Diseño de establo con instalación fotovoltaica: ejemplos prácticos para descargar, normativas europeas, criterios de diseño arquitectónico, análisis funcional y dimensional y el diseño de una instalación fotovoltaica

El diseño de establo con instalación fotovoltaica representa un gran desafío para el diseñador.

Nos enfocamos específicamente al diseño de un establo para bovinos. Más allá del diseño arquitectónico, hemos elegido considerar también las necesidades energéticas, para lo que hemos realizado el diseño de establo con instalación fotovoltaica. Se calculó la producción de energía eco sostenible obtenida con los paneles fotovoltaicos en el techo del establo.

Del ejemplo realizado estarán disponibles para la descarga gratuita tanto los planos en dwg y  el modelo 3D del diseño arquitectónico como el diseño de la instalación fotovoltaica.

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Normativa Europea sector zootécnico

Las disposiciones normativas tratan los siguientes aspectos:

  • impacto ambiental;
  • bienestar animal;
  • calidad higiénico-sanitaria de las producciones;
  • salud y seguridad de los trabajadores.

Para entender la importancia de la edilicia en el sector zootécnico, es fundamental recordar que la mayoría de las indicaciones y de los parámetros extraídos de directivas y reglamentos europeos sobre el bienestar animal hacen referencia a aspectos netamente edilicios (sistemas de vivienda, superficies mínimas de granja, control ambiental de admisiones, sistemas para la alimentación y la hidratación, tipos de pavimento).

Reglamentariamente, el diseño de un establo con instalación fotovoltaica prevé diferentes normas nacionales, regionales y locales, que garantizan el correcto funcionamiento, considerando los diversos factores que ruedan en torno a tal estructura.

Tipos de establos para bovinos

Como punto de partida es útil distinguir los dos tipos más importantes de establos:

  1. a estabulación fija.
  2. a estabulación libre.

En la estabulación fija, los animales ocupan siempre la misma área y están atados. Indicada por un máximo de 35-40 animales, el establo a estabulación fija ha sido históricamente la solución más utilizada. Con la llegada de nuevas técnicas de alimentación, ordeño, alejamiento del excremento, ha sido suplantada por la estabulación libre; hoy en día aun utilizada en las zonas de montaña para granjas pequeñas.

La estabulación libre es la forma de más difundida. La característica principal de este tipo estabulación es que las vacas son libres de moverse en el interior del espacio delimitado, dimensionado para garantizar mayor confort y mejores condiciones higiénico-sanitarias.

En este artículo nos detendremos en el diseño de un establo a estabulación libre.

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Diseño de un establo: criterios

Orientación y distancia de otros edificios

La orientación del establo tiene un rol importante en la determinación de las condiciones micro climáticas presentes en el interior.

Como criterio general, un establo libre debe preferentemente tener una orientación tipo este-oeste.

Esta orientación:

  • limita la exposición a la radiación solar de los elementos de cierre (cortinas, puertas, ventanas) y por ende el calentamiento.
  • favorece la ventilación natural en su interior por la diferencia de temperatura de las dos paredes largas (el aire caliente al sur tiende a subir atrayendo aire por depresión desde la pared norte).
  • evita la irradiación directa de las áreas donde se alojan los animales, un aspecto perjudicial si se trata del área de descanso orientada hacia el oeste.

Forma y dimensiones del edificio

Con la difusión de los establos a establación libre se ha asistido a una progresiva simplificación del la envolvente, ya sea para limitar los costes de construcción como para favorecer la ventilación natural del cobertizo.

La estructura portante contiene pilares y vigas, con artículos de manufactura prefabricada en acero, madera u hormigón armado. Es muy abierta y a menudo sin muros fijos (especialmente en los lados largos), con predisposición de muros ligeros removibles o regulables en altura, tipo redes o telas sombreadas o paravientos de material plástico.

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Es preferible el techo a dos aguas con una pendiente elevada (25-35%), con aislamiento térmico y hendidura de cresta central dimensionada y equipada con una cúpula protectora. De este modo se favorece el recambio de aire en las diversas estaciones del año y se protegen los animales del calor radiante proveniente de la cobertura en verano.

