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Balanceo de Raciones a mínimo costo.

Publicado: 5 de diciembre de 2011
Por: MVZ EPA Alejandro Zalapa Rios. Paracho Michoacán México
Este trabajo,  pretende mostrar una técnica nueva en el balanceo de raciones, considerando, que en la actualidad, las computadoras son herramientas accesibles y además necesarias en cualquier proceso de la vida cotidiana. Digo nuevo, porque no lo he visto en algún artículo de manera descrita y/o especifica.
Este método está basado en la programación lineal, usando el método simplex, desarrollado por Dantzing 1947. Los modelos matemáticos lineales constan de una función objetivo lineal que puede servir para maximizar utilidades o producción de una empresa agropecuaria o industrial, o bien para minimiza costos (caso concreto de la formulación de raciones); constan además de un conjunto de igualdades o desigualdades lineales conocidas también como restricciones, a las cuales se sujeta la función objetivo. Es decir, la solución optima, cuando es factible, tiene que darse en el marco de restricciones. (Trujillo F.V.)
En la actualidad, existe un número extenso de Software basados en el presente método, que facilitan la transformación de números sin orden en raciones balanceadas para animales, con bastante rapidez y una certeza increíble.  Aunque son métodos bastante buenos, y es aconsejable adquirirlos para toda aquella gente inmersa en el proceso de balanceo, no me voy a dedicar a ellos aquí, pues ellos tendrán su red de comercialización y su sistema de venta determinado. Aquí me voy a referir a un sistema de la hoja de Cálculo Excel, que se encuentra en cualquier computadora equipada con Microsoft, y que en realidad es el común denominador de todos los equipos de computo, este sistema es llamado Solver. Voy a ser lo bastante descriptivo en cuanto a la técnica de trabajo en una computadora, y no voy a ser muy descriptivo, en cuanto a la técnica matemática del método, pues no es el objetivo del presente trabajo, basare las descripciones en una primera parte en la activación de Solver en dos versiones de Microsoft, la segunda parte en el análisis local, la tercera en la lógica de las ecuaciones, y posteriormente al utilizar la computadora, observare con bastante precisión el lugar de la celda, o sea Columna con letra y fila con numero, para que de manera inicial se pueda realizar o seguir el ejercicio. Activar Solver y realizar un primer proceso, será meticuloso, lento y un poco difícil, pero una vez familiarizado con la técnica es bastante sencillo utilizar el sistema.
Activación de Solver:
En el menú Herramientas, hay que fijarse si aparece el comando Solver. Si no aparece, se deberá instalar el complemento o macro automática Solver: en el cuadro de diálogo Complementos, hay que seleccionar la casilla de verificación Solver. Si Solver no aparece en la lista del cuadro de diálogo Complementos, se hace clic en Examinar y se localiza la unidad, la carpeta y el nombre de archivo Solver.xla que, normalmente, está ubicado en la carpeta Macros/Solver, o se ejecuta el programa de instalación si no se puede localizar el archivo;  Esto es en office 2003. Para office 2007; Se abre el programa Excel, se recurre al botón de office, en el extremo superior izquierdo del usuario, se teclea y en la parte inferior derecha aparecen 2 ventanas pequeñas, la primera en ese orden dice opciones de Excel, se teclea este y aparece una ventana, en la parte izquierda de esta en relación al usuario, aparece complementos, nueva ventana, aparece ir, en la parte inferior, se teclea y aparece una ventana pequeña, donde se lee Solver, y aceptar. En este momento está activo. Considerar que esto se hará una sola vez.
Análisis local:
En el caso del Balanceo de raciones,  voy a usar un ejemplo real, sencillo y que uso en escritorio para hacer mezclas, para productores del GGAVATT (Grupo de Ganaderos para la Validación y Transferencia de Tecnología), San Felipe de los Herreros, de la localidad del mismo nombre, de el municipio de Charapan, del Estado de Michoacán México, en la Meseta Purépecha. 
Cuadro 1 Base de datos
MS
Proteína B
EM Mega calorías/kg
 Balanceado 12
86.00
12.00
1.80
 mazorca molida de maíz y rastrojo
86.00
7.80
2.58
 Necesidades nutritivas
7.2 Kg/día
11.1
2.61
Estos eran los alimentos (Cuadro 1), con que el productor trabajaba al llegar su servidor al grupo, disponían del maíz (Molido de Planta Integral), y a 6 Kilómetros compraban un balanceado de 12% de PC.
 Cuadro 2
 MS
Partes
PC
PC total
EM
EM total
Costo Kg.
