Stalle hi-tech: innovazioni tecnologiche USA

tecnologiche
Innovazione tecnologica: secondo gli esperti dell’Università del Minnesota e di alcune università del Canada, aumentano le aziende da latte che scelgono di affidarsi a informatica e automazione per migliorare il management. Privilegiando le soluzioni che si adattano più facilmente alla routine aziendale. Sensori, wi-fi e software gestionali per proteggere la salute delle bovine

L’industria del latte sta affrontando cambiamenti a livello globale a causa della pressione economica, delle innovazioni tecnologiche, dell’aumento demografico, delle aspettative dei consumatori e dell’evoluzione delle norme legislative.

Herman Barkema, professore in Epidemiology of infectious diseases presso il Department of production animal health della facoltà di Medicina veterinaria (University of Calgary, Canada) ha elaborato un quadro sullo scenario futuro del mercato del latte e su quali sfide dovrà affrontare la ricerca per adeguarsi ai mutamenti già in atto.

Sulla base dei trend attualmente in crescita (riportati nel box “Come cambia la produzione del latte. Trend in crescita in Europa, Nord America, Australia e Nuova Zelanda”), il professor Barkema identifica tre macroaree in cui il contributo della ricerca e della tecnologia sarà determinante e che hanno come tema comune il rispetto dell’ambiente e la tutela della salute.

Le aziende tradizionali dovranno ridurre l’impiego di ormoni e antibiotici e dovranno individuare soluzioni alternative ma efficaci, quali per esempio quelle tecnologiche.

Le previsioni per il futuro

Secondo quanto riportato dallo studio “Changes in the dairy industry affecting dairy cattle health and welfare” condotto da Barkema e pubblicato sul Journal of Dairy Science a novembre 2015, l’adozione di nuove tecnologie porterà alla generazione di una massa di dati dal potenziale enorme, che gli allevatori dovranno essere in grado di interpretare allo scopo di migliorare la salute e il benessere della loro mandria.

Al momento la tecnologia è entrata nelle stalle ma è sottoutilizzata e non vi è una sufficiente formazione tecnica tra gli addetti al settore.

Si attendono importanti contributi anche dalla genomica e dalla selezione genetica, per creare soggetti più resistenti alle malattie, tuttavia ciò richiede ulteriori sforzi nella raccolta dei dati fenotipici.

Il latte rimane protagonista quale fonte di dati per il monitoraggio fisiologico (rilevamento calori, imminenza del parto) e per le diagnosi di malattia (mastite, chetosi, acidosi), per cui si attendono ulteriori nuovi test rapidi e affidabili.

Tre aziende hi-tech in Nord America

In occasione del secondo “U.S. Precision dairy expo and conference”, tenuto in Minnesota (Usa) nel giugno 2015, è stato possibile effettuare un tour virtuale di una decina di aziende nordamericane, considerate tra le più hi-tech, per verificare come le soluzioni tecnologiche più avanzate si adattano alla routine di stalla.

Marcia Endres, professoressa in Dairy cattle production (department of Animal sciences, University of Minnesota, Usa), ha partecipato al tour e ha descritto come le aziende, pur differenti per dimensione, si siano affidate alla tecnologia per migliorare il management.

Un’azienda dell’Indiana con 3500 bovine gestisce la storia produttiva e riproduttiva di ciascun capo tramite un software che raccoglie dati grazie a sensori applicati agli animali (con trasmissione wireless) e un sistema di analisi automatica del latte.

Oltre alle caratteristiche qualitative e quantitative della mungitura, il sistema è in grado di identificare i capi con problemi di salute (chetosi subclinica, mastite, acidosi subclinica).

Altri sensori sono invece impiegati per individuare i calori, nell’ambito del programma riproduttivo delle manze, mentre un apposito software sulle prestazioni genetiche aiuta l’azienda a scegliere i soggetti da riformare per mantenere elevata la qualità del genoma.

Un’azienda canadese di dimensioni più modeste (335 bovine) invece ha scelto di affidarsi ai robot di mungitura, adottando 6 postazioni, di cui 3 riservate esclusivamente alle primipare. Il robot è comandato da un software che, oltre ad archiviare i dati, genera un promemoria giornaliero e alcuni report sulle bovine da inseminare, le bovine fresche di parto, casi di mastite e chetosi, consumo di alimento, ecc.

