Buon lavoro, robot!

L'intenso sviluppo tecnologico che ha interessato la zootecnia europea negli ultimi quaranta anni ha permesso il miglioramento delle produzioni animali e della qualità del lavoro nelle aziende. La meccanizzazione/robotizzazione, in particolare, sostituendosi alla forza lavoro, ha consentito di eliminare o ridurre attività faticose e pericolose svolte dall'uomo, con benefici in termini di salute e sicurezza degli addetti agricoli e con vantaggi economici derivanti dalla maggiore produttività della manodopera.
Il forte interesse verso l'automazione delle operazioni di stalla è legato principalmente alle seguenti motivazioni:

• difficoltà per le aziende che utilizzano unità lavorative salariate a trovare manodopera qualificata e affidabile;
• svincolo per le aziende che utilizzano unità lavorative familiari da operazioni svolte giornalmente per 365 giorni all'anno, con benefici in termini di qualità della vita;
• possibile miglioramento dell'efficienza aziendale;
• possibile miglioramento della salute e del benessere degli animali.

L'impiego sempre maggiore di macchine e impianti, d'altro canto, ha comportato un progressivo aumento dei consumi energetici degli allevamenti (energia elettrica ed energia termica) e ciò rappresenta un aspetto negativo, soprattutto nella situazione attuale, con la crisi economica generale e il trend in crescita del costo dell'energia a livello mondiale. Non è un caso che le proposte tecnologiche di questi anni, anche nel settore agricolo, facciano leva su risparmio energetico, motori ad elevata efficienza e produzione aziendale di energia da fonti rinnovabili.
 

Largo ai computer

Anche l'informatizzazione dei processi produttivi ha interessato il comparto zootecnico, con lo sviluppo sempre più intenso di programmi specifici per il controllo di macchine e impianti, o per la raccolta e gestione di dati aziendali (produttivi, sanitari, alimentari, economici). Inoltre, da più parti si è caldeggiato e attuato lo sviluppo dei servizi in rete per il mondo agricolo, per le grandi potenzialità che essi offrono in termini di progresso tecnico e culturale degli allevatori, con riguardo sia alla valutazione delle condizioni di gestione delle singole aziende, sia allo scambio di suggerimenti e proposte migliorativi fra le stesse aziende, incluse le opportunità di acquisto e commercializzazione dei prodotti.
Oggi, dei semplici e relativamente economici computer palmari, poco più grandi di un telefonino, permettono di controllare tutto quello che avviene in stalla (mungitura, alimentazione, interventi sanitari, ecc.), di somministrare le quantità esatte di mangime, di monitorare la mungitura e la tracciabilità del latte, ma anche di controllare la contabilità dell'allevamento. Un monitoraggio continuo ed efficiente, che l'allevatore può seguire anche quando si deve allontanare dalla sua azienda. Indubbiamente, nel futuro delle aziende zootecniche c'è ancora molta tecnologia e molta innovazione, ma è di fondamentale importanza che tutto ciò porti non solo maggiore efficienza, maggiore produttività e minori costi, ma anche un miglioramento concreto della qualità della vita degli allevatori e del benessere degli animali allevati.

Gestione degli effluenti zootecnici

Gli effluenti zootecnici (deiezioni degli animali frammiste a lettiera, sprechi di alimento e di acqua di bevanda, acque di lavaggio, ecc.) rappresentano indubbiamente una risorsa per l'allevamento bovino da latte per l'utilizzo agronomico al quale sono destinati, ma al tempo stesso costituiscono un fardello di non facile gestione per l'azienda, a motivo dei numerosi vincoli presenti nelle normative ambientali e per la necessità di dotarsi di adeguati sistemi per la loro rimozione dalle stalle e per il loro deposito temporaneo prima della distribuzione sui terreni.

La scelta del sistema di asportazione degli effluenti è influenzata in maniera significativa dal tipo di stabulazione degli animali e da talune caratteristiche del ricovero (stalla fissa o stalla libera, lettiera o cuccette, pavimento pieno o pavimento fessurato) e a sua volta influisce sulla tipologia di effluente prodotto e sulle modalità di utilizzazione agronomica degli effluenti stessi. Anche in questo settore vengono proposti dei sistemi robotizzati di asportazione. Sul mercato esistono modelli di robot specializzati nella pulizia delle corsie di stabulazione a pavimento fessurato.
Queste macchine (mobile barn cleaner), costituite da un corpo centrale dotato di ruote motrici e direzionali e da una lama raschiante, con massa complessiva di 300, 350 kg, sono in grado di spostarsi in maniera automatica e autonoma alla velocità di circa 4 m/min, sfruttando l'energia prodotta da batterie ricaricabili. La gestione dei percorsi e la programmazione temporale del funzionamento del robot avvengono in modo remoto. Generalmente un sensore a ultrasuoni integrato assicura che il robot segua le pareti ad una distanza predeterminata. Terminato il percorso di lavoro il robot si riposiziona nella stazione di sosta dove avviene la ricarica delle batterie.