Costo T
Balanceado  12
86.00
0.25
12.00
3
1.80
0.45
3.63
0.90625
 maíz (Molido Planta Integ)
86.00
0.75
7.80
5.85
2.58
1.935
2.00
1.5
8.85
2.385
2.40625
En el cuadro 2 se observa que los productores mezclaban 0.25 partes de balanceado y 0.75 partes de maíz planta entera; No se satisface la Proteína Cruda, de 11.1 % requerido, solo se llega a 8.85 %, en cuanto a la Energía Metabolizable, EM, se obtiene 2.38 Mega calorías por Kilogramo, cuando es requerido 2.61 Mega calorías de EM/Kg. De alimento. El Precio del Kilogramo preparado arroja un precio de $ 2.40.
Todo este análisis es necesario realizar al llegar y querer solucionar un problema de alimentación. Nos dimos entonces a la tarea de buscar alimentos que se encuentren en la región, que sean baratos por su calidad nutritiva y que tengan la tendencia a reducirnos costos y elevar valor nutritivo de la mezcla. Encontramos eliminando muchas opciones por las razones ya descritas, Un concentrado comercial de 40% de Proteína, Pollinaza, Molido de Maíz de planta Integral, y Maíz molido grano.  Ver base de datos de cuadro siguiente.
Observamos que se estandarizo a MS de 1, pues es lo que contiene en 1 Kilogramo de Materia seca del alimento al respecto, cabe hacer la observación, que estos alimentos encontraron el equilibrio higroscópico en la región y se encuentran a 87% de Materia seca por 13% de humedad. También se marco el precio por Kg. De materia seca. Aquí una observación, olvido siempre que engormix se ubica en la comunidad internacional y que la moneda de referencia es el Dólar, aquí en la actualidad, un Dólar equivale a 15 Pesos Mexicanos.
Sistema de ecuaciones: planteamiento;
Base de datos cuadro 3
 
 
pollinaza
maíz integro molido
concentrado 40
Maíz grano.
Suma
Requerimiento
MS
1
+              1
   +             1
+              1
Sumatoria =
100
PC
0.25
              +       0.078
     +             0.4
+           0.1
Sumatoria =
11.1
EM
2.42
              +         2.58
      +            1.93
  +        3.34
Sumatoria =
261
precio
1.8
+              2
    +                5
+             2
Sumatoria =
Mínimo costo
Paso 1 en la celda MS o Materia seca (cuadro 3) se estandariza o se formula en base a 1 materia seca igualada y la suma debe dar uno o la suma deseada, aquí es 100.
Paso 2 se plantea la proteína cruda de la pollinaza, el maíz integro molido, el concentrado 40 y el maíz grano, con referencia a una unidad, y la sumatoria debe cumplir un requerimiento de 11.1 porcentual.
Paso 3  se plantea al igual en cuanto a Energía Metabolizable. Y con un requerimiento de 2.61 mega calorías Total de 1 kg, en este caso 261 Mega calorías en 100 Kg.
Y por último paso el precio y como su sumatoria el mínimo costo.
Luego entonces se requiere que la suma de los ingredientes sea igual al requerimiento, y que la suma de los costos sea de un mínimo precio.
 
a) Plantear la base de datos en Excel. (ventana 1)
 
Balanceo de Raciones a mínimo costo. - Image 1
Ventana 1
b)  Pegando formulas.
Las formulas se pegan repitiendo el cuadro base de datos en la parte de abajo respetando una fila, pero ahora mandan solo formulas, que Excel tomara como referencia para ajustar la función objetivo y restricciones. (Ventana 2)
Balanceo de Raciones a mínimo costo. - Image 2
Ventana 2
Como se observa, la materia seca es 1 y multiplica a la PC de la base de datos, o sea la celda C5, que esta multiplicada por la materia seca de la base de datos segunda o celda C11, lo mismo sucede con cada nutriente y a su vez con cada ingrediente, lógicamente el cuadro nunca lo veremos así,  al pegar formulas, en la suma de MS por ejemplo tendremos 4, y así sucesivamente, o sea de momento veremos la sumatoria sencilla, ventana 3.
Balanceo de Raciones a mínimo costo. - Image 3
Ventana 3
Observar que las sumas son sencillas; sin embargo, en este momento está planteado el ejercicio, con la lógica necesaria. E inicia el proceso de Solver.
c)  Configuras o accedes en menú de herramientas a Datos, observar selección en la Imagen(en blanco), posteriormente en el extremo derecho, aparece el comandoSolverque ya fue activado (amarillo), y te aparece la ventana que observas, pero para todo esto se selecciona lacelda objetivo, que corresponde a la celda cuyo precio deseas minimizar, que aquí es la celda G14, y aparecerá como seleccionada en celda objetivo del recuadro interno. Ventana 4.