Infine, una terza azienda nello stato di New York si è affidata al monitoraggio a distanza per sorvegliare sia le bovine sia i vitelli nutriti con alimentatori automatici. Le bovine sono equipaggiate con sensori che inviano i dati via internet al pc ed allo smartphone, sui cui sono installate diverse app dedicate al rilevamento del calore, all’attività di ruminazione, al comportamento alimentare, al monitoraggio della salute e del parto. Il sistema elabora messaggi di allerta se rileva variazioni sospette (ad esempio, cambiamenti nella quantità di alimento e di acqua ingeriti, o durata della ruminazione). Un sistema di monitoraggio automatico della temperatura corporea inoltre sorveglia le bovine che hanno partorito da poco, riducendo il tempo dedicato al controllo individuale quotidiano. (Queste informazioni sono riportate sul documento “Precision Dairy 2015 Part I and II” pubblicato nel luglio 2015 sul sito dell’Università del Minnesota: www.extension.umn.edu).

Monitorare la transizione

Marcia Endres fa parte di un’èquipe che negli ultimi anni ha condotto diversi studi sull’impiego di sensori individuali per bovine e ha testato anche dispositivi già presenti sul mercato.

In un suo articolo, Endres passa in rassegna i vari tipi di sensori e le possibilità che questi possono offrire (Figura 1 e Tabella 1), alla luce di quanto presentato al “World dairy expo” (“Cow sensor technologies – What have we seen?”, pubblicato sul sito dell’Università del Minnesota, www.extension.umn.edu, a ottobre 2015).

Le bovine in transizione (da 2-3 settimane prima del parto a 2-3 settimane dopo), spiega Endres, rappresentano la categoria da monitorare più attentamente, poiché i dati sul comportamento e sullo stato sanitario consentono di identificare i soggetti a rischio e intervenire precocemente.

Marcia Endres riporta che in uno studio condotto su circa 6 milioni di lattazioni in bovine del Midwest statunitense è stato osservato che il rischio di riforma è quattro volte più elevato nei primi 30 giorni di lattazione, rispetto al resto del periodo.

Incrociando i dati dei sensori che monitorano l’attività di locomozione e la produzione lattea giornaliera inoltre è possibile individuare le bovine potenzialmente affette da chetosi, dislocazione dell’abomaso a sinistra, metrite (Figura 2) e problemi digestivi in generale, fino a 5-6 giorni prima della manifestazione clinica dei sintomi.

Ruminazione e profilo del rischio

Marcia Endres esamina anche i sensori che tracciano l’attività motoria in generale e la ruminazione (Figura 3), i quali aiutano a tracciare un profilo di rischio poiché sono in grado di rilevare una correlazione tra riduzione dei tempi di ruminazione prima del parto e aumento dei problemi sanitari dopo il parto. Le bovine con tempi di ruminazione più lunghi nei primi dieci giorni dopo il parto presentano problemi di salute più lievi e uno stato infiammatorio più contenuto rispetto ai soggetti con problemi conclamati o subclinici.

Il monitoraggio dei tempi di ruminazione durante la prima settimana di lattazione aiuterebbe a identificare le bovine a maggior rischio sanitario, nei primi 30 giorni dopo il parto.

I sensori dedicati al rilevamento dei calori che raccolgono dati sulla ruminazione e sull’attività motoria (Figura 4) possono essere utilizzati anche durante i 21 giorni che precedono e seguono il parto, per tracciare profili di rischio a sviluppare, ad esempio, ritenzione di placenta, chetosi subclinica, metrite o vitelli nati morti.

Se la bovina si comporta bene allora è sana

Endres cita anche sensori, già presenti sul mercato, che trasmettono dati incrociati su alcune attività comportamentali (tempi di alimentazione, tempi di riposo, ruminazione, attività motoria) e fisiologiche (temperatura auricolare). I sensori sono in comunicazione con software che elaborano i dati e generano eventuali messaggi di allerta (Figura 5).

In uno studio condotto dalla sua équipe, la professoressa riporta che una riduzione nei tempi di alimentazione durante l’ultimo periodo di asciutta è correlato a un incremento di casi di metrite, ritenzione placentare, dislocazione dell’abomaso, zoppia al parto o a 35 giorni di lattazione, nelle bovine pluripare durante la prima fase della lattazione. Sono state rilevate altre correlazioni tra la qualità e quantità del riposo e i casi di zoppia, chetosi subclinica e metrite.