In alcuni modelli può essere presente un sistema di lavaggio integrato che consente di spruzzare acqua sul pavimento prima del passaggio della lama; in questo modo dovrebbe risultare più agevole l'asportazione delle deiezioni secche che aderiscono alla superficie dei travetti. In questi casi è necessario prevedere un punto di sosta per il rifornimento di acqua nell'apposito serbatoio. Questi robot sono bassi e compatti, per muoversi agevolmente nelle curve e sotto gli eventuali cancelli e per non intralciare la deambulazione dei bovini; in alcuni modelli, per permettere un agevole movimento della macchina, la barra anteriore che sostiene la lama raschiante ha forma circolare. Il robot è dotato di un dispositivo di sicurezza che permette l'arresto dell'avanzamento e la successiva deviazione laterale in caso di superamento del peso di sicurezza (contatto con un animale).
 

Gestione della preparazione e distribuzione dell'alimento

Nel settore bovino da latte l'automazione delle operazioni per la preparazione e la distribuzione dell'alimento (Afs, Automatic feeding systems) costituisce un obiettivo di grande rilevanza, anche perché l'alimentazione del bestiame è una delle voci di maggiore entità nel costo di produzione del latte vaccino, non solo a causa degli oneri per l'acquisto o per la produzione di foraggi, mangimi e integratori, ma anche per il costo della manodopera necessaria per le operazioni di preparazione e distribuzione degli alimenti. Inoltre, con l'automazione è possibile programmare i tempi di distribuzione della razione, utilizzare miscelatori di volume ridotto e ipotizzare sinergie con altri sistemi, come il robot di mungitura.
L'alimentazione tradizionale prevede generalmente due distribuzioni giornaliere e un numero variabile di interventi di riavvicinamento della razione in mangiatoia (2-3 volte al giorno, nella maggioranza dei casi). In questo modo l'operatore ha pochissime possibilità di intervento sul ritmo di assunzione dell'alimento. Invece, con i sistemi Afs è possibile aumentare la frequenza di preparazione/distribuzione della razione (fino a quindici volte al giorno). Questo è sicuramente uno stimolo per aumentare l'attività di assunzione di cibo da parte delle vacche, grazie ad alimenti sempre freschi somministrati in numerosi "piccoli" pasti giornalieri. Inoltre, con gli Afs l'intervento dell'operatore è molto limitato e riguarda soprattutto l'impostazione delle razioni all'interno del programma di gestione e il controllo del funzionamento del sistema. Numerose ricerche hanno dimostrato che l'aumento della frequenza di distribuzione dell'unifeed può ridurre la competizione alimentare e lo scarto di alimento in mangiatoia. Nei sistemi con distribuzione a gruppi gli animali vengono alimentati con razioni bilanciate per gruppi di diverse dimensioni, anche in combinazione con autoalimentatori per ottenere un'alimentazione il più possibile "di precisione". I modelli si possono distinguere sulla base delle modalità di distribuzione (stazionaria o mobile) e di preparazione della razione (miscelatori fissi o mobili). Infine, esistono sistemi semoventi che consistono in carri trinciamiscelatori completamente automatici dotati di sistema di navigazione basato su sensori annegati nel pavimento.
 

Avvicinamento dell'alimento in mangiatoia

L'azione di avvicinamento dell'alimento distribuito in mangiatoia si rende necessaria non solo perché gli animali, assumendo cibo, creano dei vuoti nella massa, ma soprattutto perché, nella loro azione di selezione degli ingredienti più appetiti, lo sospingono lontano con i movimenti del collo, rendendo la razione irraggiungibile a distanze superiori a 0,7 m dalla rastrelliera. La permanenza in mangiatoia di residui di alimento può comportare rischi di contaminazioni (escrementi di roditori, calpestio con mezzi meccanici imbrattati) o di fermentazioni anomale, per esposizione ai raggi del sole durante il periodo più caldo dell'anno.