Balanceo de Raciones a mínimo costo. - Image 4
Ventana 4
Posteriormente se aplica el paso de configurar la página; se minimiza el valor de la celda objetivo y se teclea sobre la función objetivo, el cual en automático estimara las celdas a convertir, que en este caso, son las cuatro celdas de MS en cada ingrediente. Ventana 5.
Balanceo de Raciones a mínimo costo. - Image 5
Ventana 5
Posteriormente se teclea agregar, aquí te aparecen las restricciones, por lógica, deseas que la suma de MS o sea 4 (celda G11), sea igual a 100 (Celda H11), y así sucesivamente cada ingrediente igual a su requerimiento. Se observa una nueva ventana de menor tamaño, con dos ventanas laterales del mismo tamaño y una opción central, en la ventana primera, seleccionas o colocas la celda G11, en el centro seleccionas la opción = y en la celda ultima tecleas H11, quieres que la suma de las materias secas sea igual 100, y así sucesivamente con la Proteína Cruda, y la Energía Metabolizable, tecleando en cada proceso intermedio agregar y al final de restricciones aceptar. Ventana 6 y 7.
Balanceo de Raciones a mínimo costo. - Image 6
Ventana 6
Te aparecerá la siguiente ventana, al terminar de aplicar restricciones. Ventana 8.
Balanceo de Raciones a mínimo costo. - Image 7
Ventana 8
Tecleas opciones y aparece otra ventana 9.
Balanceo de Raciones a mínimo costo. - Image 8
Ventana 9
En ella teclearas adoptar no negativos,  posteriormente aceptar y te regresara a la ventana 8 donde teclearas Resolver. 
Balanceo de Raciones a mínimo costo. - Image 9
Ventana 10
En la ventana 10, la operación nos arroja un precio de $ 1.96 por kilogramo de alimento, en este caso se satisfacen tanto la energía como la proteína, la ración contiene 11.1% de proteína, y 2.61 Mega calorías de Energía Metabolizable por Kilogramo de alimento.
Sin embargo y de acuerdo a mi criterio, considerando que el nivel de NNP o Nitrógeno no Proteico, es alto, pues es ideal en un tercio de la proteína, situación que ya se discutirá en otro artículo, deseo disminuir el uso de pollinaza a máximo 15%.
 
Entonces en el punto de agregar restricciones, estas se agregaron solo en un nivel, que fueron columnas, más específicamente la G y H, en este caso yo intentaría restringir la celda donde Cruza Pollinaza y MS (C11), y el ideal sería poner La celda, el signo ≤ 0 = y el valor 15 (15%), sin embargo, al hacer lo lógico, Solver te dice que no es posible porque la celda ya está en proceso de cálculo, ¿Entonces? Uso una estrategia diferente, en la celda donde cruza PC y Pollinaza (C12), calculo cuanta PC me aportarían 15% de Pollinaza, que sería igual a .25 por 15 = 3.75. Entonces agrego una restricción, pongo en restricciones en ventana de referencia de celda, la celda donde se encuentra la PC de la Pollinaza (C12), a continuación en signos pongo o ≤ o = y en la ventana final o Restricción, escribo 3.75, sigo el procedimiento del primer ejercicio y me queda como sigue. Ventana 11.
Balanceo de Raciones a mínimo costo. - Image 10
Ventana 11
 
Al observar el cuadro 9 vemos que a mi gusto de 15% de pollinaza, 75% de planta de Maíz entera molida en seco, 1.6% de concentrado 40 Marca X, y 8.5% de maíz grano, satisfago las necesidades de 11.1% de PC y 2.61 Mega calorías de energía Metabolizable por kilogramo de alimento, a un precio de 2.02 pesos, contra 2.41 pesos que gastaba un productor sin satisfacer los requisitos. Aunque partiéramos del supuesto que la producción, va a ser igual, y me refiero a la ganancia de peso por día, en un cálculo aproximado, un bovino con peso medio 350 Kg. (inicia la engorda en 300 kg. Y lo sacamos de 400 Kg), este animal consumirá el 3% de su peso vivo en Materia Seca por día, o sea 350*3%, 10.5 Kilogramos por día, considerando una engorda de 100 días, tendremos un consumo de 1050 Kilogramos por animal, el productor tiene 15 becerros en engorda, lo que nos da un total de 15,750 kilogramos de alimento en esta engorda, ahorrando 39 centavos por kilogramo, obtenemos un total de ahorro por concepto de alimento, de $ 6,142.5 pesos, que divididos por día seria un ahorro diario de $ 61.5 pesos, lo que una familia modesta usa para vivir. Esto sin considerar, que la ganancia de peso será mayor ahora, esto no está validado aun, pero es lógico.
