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Anno 2017 Numero 12

Tecnica
dicembre 2017

Il robot di mungitura e la stalla automatizzata

Insieme all'alimentazione e alla gestione delle deiezioni, la mungitura è uno dei fattori chiave per il successo dell'allevamento da latte. La sua automazione comporta non solo uno sgravio di manodopera, ma anche un miglior stato di salute della mandria

Non c’è dubbio che il cosiddetto “robot di mungitura” abbia rappresentato dall’inizio degli anni ‘90 del secolo scorso il primo passo verso l’automazione delle attività di stalla, comportando contestualmente un radicale cambiamento del ruolo dell’allevatore. Con l’avvento del robot, per le bovine la mungitura è diventata volontaria, con una conseguente notevole variabilità negli intervalli di intervento, che sono stati comunque abbreviati; infatti, rispetto alle tradizionali due mungiture quotidiane, la frequenza è aumentata a 2,5-3 eventi/giorno (fino ad un massimo di 4 per le vacche “fresche” ad alta produzione), con un’inevitabile significativa modifica della gestione aziendale e dell’attività degli addetti.

I componenti tipici di un robot di mungitura sono: 1) i dispositivi di riconoscimento e selezione delle singole bovine; 2) il box di contenimento; 3) il braccio robotizzato; 4) il sistema di individuazione della posizione dei capezzoli; 5) il dispositivo di lavaggio della mammella; 6) il gruppo di mungitura ad attacco automatico.

Senza dubbio, la maggiore sfida da vincere per quanto riguarda il robot di mungitura è stata quella di riconoscere, prima, la bovina da mungere, e poi attaccare il gruppo prendicapezzoli, rapidamente e senza errori. Ciò perché, oltre alle inevitabili differenze anatomiche dell’apparato mammario dei diversi animali (a volte anche notevoli), è necessario considerare anche situazioni contingenti e dinamiche, quali ad esempio una modifica temporanea della conformazione delle mammelle e soprattutto i movimenti della vacca dopo l’entrata nel box di mungitura.

Per questo, il braccio robotizzato  e i sistemi di individuazione della posizione dei capezzoli hanno rappresentato la maggiore sfida tecnologica sulla quale concentrare le attenzioni progettuali.

Il braccio robotizzato può muoversi in un volume predefinito (prismatico, cilindrico, sferico), pilotato da un apparato di individuazione della posizione dei capezzoli che, nella maggior parte dei robot, è basato su due step successivi, di localizzazione grossolana prima e di inseguimento fine successivamente.

In pratica, inizialmente la mammella viene individuata con un accostamento rapido del braccio, e poi il posizionamento deve essere micrometrico, per consentire un inserimento sicuro del capezzolo nell’imboccatura della guaina. Si tratta di due fasi che si avvalgono di sensori diversi, ma inevitabilmente interdipendenti. Le soluzioni più comuni fanno ricorso : a) a sensori tattili (ovvero a contatto con una o più parti della bovina); b) a ultrasuoni (di tipo rotante), che rilevano la distanza tra l’emettitore e la superficie su cui impatta l’impulso, in base al tempo di riflessione; c) a laser infrarosso a triangolazione, con un sensore ottico che misura l’angolo di riflessione del raggio emesso; d) a telecamera digitale ed emettitore laser che illumina il capezzolo, con i quali viene elaborata un’immagine necessaria per un’efficace identificazione.

La salute della vacca

Si tratta di un fattore fondamentale per assicurare la miglior produttività dell’allevamento da latte, non solo in termini quantitativi, ma anche (e soprattutto) qualitativi. Per questo, la pulizia e disinfezione dei capezzoli e la separazione del latte anormale sono funzioni ovviamente incorporate nel robot di mungitura, poiché è ben noto che la maggiore fonte di contaminazione batterica del latte deriva principalmente dalla sporcizia che si deposita sulla mammella e sui capezzoli. Mancando il controllo visivo diretto da parte del mungitore, il robot interviene in automatico per il lavaggio e la disinfezione.

La soluzione convenzionale si basa su una coppia di spazzole controrotanti che (con un numero di trattamenti programmabile) puliscono i capezzoli con getti di acqua calda prima, spazzolando poi a secco la mammella, per asciugare il tutto. La posizione delle spazzole è regolabile, per ottimizzare la pulizia e rendere più efficace sia l’azione detergente che quella di massaggio, in funzione delle dimensioni dell’apparato mammario. Ovviamente, le spazzole vengono lavate dopo ogni ciclo di lavoro con una soluzione di acqua e detergente.

Una soluzione più recente gestisce al contempo il lavaggio e la separazione dei primi getti di latte tramite un prendicapezzolo dedicato con iniettori nella testa della guaina, che puliscono in successione i capezzoli con getti di acqua calda, eliminata poi unitamente ai primi getti di latte, grazie ad una linea dedicata.

In alternativa, i 4 prendicapezzoli di mungitura svolgono anche la funzione di lavaggio. La versione a spazzole simula meglio la stimolazione tattile del mungitore, mentre quella integrata ha un’azione detergente più completa.

Tutti i sistemi robotizzati prevedono comunque l’irrorazione dei capezzoli con una soluzione disinfettante al termine della mungitura.

La qualità e la quantità del latte

Il robot di mungitura si è ovviamente avvalso di tutti i progressi acquisiti in tema di monitoraggio della qualità del latte, soprattutto in termini di salubrità.

