L'informazione sulla meccanizzazione per l'agricoltura, il giardinaggio, componentistica e multifunzionalità.
Tecnica

La stalla, un sistema "high tech"

Negli impianti zootecnici trovano applicazione sempre più ampia le tecnologie elettroniche e la robotica. Dalla gestione della razione alimentare alla mungitura e a tutte le altre funzioni basilari per la stalla la tecnologia offre oggi sistemi "intelligenti", in grado, oltre che di eseguire i lavori, di monitorare i parametri anche di salubrità dell'ambiente e di salute dei capi allevati.

di Divide Giordano
Gennaio/Febbraio 2015 | Back

Non so dire cosa sia un robot, ma certamente lo riconosco quando ne vedo uno” (Joseph Engelberger, costruttore del primo robot industriale americano). È un trend inarrestabile: dalle piccole attrezzature per la pulizia dei pavimenti grigliati alle più recenti evoluzioni della mungitura robotizzata… In una stalla moderna non è infrequente trovare anche più di un robot, in grado di svolgere diverse operazioni senza l’intervento umano. Il che comporta diversi vantaggi: ridotto fabbisogno di manodopera, maggiore sicurezza e salute sia per l’operatore che per la mandria, più tempo a disposizione per migliorare il benessere animale. Segue una breve, e sicuramente non esaustiva, carrellata delle innovazioni in questo settore.

 

La gestione scientifica dell’alimentazione

In tema di automazione, assieme alla mungitura, l’alimentazione è senza dubbio uno degli aspetti di maggior attenzione recente, anche se in Italia si incontrano spesso difficoltà tecniche di realizzazione, che riducono le possibilità di applicazione appunto dei sistemi automatizzati. Da tempo sono noti i vantaggi della distribuzione frazionata degli alimenti: si mantiene il pH ruminale a livelli costanti evitando pericolosi picchi, con la conseguente riduzione dell’acidosi e il miglioramento della produzione di latte. L’optimum è arrivare a 5-6 distribuzioni giornaliere di razione, obiettivo improponibile con le attuali tecniche. Per far fronte a questa esigenza è stato messo a punto l’AutomaticFeeding System (AFS), ovvero l’automatizzazione della preparazione e della distribuzione della razione alimentare. Un impianto AFS è sostanzialmente costituito da tre settori: la zona di stoccaggio degli ingredienti, il dispositivo di miscelazione e l’apparato distributivo. In relazione alle disponibilità finanziarie, ma anche alla disposizione interna aziendale e/o alla struttura della stalla, è possibile anche automatizzare solo una parte di questa articolata catena.

Sebbene sul mercato siano disponibili diversi dispositivi, tutti possono essere riassunti in due tipologie principali: a miscelatore fisso o mobile. Nel primo caso, più semplice, un miscelatore unifeed a punto fisso è alimentato in maniera automatica da una serie di nastri trasportatori o di coclee, comandate da un computer centrale. L’operatore deve solo provvedere al rifornimento dei nastri trasportatori, che possono anche avere capacità di carico elevate, tali da garantire un’autonomia di alcuni giorni. Una serie di celle di carico, poste al di sotto della vasca principale del miscelatore, rileva in continuo la quantità di ingrediente aggiunta alla razione: il computer elabora il dato, confrontandolo con la “ricetta” memorizzata e attivando di volta in volta i nastri dei diversi alimenti. Dopo la fase di carico e miscelazione, la razione viene convogliata, sempre con trasportatori automatici, all’interno di vagoni che provvedono alla sua distribuzione all’interno della mangiatoia, muovendosi su rotaie aeree oppure a terra in maniera autonoma, seguendo un percorso memorizzato o guidati tramite una serie di sensori annegati nel pavimento. All’interno della tramoggia è presente un dispositivo di scarico della razione, tipicamente a nastro. La movimentazione dei vagoni è affidata a motori elettrici, quasi sempre alimentatitramite un pacco batterie, la cui ricarica avviene in maniera autonoma durante i periodi di inattività. È importante definire con attenzione il percorso dei distributori, soprattutto se del tipo a rotaia aerea: dove è necessario transitare con le normali macchine operanti nel centro aziendale, è importante rialzare adeguatamente la rotaia dal suolo, per evitare indesiderate interferenze.

I dispositivi a miscelatore mobile sono più complessi, ma in compenso sono in grado di adattarsi a stalle di qualsiasi tipo e a mandrie di diversa composizione. Si tratta, in estrema sintesi, di piccoli carri miscelatori (con tramoggia di 2-3m³), in cui gli ingredienti sono immessi in un’apposita zona, spesso definita cucina. Il carico può avvenire con diverse attrezzature, tutte automatizzate: si passa da benne mordenti a nastri trasportatori. A differenza della prima soluzione, dove è più semplice rendere automatica anche solo una parte del processo (ad esempio, il riempimento del miscelatore può essere manuale), questa opzione richiede invece una completa automatizzazione, visto l’elevato numero di miscelate giornaliere da eseguire.

Anche in questo caso ci sono in commercio dispositivi a rotaia aerea, ma i più diffusi sono dei veri e propri robot su ruote, in grado di seguire percorsi predefiniti, che distribuiscono la razione e al contempo sospingono la razione residua vicino alla mangiatoia, grazie ad appositi deflettori. Una serie di sensori di sicurezza permettono alla macchina di evitare ostacoli improvvisi o fermarsi se nel raggio d’azione è presente una persona o un’animale.