Tal vez tantos datos nos asusten al inicio, pero la verdad es que fui muy meticuloso en el lenguaje y la explicación. Familiarizándose con el método, un ejercicio se realiza después de planteado en 2 o 3 minutos.
Vale la pena usar esta herramienta en campo, pero es limitante de aprendizaje a productores, pero no así a técnicos de campo y menos aún a administradores o nutriólogos, ambos ya conocerán la herramienta.
Con respecto a las limitaciones, yo hice un ejercicio pequeño, pero con seguridad, Solver te resuelve un ejercicio con muchos ingredientes y restricciones.
Bibliografía.
1.- Aditivos y Vitaminas Mexicanas, SA. De CV. “Tabla de Ingredientes” México 2002.
2.- MVZ, MPA. Sergio C. Ángeles campos. MVZ, MPA. Luis Corona Gochi. MVZ, EPB, MPA. J. Ismael Escamilla Gallegos. MVZ, MPA. Lucas G. Melgarejo Velázquez. MVZ, MC. A. Kurt Spross Suárez. Alimentación Animal (Forrajes y concentrados). Área Bovinos. UNAM-DSUAED 2005
3.- MVZ. Yolanda Castañeda Nieto. IAZ. Epigmenio Castillo Gallegos. MVZ, MES. José Antonio Fernández Rodiles. IAF. Jesús Jarillo Rodríguez. MVZ. MPA. Lucas G. Melgarejo Velázquez. Alimentación Animal (Manejo de pastizales). Área Bovinos. UNAM-DSUAED 2005
4.- MVZ. Arturo Alonso Pesada. MVZ, MPA. Nora Aymani Guevara. MVZ José Alfredo Carranza Velázquez. LA Lae Chantal G Ruiz Guerrero. “Administración Pecuaria”, Área Bovinos. UNAM-DSUAED 2005
5.- MVZ, MNA. A. Kurt Spross Suárez. Alimentación Animal (Alimentación). Área Bovinos. UNAM-DSUAED 2007
8.- Trujillo FV. 1979. Formulación de Raciones Editorial Mac Graw Hill.  México.
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Alejandro Zalapa Rios
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Alejandro Zalapa Rios
6 de julio de 2019
Realidades del cuadrado de Pearsón, simple, compuesto y agregado de mi autoría también. o El método de substitución, también de mi autoría y en este sitio.
Alejandro Zalapa Rios
10 de enero de 2015
La tecnica del ensilaje es tan amplia, como experiencias propias haya, sin embargo, como Fernando R., lo comenta me parece adecuado. Para mi la tecnica de ensilar de manera más simple y sin aditvos ha sido la ideal, una vez teniendo el producto, es preferible balancear ese silo, de acuerdo a las necesidades nutritivas del o los animales en cuestión y los alimentos alternos de que dispongamos. Esto de la nutrición es toda una ciencia, pero para quienes ya manejan las tecnicas, lo ideal es tener a la mano las necesidades nutritivas, los valores referenciales de los alimentos y o el analisis bromatologico, y una tecnica para blanacear, la que su servidor describe aqui, creo es bastante sencilla. A otra cosa, el ensilaje y su infindad de variaciones en cuanto a aditivos, son experiencias propias de quien las aplica y no son discutibles, por lo tanto, en este apartado, solo experimentando se puede conocer los resutados.
M.C. Fernando R. Feuchter A.
