Modelo de optimización para la producción y recría en sistemas lecheros

Abstract

La producción lechera es una de las actividades agroindustriales más relevantes a nivel global, no solo por su aporte a la nutrición y la seguridad alimentaria, sino también por su impacto social y territorial. En Uruguay, la lechería representa un sector estratégico: contribuye significativamente al producto bruto agroindustrial, dinamiza las exportaciones y cumple un papel social importante en la distribución territorial del trabajo y la producción. Su sistema, mayoritariamente pastoril, permite combinar eficiencia y calidad, posicionando al país como uno de los principales exportadores de productos lácteos. No obstante, el sector enfrenta desafíos persistentes: alta volatilidad de precios, condiciones climáticas adversas y dificultades estructurales en la gestión del rodeo y en la asignación eficiente de recursos. Estos factores comprometen la sostenibilidad y rentabilidad de los sistemas lecheros, especialmente para los productores de menor escala. En este contexto, la planificación estratégica del rodeo, particularmente en lo que refiere a la asignación de recursos alimenticios, la recría y el recambio generacional, resulta clave para alcanzar una mayor eficiencia técnica y una sostenibilidad económica a largo plazo. Ante este panorama, surge la necesidad de herramientas de apoyo que permitan tomar decisiones informadas y sostenibles. La motivación principal de esta tesis radica en brindar soluciones concretas a estos desafíos, mediante un enfoque que integre conocimiento técnico, económico y biológico, y que fortalezca la planificación de mediano y largo plazo en los sistemas lecheros. Esta tesis desarrolla un modelo de optimización matemática que integra explícitamente la etapa de recría en la toma de decisiones, permitiendo analizar y comparar estrategias bajo distintos niveles de recursos y restricciones operativas. El trabajo avanza en forma incremental desde un modelo base orientado a la maximización de la producción a través de la distribución óptima de recursos alimenticios, hasta un modelo económico que incorpora explícitamente precios y costos; y finalmente un modelo con recría que considera el ciclo completo de vida de los animales, desde terneras hasta vacas adultas, y busca la maximización del beneficio económico mediante la optimización en el recambio y la distribución de recursos alimenticios. Este último modelo contempla múltiples variables técnicas y económicas: capacidad de manejo, disponibilidad de alimento, potencial productivo, tasas de descarte, ingresos de animales y estrategia de reemplazo. Su formulación se basa en programación entera mixta, con una reformulación lineal para asegurar viabilidad computacional, y fue resuelto utilizando el entorno abierto NEOS, lo que garantiza replicabilidad y acceso a tecnología sin costo. Se diseñaron casos de prueba construidos a partir de datos reales y representativos de sistemas lecheros uruguayos, lo que permitió validar tanto la coherencia técnica como la plausibilidad productiva de los resultados. Frente a escenarios contrastantes, se evaluaron distintas estrategias de manejo, mostrando que el modelo es capaz de adaptarse a restricciones de escala, capacidad o alimento. En condiciones limitantes, la versión con recría permitió ajustar el rodeo descartando animales con bajo retorno, maximizando así el beneficio económico. En situaciones favorables, integró categorías con retorno diferido, como la recría o el engorde para venta, permitiendo una planificación más equilibrada en el largo plazo. En conjunto, el modelo desarrollado constituye una herramienta robusta, flexible y aplicable a distintas realidades productivas, que respalda la toma de decisiones estratégicas mediante criterios técnicos, económicos y biológicos integrados. Su potencial se extiende a la simulación de escenarios futuros, la planificación de inversiones y la mejora en la sostenibilidad de los sistemas lecheros.