I robot di mungitura

La mungitura automatica è una realtà ormai consolidata nelle stalle di tutto il mondo. I vantaggi sono molteplici, dalla riduzione quasi totale del lavoro manuale alla possibilità di raccogliere dati relativi al singolo capo, per una più efficiente gestione della mandria. Per contro, occorre ricordare che il robot di mungitura è una macchina che richiede le competenze specifiche di un esperto

L’automazione della mungitura ha senza dubbio rappresentato una svolta rivoluzionaria nell’allevamento della bovina da latte. Il passaggio dalla mungitura convenzionale a quella automatica ha comportato grandi cambiamenti per l’allevatore e per gli animali, introducendo un nuovo concetto di gestione della mandria. In particolare, sono profondamente mutate sia le routine di lavoro dell’uomo, sia quelle comportamentali degli animali; alcune operazioni non sono più necessarie, altre sono state modificate e adattate al nuovo sistema di mungitura, mentre sono state introdotte attività che prima non esistevano.

Tra gli aspetti più importanti connessi all’introduzione del robot di mungitura (anche detto AMS, Automatic Milking System) vi sono senz’altro il cambiamento della natura del lavoro, con la componente concettuale che sovrasta quella manuale, e la possibilità di monitorare gli animali su base individuale mediante dispositivi elettronici. Ciò perché il controllo quotidiano dello stato delle bovine non è più effettuato dal mungitore, ma è demandato ad una serie di sensori installati sull’AMS, per cui la consultazione e l’analisi dei dati che ne derivano richiedono l’impiego di software gestionali e, aspetto non secondario, anche del tempo. Infatti, sebbene vi sia una drastica riduzione del lavoro manuale, bisogna comunque tenere conto dell’attività gestionale. Il computer diventa pertanto uno strumento fondamentale per l’allevatore, aiutandolo a supportare al meglio il processo decisionale di stalla.

Il primo robot di mungitura è stato installato nel 1992 in Olanda. Dopo 30 anni, l’evoluzione tecnica ha permesso a queste macchine di raggiungere un’elevatissima affidabilità ed efficienza, favorendone così la diffusione commerciale. Si stima infatti che nel mondo operino circa 50.000 robot di mungitura, di cui oltre 1200 in Italia (ovvero il 4-5% degli allevamenti).

Dal punto di vista tecnologico, l’AMS è un sistema complesso, costituito da diverse parti tra cui il box di mungitura, il sistema di identificazione elettronica e quello di localizzazione dei capezzoli, il braccio robotizzato e una serie di sensori, con il relativo software di gestione dati.

Queste strutture devono essere strettamente interconnesse e dotate di elevata modularità, per poter soddisfare al meglio sia i fabbisogni fisiologici degli animali, diversi per morfologia e comportamento, sia le situazioni aziendali estremamente diversificate in cui gli AMS vengono installati.

 

Il box di mungitura

Si tratta di uno stallo automatizzato, con la funzione principale di vincolare la bovina durante la fase di mungitura. Le soluzioni proposte sul mercato variano a seconda del costruttore e del modello di AMS, e riguardano soluzioni a box singoli o multipli. I primi sono caratterizzati da uno stallo indipendente, equipaggiato con un braccio robotizzato che svolge tutte le fasi della mungitura su un solo animale alla volta. Nei sistemi a box multipli l’AMS è invece dotato di un braccio mobile in grado di muoversi da un box all’altro; in questo caso, ciascun box è dotato di prendicapezzoli indipendenti, consentendo così al robot di gestire più animali contemporaneamente.

Solitamente, nel box è presente un sistema automatico di alimentazione zootecnica, che permette la somministrazione di alimento concentrato, allo scopo di incentivare le bovine a frequentare il box di mungitura anche quando il bisogno di essere munte è scarso, incrementando in tal modo il numero di visite e la frequenza di mungitura.

Il sistema di identificazione elettronica

Si tratta di un elemento fondamentale per la routine di mungitura robotizzata. Il riconoscimento dell’animale presente nel box di mungitura viene effettuato di norma tramite un transponder RFID (Radio Frequency Identification) inserito in una cavigliera fissata ad una zampa posteriore, oppure nel collare. Una volta riconosciuta la bovina, e verificato che sia effettivamente il suo turno, l’AMS attiva le operazioni di mungitura, di alimentazione e di monitoraggio, aggiornando il software gestionale con tutti i dati produttivi e fisiologici dell’animale.

 

Il sistema di localizzazione dei capezzoli

Costituisce senza dubbio l’elemento più sofisticato dell’intero AMS. La posizione dei capezzoli varia infatti non solo da un animale all’altro, ma anche tra mungiture successive della stessa bovina.