Ventilación

La ventilación de un establo debe ser controlada y calculada. En los establos con techo a dos aguas la ventilación natural es favorecida por una grieta de cresta continua,  y de amplias aperturas perimetrales.

En los establos a estabulación libre, el área de espera del ordeñado y la zona de alimentación son los puntos críticos en los cuales es importante la instalación de ventiladores.

Pavimento

El pavimento de los establos representa un elemento de gran relevancia para el bienestar de los animales, ya que es el manufactura que más está en contacto con los bovinos.

Por eso debería ser antideslizante, no abrasivo, sin bordes afilados, no muy duro, fácil de limpiar, resistente, de larga duración y económico; ya con estas precisiones se intuye que el pavimento ideal no existe, visto que algunas de estas características contrastan entre sí.

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Diseño de un establo para bovinos lecheros

En las empresas en las cuales se crían los bovinos, el establo representa el centro productivo.

Generalmente las estructuras clásicas para la cría de ganado están constituidas por:

  • establos para refugio de animales (con enfermería y sala de parto);
  • área de ejercicio al descubierto (esta zona puede estar ausente).

Los locales anexos al establo pueden ser:

  • locales para la conservación de los alimentos y de los lácteos (graneros, silos, pajares);
  • fábrica de piensos, o una habitación utilizada para preparar piensos;
  • locales para la colecta y conservación de los productos (sala de ordeñado, sala de leche);
  • estructuras para el almacenamiento de estiércol animal (sólido o líquido).

Para desarrollar el mejor diseño de un establo para bovinos lecheros es necesario comprender las funciones que caracterizan la estructura.

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Elementos de diseño comunes

Más allá de la tipología, en el diseño de un establo para bovinos lecheros encontramos varios elementos comunes:

  • altura mínima: depende de las herramientas que deben ser utilizados en el interior de la estructura; normalmente es de 3,00 m, pero se aconseja una altura mínima de 4,5 m
  • paredes laterales: en caso de que la profundidad de los locales sea cuatro veces la altura de los aleros, las paredes laterales deben ser abiertas
  • servicios higiénicos: entre todas las actividades presentes en el interior de estas estructuras, deben estar previstos también los servicios para el personal, el baño, vestuarios, duchas, etc., que se distribuyan de manera tal que garanticen un recorrido separado limpio/sucio’’, brindando así un filtro sanitario.como-diseñar-un-establo-bim-6

 

Diseño de un establo para bovinos a estabulación libre

El establo a estabulación libre está conformado por diferentes zonas: de alimentación, de descanso, de ordeñado, de ejercicio, todas conectadas entre sí.

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Zona de alimentación:

  • ancho 3,50 – 4,00 m
  • largo 0,70 – 0,80 m

La zona de alimentación está constituida por el carril de alimentación y por el carril de forrajeo, destinada al pasaje de los medios mecánicos para permitir la distribución de los alimentos. Generalmente ambas zonas están separadas por un muro de hormigón dividido con un estante. La pavimentación puede ser emparrillada, en hormigón o en tierra batida.

Zona de descanso:

  • en cucheta, aproximadamente 3.00 -4.50 m² / unidad
  • en litera permanente, aproximadamente 6-8 m² / unidad

La zona de descanso a cuchetas garantiza el mayor nivel de bienestar, económico y de higiene: reduce el coste de la litera, garantiza mayor limpieza y evita el pisoteo de la mama.

Zona de descanso a cuchetas, dimensiones:

  • ancho (variable según raza criada) 2,40 – 2,50 m
  • largo 1,15 – 1,20 m
  • barra anti-avance 0,60 – 0,70 de la pared
  • pendiente pavimento 1 – 1,5 % hacia el carril de servicio

Las cuchetas pueden distribuirse en:

  • dos filas de cuchetas separadas por el carril de ejercicio (animales ‘espalda con espalda’)
  • dos filas de cuchetas contrapuestas (animales ‘cabeza con cabeza’)
  • tres filas de cuchetas, dos contrapuestas y una apartada

La zona de descanso a litera permanente se presenta como una solución más flexible que la de las cuchetas.