Recenti ricerche dimostrano che con avvicinamenti eseguiti almeno quattro volte al giorno le vacche aumentano del 2-3% l'assunzione di alimento e viene contrastata l'azione di selezione da parte degli animali (Bisaglia et al., 2010). Questa operazione può essere eseguita dall'operatore di stalla in maniera manuale, oppure con idonei mezzi meccanici; in alternativa, tale operazione può avvenire attraverso i robot utilizzati per la distribuzione oppure mediante robot autonomi a navigazione sensorizzata. I robot a navigazione sensorizzata, alimentati elettricamente mediante batterie che vengono ricaricate automaticamente durante gli intervalli tra un'operazione e la successiva, si muovono lungo percorsi prestabiliti grazie a un sistema di navigazione basato su appositi sensori.
In alternativa, sul mercato sono presenti dei modelli ad azionamento elettrico con spazzole o nastri montati su apposito telaio fissato alla rastrelliera della mangiatoia. Anche in questo caso è possibile programmare l'intervallo fra due riavvicinamenti. Interessante un modello di provenienza austriaca, che durante l'operazione di riavvicinamento dell'alimento in mangiatoia è in grado di distribuire mangime concentrato. Mentre il robot può essere utilizzato per due fronti o addirittura per più stalle, questo modello opera su una sola mangiatoia in linea.

Durante la mungitura

Un campo di intensa evoluzione a livello impiantistico è quello dell'automazione delle operazioni di stalla. Fondamentale, al riguardo, è l'automazione della fase più onerosa, la mungitura, per la quale non si ritiene ancora concluso il processo evolutivo, nonostante il successo incontrato dalle stazioni robotizzate (Ams, Automatic milking system).

In sintesi, un Ams è costituito da una o più postazioni di mungitura, da un sistema robotizzato di attacco del gruppo mungitore, da un sistema computerizzato di controllo, da un insieme di strumenti complementari per il lavaggio della mammella, la disinfezione del gruppo mungitore, lo scarto dei primi getti di latte, la separazione di latte proveniente dalla mungitura di bovine sottoposte a terapie con antibiotici, e da una serie di attrezzature automatiche per la movimentazione degli animali. Per quanto riguarda il sistema di attacco del gruppo mungitore, le soluzioni intraprese per la sua realizzazione sono diverse, in particolare è differente il principio su cui si basa la localizzazione dei capezzoli (sistemi a infrarossi, laser, ultrasuoni, visione), così come è differente, dal punto di vista ingegneristico, il braccio che movimenta il gruppo di mungitura.
Per poter valutare correttamente gli Ams occorre prendere in considerazione diversi aspetti: quantità e qualità del latte prodotto, salute e comportamento degli animali, riprogettazione della stalla, tipologia d'impianto, costi di investimento e di gestione, vincoli derivanti dalla destinazione del latte. Rimangono, infatti, alcune limitazioni all'adozione di tali sistemi nella nostra realtà produttiva: da un lato l'elevato costo di installazione, dall'altro i limiti di impiego all'interno di disciplinari di tutela delle produzioni tipiche (Grana Padano e Parmigiano Reggiano) che prescrivono limiti alla frequenza e alla durata della mungitura. Nel primo caso, non sono consentite più di due mungiture giornaliere, mentre nel caso del Parmigiano Reggiano, oltre al limite delle due mungiture al giorno, è imposto un tempo di mungitura non superiore alle quattro ore antecedenti la raccolta del latte.
Per superare tali limiti, una soluzione di un certo interesse sarebbe quella di realizzare sistemi robotizzati semplificati, da applicare nelle sale di mungitura tradizionali, consentendo di mantenere l'organizzazione spaziale e lavorativa degli allevamenti esistenti e di superare le resistenze dei consorzi di tutela. Sul mercato è presente un sistema automatico di mungitura a giostra che si adatta a mandrie anche superiori alle 300 vacche. Secondo il costruttore i primi sistemi messi in commercio hanno una produttività massima di 90 vacche/ora, con la possibilità di gestire contemporaneamente fino a cinque robot di mungitura. Il sistema viene gestito da due robot per la preparazione dei capezzoli e da altri due robot per la fase di mungitura vera e propria; i quattro robot lavorano su quattro vacche contemporaneamente. Inoltre, un quinto robot gestisce la fase di disinfezione dei capezzoli post mungitura. Questa operazione, completamente automatizzata grazie all'utilizzo di una telecamera 3D che localizza i singoli capezzoli in tempo reale, prevede la disinfezione con spray individuale per ogni singolo capezzolo. Le vacche accedono alla mungitura come in una sala di mungitura a giostra tradizionale. Il cancello d'ingresso prevede l'identificazione elettronica di ogni vacca; in questo modo per ogni animale viene memorizzato il posizionamento dei capezzoli. La ditta costruttrice non esclude la possibilità di un adattamento futuro di questo sistema a sale di mungiture già esistenti a spine di pesce.