Ciò richiede pertanto una localizzazione in tempo reale dei capezzoli, la cui precisione deve essere tale da consentire l’applicazione della guaina sul capezzolo con un’elevata percentuale di successo. Ad oggi ci si avvale di telecamere 3D, sensori ad ultrasuoni e dispositivi di localizzazione laser. Per rilevare eventuali spostamenti dell’animale nel corso dell’attacco del gruppo, alcuni AMS implementano sensori tattili in diretto contatto con una o più parti dell’animale. Tutte le tecnologie elencate offrono risultati lusinghieri per la localizzazione dei capezzoli, con un successo superiore al 95%; l’adozione di una tecnologia piuttosto che un’altra deriva da filosofie puramente commerciali. A seguire, viene effettuata la pulizia pre-mungitura, per rimuovere sporco e detriti dal capezzolo (scongiurando la contaminazione del latte) e per indurre il riflesso di eiezione lattea, indispensabile per svolgere una corretta mungitura. I sistemi di lavaggio più diffusi si basano sull’uso di prendicapezzoli dedicati o di spazzole controrotanti. Nel primo caso, viene iniettata acqua e aria all’interno della guaina, generando un’opportuna turbolenza che favorisce la detersione dell’intera superficie del capezzolo, dopodiché il capezzolo viene asciugato con un getto di aria. Nel secondo caso, una coppia di spazzole controrotanti fissate direttamente sul braccio automatico del robot pulisce ogni singolo capezzolo. In entrambi i casi, al termine dell’operazione i dispositivi vengono disinfettati, per impedire un’eventuale contaminazione incrociata tra bovine. Poiché è temporizzata, la pulizia automatica potrebbe essere meno accurata rispetto all’intervento di un mungitore esperto; ciò richiede pertanto a monte l’assoluta necessità di mantenere le bovine il più possibile pulite, già a partire dalla stabulazione in stalla.

 

Il braccio robotizzato

Il gruppo di mungitura o i singoli prendicapezzoli vengono applicati alla bovina mediante un braccio robotizzato, detto anche end-effector, disponibile in due diverse tipologie: il gruppo di mungitura si trova all’estremità dell’end-effector e i prendicapezzoli vengono applicati alla bovina in stretta successione; l’end-effector preleva i prendicapezzoli uno ad uno da un apposito magazzino (rack) e li applica singolarmente alla mammella della bovina.  I movimenti del braccio robotizzato devono essere rapidi, precisi e silenziosi; sono pertanto eseguiti tramite motori elettrici e/o attuatori pneumatici o idraulici. Nel caso degli attuatori idraulici, l’AMS è dotato di una pompa oleodinamica integrata nell’unità, mentre nel caso di quelli azionati pneumaticamente è previsto un compressore d’aria esterno (di solito a spirale). Alla fine della mungitura e prima dell’ingresso della bovina successiva, le guaine vengono lavate con acqua calda, e in alcuni casi sanificate mediante insufflazione di vapore pressurizzato ad oltre 120°.

 

Sensori e software di gestione

Numerosi sono i sensori implementati nei robot di mungitura, utili per effettuare misure ed analisi riguardo produzione, qualità del latte e stato sanitario della bovina. In merito alla produzione, oltre alla quantità prodotta per capo, è possibile anche misurare il flusso di latte per quarto, nonché la frequenza delle visite che la bovina effettua al robot, con la relativa durata. Riguardo alla qualità, sono installati sensori in grado di restituire il tenore di grassi, proteine e lattosio del latte. Dal punto di vista sanitario può essere presente un dispositivo che effettua il conteggio delle cellule somatiche (il cosiddetto “contacellule”), mediante misure ottiche o di viscosità del latte munto. Tale sensore è utile per valutare rapidamente la possibile presenza di mastite clinica e sub-clinica per singolo quarto mammario. La presenza di sangue nel latte, indicatore sia di uno stato infiammatorio della mammella che di un trauma subito dall’animale, può essere rilevata mediante un sensore colorimetrico. Il dosaggio del progesterone, a partire da un minimo volume di latte prelevato nel corso della mungitura, può evidenziare la presenza di calore e/o gravidanza della bovina. La presenza di una bilancia elettronica, in grado di misurare separatamente il carico sui quattro arti della bovina, consente di monitorare giornalmente le variazioni di peso corporeo e di individuare precocemente eventuali lesioni podali. Dal breve elenco illustrato è evidente la grande quantità di dati che il robot è in grado di raccogliere. Essi vengono successivamente registrati, elaborati ed archiviati da un apposito software gestionale, dotato di interfacce sempre più intuitive in grado di fornire all’allevatore sia informazioni dettagliate in merito al singolo capo, sia report di sintesi. In questo modo, l’allevatore può disporre di un sistema informativo evoluto, che opportunamente adattato alle caratteristiche della mandria permette di focalizzare l’attenzione su eventuali criticità, fornendo un utile supporto per le scelte gestionali di stalla.