Mungitura, un sistema altamente automatizzato

Uno degli aspetti più critici della zootecnia da latte è sicuramente la mungitura. Difficoltà di trovare personale addestrato, necessità di operare 365 giorni l’anno per due volte al giorno, in situazioni con sussistenza di diversi rischi (fisico, chimico e biologico). Sono questi i principali motiviper cui negli ultimi anni la robotizzazione della mungitura è stato uno degli aspetti più importanti dell’automazione della stalla.Pensata inizialmente per mandrie di dimensione ridotte (50 capi circa), ora si sta diffondendo anche in stalle più grandi, grazie anche al significativo ritorno economico dell’investimento. In Europa diverse decine di aziende hanno più di quattro robot in stalla, mentre qualcuna ne conta anche più di quaranta.

In sintesi,il cosiddetto Automatic Milking System (AMS) è costituito da una o più postazioni di mungitura, dotate di braccio robotizzato per l’attacco e lo stacco della gruppo mungitore, da un computer di controllo e da una serie di dispositivi accessori atti a lavare e disinfettare sia la mammella che il gruppo mungitore. La macchina è anche in grado di eliminare automaticamente i primi getti di latte, ed eventualmente differenziare il prodotto proveniente da alcune bovine non idonee (ad esempio quelle sottoposte a terapia antibiotica). Laparte ingegneristicamente più complessa è sicuramente il braccio robotizzato di attacco del gruppo, unitamente al dispositivo per la corretta individuazione spaziale della mammella della vacca. Quest’ultimo si può basare su diversi principi: ad infrarossi, ad ultrasuoni, con laser o con telecamere, per una visione tridimensionale. Un unico braccio può inoltre servire più posti di mungitura, riducendo quindi il costo complessivo del robot.

Uno dei vantaggi più evidenti di questa soluzione è l’aumento del numero di mungiture quotidiane, che porta anche ad un miglioramento quantitativo e qualitativo della produzione di latte, soprattutto se la robotizzazione della mungitura è integrata dall’automazione dell’alimentazione, che provvede a frazionare in più periodi la distribuzione della razione.

Lamungitura robotizzata comporta anche l’automazione delle attività di movimentazione e convogliamento degli animali, ma anche di identificazione e separazione dei capi sospetti all’uscita. I robot moderni prevedono infatti un controllo puntuale di alcuni valori del latte, come ad esempio la conducibilità, oppure la presenza di alti livelli di cellule somatiche nel latte correlata ad eventuali infezioni in corso. In questi casi la macchina separa direttamente il latte, evitando quindi la contaminazione dell’intera produzione giornaliera. Non solo: i dispositivi più evoluti sono in grado di analizzare i campioni di latte, determinandoad esempio il contenuto di progesterone e avvisando quindi l’allevatore dell’arrivo del calore, con un maggiore anticipo rispetto alle tecniche tradizionali. È possibile anche analizzare il contenuto di urea nel latte, verificando quindi che il rapporto energia/azoto della razione sia equilibrato, e permettendo di correggere eventualmente la miscelata. Queste analisi non vengono eseguite su tutti i campioni di latte: grazie al segnale identificativo della bovina, un computer verifica in un database la necessità di queste analisi ed invia, in caso positivo, il campione all’analizzatore.

Una delle nuove frontiere è la robotizzazione delle sale di mungitura esistenti: in tal caso, quelle che si prestano meglio sono sicuramente quelle di tipo rotante. In questo caso sono presenti più robot, alcuni destinati alla preparazione del capezzolo e altri invece adibiti all’aggancio del gruppo prendicapezzolo. La ruotine è identica a quella del robot tradizionale, ma la produttività è maggiore (500-700 vacche/ora con una sala a 24 posti), riducendo al contempo l’investimento in modo notevole.

Le utili funzioni dei robot piccoli

Visto il loro minor costo, i robot piccoli sono sicuramente più diffusi. Si tratta dei robot spingirazione e di quelli per la pulizia dei pavimenti grigliati. Entrambi hanno lo scopo di spingere del materiale in una determinata direzione:la razione verso la mangiatoia e il liquame sotto al piano di calpestio.

Questi ultimi, in particolare, sono costituiti da un corpo centrale dotato di ruote motrici e direzionali e da una lama raschiante, con una massa complessiva di circa 300-400 kg. Si muovono a 0,3-0,5km/h, tramite uno o più motori elettrici alimentati a batterie ricaricabili. Un terminale di ricarica, provvisto di centralina di controllo, permette all’operatore di “istruire” il robot sul percorso e sulla programmazione temporale della pulizia, al termine della quale torna al terminale di ricarica in attesa del successivo ciclo di funzionamento. E’ un’apparecchiatura normalmente di altezza ridotta, per permettere il passaggio sotto ai cancelli e non intralciare i movimenti delle bovine. Una serie di sensori, normalmente ad ultrasuoni, ferma la macchina in caso di contatto con un animale.

Macchine molto simili, ma dotate non di lama raschiante ma di una paratia di spinta permettono l’automazione dell’avvicinamento della razione alla mangiatoia. Infatti, in seguito ai movimenti tipici delle bovine effettuati nella cernita della parte più appetibile, la razione viene in parte sospinta lontano dalla corsia di alimentazione, rendendo così impossibile l’assunzione della parte restante.

Gallery

I PIÙ LETTI degli ultimi numeri

GLI APPUNTAMENTI della meccanizzazione

18 - 20 giugno 2024 Regina (Canada) WESTERN CANADA FARM PROGRESS SHOW
19 - 21 giugno 2024 ICC, Taipei (Taiwan) ASIA AGRI-TECH EXPO & FORUM
19 - 21 giugno 2024 Holambra, SP (Brasile) HORTITEC
giugno 2024 Algeri (Algeria) FIA
19 - 21 giugno 2024 Tokyo Big Sight (Giappone) MANUFACTURING WORLD JAPAN
19 - 22 giugno 2024 BITEC, BITEC Bangkok (Thailandia) ASSEMBLY TECHNOLOGY