque hoy nos parezca una energía muy lejana aquí en Galicia, en cuestión de pocos años tendremos el biogás implantado en nuestras explotaciones”, aseguró Laura.
Según datos del Proyecto EUREL, el 47% de la huella de carbono de las explotaciones lecheras gallegas está producida por la fermentación entérica de los animales. Una manera de aprovechar el metano que producen las vacas y que expulsan en buena medida a través de los excrementos, sería recoger el biogás producido en los pozos de purín.
Un metro cúbico de purín puede llegar a producir 50 kWh de electricidad
Un metro cúbico de biogás equivale a 0,65 metros cúbicos de gas natural y puede llegar a producir 2,1kWh de electricidad, por lo que un metro cúbico de purín puede dar 50kWh de electricidad. Es decir, el biogás, bien tratado, es una fuente de energía aprovechable en las explotaciones ganaderas.
Una vaca adulta produce entre 250 y 300 litros de CH4 por día, por lo que en una explotación con 200 animales la producción diaria puede llegar a 50 Nm3, con los que se podría alcanzar un potencial energético próximo a los 500kWh.
Ayudas que cubren el 55% del coste de la instalación
La instalación de energías renovables cuenta con importantes ayudas públicas. En el caso de Galicia, el Instituto Enerxético de Galicia (INEGA) subvenciona proyectos de energías renovables y ahorro y eficiencia energética en las empresas de producción agrícola primaria. Estas ayudas son del 35%, con un 20% a mayores para explotaciones pequeñas, por lo que el importe de la subvención puede cubrir más de la mitad del coste de la instalación, con un máximo de 100.000 euros por proyecto.
Se espera que las condiciones para la convocatoria de 2020 mantenga los mismos criterios que la de este año, a pesar de que la aprobación del Real Decreto 244/2019, que regula el autoconsumo de energías renovables, modificó diversos aspectos de la normativa existente hasta ahora.
Uno de los más destacables es que ahora puede venderse el excedente de producción de energía mediante la inyección a la red de transporte y distribución, aunque el INEGA no tuvo en cuenta este cambio en las granjas subvencionadas con anterioridad al decreto y las obliga a la instalación de un sistema antivertido o de inyección cero, que impide verter a las explotaciones sus excedentes a la red.
Simplificación de los trámites
Otra de las modificaciones importantes tras el RD 244/2019 es la simplificación en la tramitación para poder instalar paneles solares fotovoltaicos. Las instalaciones sin excedentes o con excedentes de hasta 15Kw no necesitan permiso de acceso y conexión.
Además, elimina el límite fijado hasta ahora que impedía montar más potencia de la contratada, al tiempo que la potencia instalada será la potencia máxima del inversor empleado para convertir la energía continua de los paneles en corriente alterna, y no la de las placas, como sucedía hasta ahora.
La burocracia disuadía hasta ahora a un tercio de las explotaciones de instalar energías renovables, según una encuesta realizada a 5.000 ganaderos
Según los datos aportados por AGACA, que lleva 15 años trabajando en el ámbito de las energías renovables, a través de auditorías energéticas en explotaciones de leche, y sobre sostenibilidad, analizando la huella de carbono de las explotaciones lecheras, el papeleo y la burocracia eran uno de los principales principales obstáculos que disuadía a muchos ganaderos a la hora de instalar algún sistema de energía renovable en sus explotaciones.
Público asistente a las jornadas
Es una de las conclusiones del estudio ResFarm, en el que se hicieron encuestas a casi 5.000 ganaderos de toda España. Un tercio de los encuestados aseguraron que ese era el motivo por el que no incorporaban energías renovables. “Las trabas legales, por ejemplo las licencias de los Ayuntamientos, supone uno de los aspectos que echa para atrás a las explotaciones a la hora de poner energías renovables”, según indicó también en las jornadas sobre energías renovables celebradas en Lugo Mario Fernández, técnico de Agaca.
La mayoría de los ganaderos que instalaron energías renovables aseguran que lo hicieron para reducir su factura eléctrica (93%), mientras que solo el 16% dice haberlo hecho por sostenibilidad ambiental. La posibilidad de obtener subvenciones hizo decidirse tan sólo al 17% y más de la mitad dio el paso después de vérselo instalado a otro ganadero.
Ganar autonomía y protegerse ante las subidas del mercado
Una de las grandes ventajas de instalar sistemas de generación de energía en las granjas es que se logra disminuir su dependencia energética del exterior protegiéndose de este modo de las fluctuaciones del mercado y de hipotéticas subidas futuras, ganando en autonomía.
“El sistema energético español es dependiente en casi un 80% de factores externos que no podemos controlar”, explica Laura. El mix de generación de energía sigue estando basado en buena medida en este momento en España en el consumo de combustibles fósiles derivados del petróleo, esto hace que las explotaciones estén sometidas a los vaivenes del mercado eléctrico y también del mercado internacional de crudo.
“El objetivo es tratar de ser más autónomos e independientes del exterior para no estar sometidos a las fluctuaciones del precio del petróleo y al mismo tiempo reducir la huella de carbono y la emisión de gases de efecto infernadero de nuestra explotación”, indica.