Per ciò che concerne l’aspetto microbiologico il controllo delle cellule somatiche rappresenta tuttora il fattore principale (v. box), mentre oltre a quantificare la produzione per singolo quarto dell’animale altri sensori misurano la conducibilità, l’andamento del flusso e la presenza di sangue nel latte, nonché anche il contenuto di grasso, proteine e lattosio, come il Crystalab offerto dalla TDM di S. Paolo (BS). Il prodotto non conforme viene separato e gestito secondo protocolli personalizzabili.

Oltre alla qualità, gli intervalli e il numero di mungiture influenzano anche la quantità di latte prodotto: in media, un robot che riesce ad eseguire 2,8-3 mungiture per capo/giorno fa registrare un aumento produttivo medio tra il 10 e il 15%, proprio grazie a quell’intervento quotidiano in più rispetto allo schema tradizionale.

La sostenibilità

Il robot di mungitura è da tempo anche attento ai consumi, specie quelli di energia elettrica e di acqua.

La pompa del vuoto è spesso corredata da un inverter, con il quale si ottengono riduzioni fino al 60% della spesa energetica rispetto alle soluzioni convenzionali.

Ciò è dovuto alla piena adattabilità del sistema alla richiesta di vuoto dell’impianto,  anche modificando le impostazioni in base alle specifiche esigenze operative della macchina.

L’informatica a corredo

Ovviamente, un qualsiasi robot non può che avvalersi delle applicazioni informatiche più avanzate, sia per fornire il massimo delle informazioni all’allevatore, sia per lavorare in sinergia con gli altri impianti e le altre attrezzature della stalla e, più in generale, a servizio dell’allevamento.

Oltre a numerosi software per i pc tradizionali, la novità più recente è lo sviluppo di “app” dedicate per monitorare e  gestire direttamente (ovviamente in remoto) con il tablet o lo smartphone le impostazioni e il funzionamento del robot. In tema, la Lely propone il T4C Total Health, un pacchetto creato appositamente per monitorare lo stato di salute della mandria, sfruttando al meglio tutti i dati raccolti dal robot Astronaut, in modo da effettuare un’analisi in tempo reale della salute di ciascuna bovina, con l’elaborazione di un punteggio che viene confrontato con determinate soglie preimpostate di criticità.

Tra le numerose funzioni disponibili, oltre al citato controllo dello stato di salute della bovina (probabilità di calori compresa), da segnalare quelle relative alle prestazioni del robot, ma anche il monitoraggio degli interventi richiesti di manutenzione preventiva, e addirittura il “Farm visit”, ovvero la possibilità di condividere in remoto gli indicatori chiave di performance con i consulenti, in modo da beneficiare con la massima efficienza e rapidità le loro competenze in materia.



l contacellule OCC di DeLaval

Oltre a condizionarne la qualità (e quindi a definirne il prezzo finale), la conta cellulare è da tempo il principale indicatore adottato per l’individuazione il più possibile precoce delle mastiti. La DeLaval ha messo a punto l’OCC, un contacellule in linea automatico, che in sinergia con il software di gestione mandria Del pro  offre un monitoraggio proattivo quotidiano della conta delle cellule somatiche per singola bovina e ad ogni mungitura, con la possibilità di separare il latte di bassa qualità da un lato,  e di ridurre il ricorso ad antibiotici, dall’altro. Non solo, ma in tal modo è possibile programmare un amento della frequenza di mungitura degli animali con una carica cellulare elevata, in modo da seguire con maggiore tempestività il loro stato di salute.

L’OCC si basa su una fotocamera digitale, che cattura l’immagine quantificando accuratamente i nuclei delle cellule somatiche. Per assicurare una conta precisa, dopo ogni mungitura lo strumento si lava e si ricalibra in automatico.

In pratica, un campione di 4 ml di latte viene prelevato in linea e miscelato con i reagenti in una pompa a siringa, per essere poi  convogliato verso il sensore ottico della telecamera digitale, che rileva le cellule somatiche, il cui ammontare viene in continuo comunicato al software di gestione.

Si tratta di una funzione molto utile non solo per un precoce riconoscimento delle mastiti subcliniche, ma anche per un efficiente monitoraggio della salute della mammella di vacche fresche, nonché delle mastiti degli animali trattati (con un’indicazione univoca, in quest’ultimo caso, sul momento opportuno per riconsiderare come valido il latte prodotto da questi capi). Ovviamente, con l’OCC è possibile anche prelevare campioni dal latte di massa e di misurarli manualmente.



La mungitura automatizzata a box singolo

Non solo per grandi stalle, ma anche per quelle di dimensioni contenute. La tedesca GEA produce il Monobox, un robot di mungitura compatto a box singolo indicato per l’automazione di mandrie fino a 70 capi in lattazione. E’ dotato di uscita frontale o laterale, per garantire all’animale un accesso sicuro, agevole e veloce. Il processo può essere gestito con un ampio monitor touchscreen da 12,1” collocato a ridosso del box, tramite il software Mview. Il latte è trattato delicatamente, grazie a tubazioni molto corte. Le pompe del latte sono dotate di inverter, per un bassa richiesta energetica, mentre per contenere il consumo dell’acqua di lavaggio (che viene erogata solo quando serve) sia il vaso terminale che quello “vitelli” sono molto piccoli.

La routine di mungitura è “monofase”, ovvero tutte le azioni della routine sono svolte all’interno della tettarella (attacco, stimolazione, lavaggio, eliminazione primi getti, mungitura e post dipping), mentre il basso livello di vuoto applicato preserva la salute della mammella. Per un controllo completo dei costi di funzionamento, il Monobox è completato da misuratori di energia elettrica, acqua, detersivi e detergenti.



di Domenico Pessina

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