Universidad Autónoma Chapingo
10 de enero de 2015
La idea de mezclar 2 raciones por separado suena mejor que ensilar Maíz con UREA. Asi tienes una fuente de energía y otra de Nitrógeno No Proteico. Bien para CARNE pero no tanto para la produccion lechera. Habrá expertos en LECHERÍA que podrán comentar mejor esta practica de alimentacion. Es mi sentir que esto solo funciona si tus vacas estan secas, solo producen menos de 10 litros diarios, son vaquillas en crecimiento, no estan gestantes Y NO PRODUCEN MAS DE 20 LITROS/DIA.. ESPERO QUE LOS FORISTAS NOS PUEDAN AMPLIAR ESTAS NOTAS CON LA EXPERIENCIA EN CAMPO. Aplicar ácido Fosfórico aporta fósforo al silo y a la ración, permite eliminar bacterias nocivas dentro del forraje. Me pregunto que si aceleras la acides durante el proceso de fermentación del silo, las bacterias lácticas dejan de reproducirse al alcanzar el pH bajo muy pronto y en consecuencia el ácido fosfórico actúa como preservador del silo y no se forma el silo por la actividad bacteriana. Ahora que le agregas YOGURT esperando obtener del producto bacterias de inóculo para acelerar el proceso de fermentación. Suena bien, pero estas bacterias mueren en contacto con el ácido fosfórico. Es decir las bacterias dejan de reproducirse con la acides del medio en el que viven. es un proceso natural. Baja la acides y las bacterias dejan de reproducirse e interrumpen la fermentación del silo. Hay inóculo comerciales que se aplican desde el picado del forraje. Considero que las bacterias son anaeróbicas, pero durante el picado y remoción del forraje existen horas de un medio aeróbica, es decir con mucho aire en contacto con las bacterias y el forraje. También como inóculo bacteriano para ensilar se USAN desechos de RASTRO utilizando el contenido ruminal rico en bacterias. Es decir la paja que viene en la panza, sin el agua de lavado de los dentros. REITERO QUE LOS FORISTAS NOS DESPEJEN LAS DUDAS Y BRINDEN CONFIANZA A LOS PRODUCTORES AL EMPLEAR ESTAS TECNOLOGIAS.
M.C. Fernando R. Feuchter A.
Universidad Autónoma Chapingo
9 de enero de 2015
Para Martín Adrián Almada Quintero. Sugiero que no incluyas la UREA dentro del silo. Si es NECESARIO que utilices la urea hazlo por separado en el comedero o agua de beber si hay dificultades mecánicas.
Alejandro Zalapa Rios
6 de noviembre de 2014
OK Emanuel aunque ya te conteste a tu correo, creo que después de agregar restricciones teclea resolver y en automático te aparece la primera propuesta de solución, si no te gusta re agrega restricciones y regresa a teclear resolver. a tus ordenes.
Alejandro Zalapa Rios
25 de julio de 2013
Winston gusto en saludarte, lo que puedo hacer es enviarte una plantillas que yo utilice para que detectes tus errores, sin embargo, esto lo haríamos la próxima semana porque ando enfermo de una gripe muy fuerte y se limitan mis habilidades, con gusto entre lunes y martes próximo te envió unas plantillas y mas instrucciones, saludos y a tus ordenes.
Alejandro Zalapa Rios
23 de febrero de 2013
Jaime Mondragon, no te ubico disculpame, yo tambien soy Michoacano a mucha honra, te comento que lo bueno del articulo es que no existe un programa que tengas que comprar, me gustaria lo leas detenidamente, tomando un cafe y en tu compu sigas paso a paso en este caso de este mismo ejercicio, al final te daras cuenta que es cosa de niñitos balancear raciones a minimo costo con Solver, siempre y cuando conozczas los valores de tus ingredientes a utilizar. de cualquier manera quedo a tus ordenes, Y si persisten las dudas reenviame un mail.
Alejandro Zalapa Rios
31 de enero de 2013
En realidad María se requieren más datos para apoyarte, 1 manda datos de la población objeto de la ración. 2 investiga que nutriementos tienes a facil acceso comercial porque lo más seguro es que con lo que tienes no alcances los niiveles proteicos y 3 dime de que es el rastrojo. de esta manera sera más facil ayudarte. A tus ordenes.
Alejandro Zalapa Rios
9 de julio de 2012
Muy estimados lectores, considero que algunos de Ustedes han tenido problema con la ejecución del programa, como el caso de Fedcom y Marcos, por lo tanto, es muy importante que me envien su e mail, para enviarles algunas plantillas que les faciliten la comparación. Quedo la espera de sus e mails.
Alejandro Zalapa Rios
22 de abril de 2012
Luis German, no entiendo a cabalidad tu pregunta, sin embargo te hago el comentario de que ya cheque el articulo y en el se habla de un requerimiento de EM Mcal/kg. de alimento de 2.61 o 261 en 100 kilogramos, y no encuentro el 2.16 que tu mencionas, pero en fin, si lo quieres seguir, hay quien ya lo ha hecho y dicen que ya lograron igualarlo y ya son capaces de realizar sus propias raciones. Por lo tanto tte recomiendo pongas 261 en requerimiento y en las restricciones iguales la suma de las energias a ese 261, y ten por sguro te funcionara, de ahi en adelante, tengp la certeza que para ti sera bastante sencillo usarlo. Saludos de tu amigo,
Súmate a Engormix y forma parte de la red social agropecuaria más grande del mundo.
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