Zona de ejercicio:

  • en hormigón, 3-6 m²/unidad
  • en tierra batida, paja, otro, > 10 m²/unidad (aconsejada 15-20 m²/cabeza)

La zona de ejercicio está representada por recintos externos y es donde la vaca puede circular libremente y dedicarse a la rumia.

La superficie a disposición varía en función del tipo de pavimentación: la tendencia es realizar una zona pavimentada en hormigón armado próxima al establo y una zona de tierra al externo: la primera sería utilizada en el período invernal, y la segunda en el estival.

El establo se completa con la zona de ordeñado. Esta sección se compone de: sala de espera, salada de ordeñado, sala de leche, sala de máquinas.

La primera sala, en la cual los animales paran antes del ordeñado, está dimensionada en base al número de unidades ganaderas presentes en el interior.

Sala de espera: 1,30-1,50 m²/unidad

La sala de ordeñado, en cambio, se relaciona con el tipo de técnica que se quiere utilizar:

  • en tándem, de 60-70 m² para la leche 20-25 unidad/h
  • a espina de pez, de 40 a 180 m² para la leche 30-60 unidad/h
  • a carrusel, de 120 a 200 m² para la leche 80-120 unidad/h

El pozo de ordeño debe situarse a casi 1 metro por debajo del pavimento de los lugares de ordeñado para poder garantizar una posición ergonómicamente correcta para el operario.

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Las dimensiones de la sala de leche y de la sala de máquinas se definen por la cantidad y el espacio de las maquinarias previstas.

Diseño de un establo para bovinos: un ejemplo práctico

El ejemplo que realizaremos es un diseño de un establo para bovinos de leche, a establación libre y con literas permanentes.

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  1. Servicios personales
  2. Almacén
  3. Recorrido peatonal
  4. Zona de ordeñado
  5. Sala de máquinas
  6. Zona de alimentación
  7. Carril de alimentación
  8. Carril de desplazamiento de las vacas
  9. Zona de ejercicio
  10. Zona de descanso

 

El establo se desarrolla en un área de casi 3.200 que incluye principalmente las funciones destinadas al ganado.

La organización de la estructura prevé, en las zonas más externas, los carriles de alimentación en la cual se distribuye la comida para los animales. Hacia la parte interna se prevé la zona de alimentación; como para el área precedente, también en ésta la pavimentación se realiza en cemento.

Zonas del establo

La zona de ejercicio se recubre con paja como el área adyacente destinada al descanso.

En la parte central vemos un carril que permite a los bovinos salir de la estructura para alcanzar las áreas externas; en el lado derecho se crearon ambientes destinados a los animales que ya no son productivos: caja de secos, caja húmeda, caja de parto y caja de enfermería.

A la cabeza del edificio colocamos la zona adaptada al ordeñado (con su correspondiente sala de espera), la zona para el personal (con baños, vestuarios y duchas), y el almacén.

Elementos comunes

Este diseño de establo se completa con lo que hemos definido como elementos comunes:

  • el fertilizante y la fuente de lodo se ubican en la zona norte, opuesta a la del ordeñado;
  • en la zona este se coloca el depósito de las maquinarias y el silo,
  • en la zona oeste granero y pajar.

Cálculo fotovoltaico

El diseño posee una instalación de caso 140 KW de potencia, compuesto por 432 módulos y 2 inversores. Los paneles se posicionan sobre ambas pendientes del techo del establo con orientación este-oeste. Cada detalle es profundizado en el archivo de diseño de establo con instalación fotovoltaica disponible para la descarga.

Dwg y demás modelos para descargar

 

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Esta sección está dedicada a la descarga gratuita de los dibujos técnicos  y planos producidos, y los software utilizados para realizar dichos diseños.

Descarga el modelo 3D BIM (archivo .edf) del diseño de un establo

Descarga  los planos en DWG del diseño de un establo

Diseño instalación fotovoltaica

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Descarga el diseño completo (archivo .srlp2) de la instalación fotovoltaica

Para abrir el diseño de establo con  instalación fotovoltaica completo, es posible utilizar Solarius PV gratis durante los primeros 30 días.