L’animale è in salute? I dati vanno interpretati

L’impiego di sensori per monitorare la temperatura corporea, attraverso un bolo reticolare, è stato testato per rilevare variazioni individuali in relazione all’ambiente e allo stato di salute. Dopo aver stabilito la temperatura corporea di base in un gruppo di controllo, infatti, è possibile identificare precocemente le bovine che stanno per manifestare patologie, come l’acidosi ruminale subclinica, mastite clinica o una polmonite. Tali sensori possono integrare i dati più classici misurati, come il pH ruminale (Figura 6). Il problema dei dati trasmessi dai vari sensori, secondo Marcia Endres, dipende dalla quantità di informazioni che necessitano di essere soppesate e interpretate. Entrano così in gioco i software, che aiutano a classificare i dati e prendere decisioni. Quel che ancora sembra mancare sul mercato invece è un sistema capace di integrare i dati provenienti da fonti diverse e di elaborare anche un’analisi economica dei costi effettivi di tutta la tecnologia adottata in azienda.

Il latte tecnologico si avvale di sensori e app

Nell’edizione di ottobre 2015 del “World dairy expo” svoltasi a Madison in Wisconsin (Usa) tra le innovazioni presentate spicca la presenza dei software integrati alla telefonia, tramite una serie di applicazioni dedicate alla raccolta ed elaborazione dei dati trasmessi dai sensori individuali applicati sulle bovine.

Tra i tanti prodotti presentati vi è un kit che, attraverso un bolo, trasmette dati allo smartphone sulla temperatura del rumine, sulla quantità di acqua ingerita e calcola eventuali variazioni legate alla temperatura dell’acqua. Il sistema consente un monitoraggio costante, elabora curve della temperatura e aiuta nelle decisioni cliniche.

Lo stesso produttore inoltre ha messo a punto un termometro vaginale particolarmente utile nelle bovine prossime al parto, poiché rileva l’evoluzione della temperatura, invia sms allo smartphone con indicazioni sulle variazioni anomale, sulla data indicativa del parto (48 ore prima) e sull’espulsione del termometro assieme al sacco amniotico. L’app propria del dispositivo infine elabora grafici in tempo reale sulle condizioni della bovina. Un altro utile dispositivo, dedicato alle aziende che ancora non dispongono di sistemi automatici di analisi del latte integrati alla mungitrice, consente di testare rapidamente la qualità sanitaria del latte. Si tratta di un analizzatore portatile che si interfaccia con un iPod: inserendo un campione di latte il dispositivo conteggia in 30 secondi le cellule somatiche e, tramite l’app dedicata, elabora il risultato, fornendo il numero accurato di cellule e, in caso di valori elevati, dà indicazioni sulla probabile causa patogena (campione indicativo di streptococchi, stafilococchi, ecc.). Altri kit si avvalgono di tecnologia Gps per localizzare le bovine al pascolo, monitorare l’attività ed elaborare i dati con sistemi di triangolazione tra sensori – satelliti - computer (Figura 7).

In attesa della nuova edizione 2016 dell’expo che si svolgerà in ottobre, una rassegna dei prodotti più innovativi presentati è consultabile al sito web http://worlddairyexpo.com/pages/Innovation-Unveiled.php.

Modello di simulazione delle prestazioni della mandria

Tra le risorse utili da segnalare troviamo la simulazione digitale “open-source”, alla quale è possibile accedere gratuitamente, sviluppata da Jan Vaillant (Leibniz centre for agricultural landscape research, Müncheberg, Germania) e Lisa Baldinger (Department of sustainable agricultural systems, University of Natural resources and life sciences, Vienna, Austria).

La simulazione consente di immettere dati relativi al tipo di alimento somministrato, alle caratteristiche qualitative del latte prodotto, alla composizione della mandria e alle variazioni annuali, oltre che di selezionare il tipo di razionamento (Figura 8).

Cliccando la sezione “results”, si ottiene una curva di simulazione della lattazione e tutta una serie di grafici sui vari tipi di prestazioni attese dalla mandria.

Il modello di simulazione fornisce un aiuto sia per verificare l’efficacia del piano alimentare, sia per attuare decisioni sul management dell’azienda. La simulazione è disponibile online all’indirizzo http://jvail.github.io/dairy.js (download all’indirizzo: https://github.com/jvail/dairy.js.

(Fonte: J. Vaillant e L. Baldinger, “Application note: An open-source JavaScript library to simulate dairy cows and young stock, their growth, requirements and diets”, pubblicato su Computers and Electonics in Agriculture, vol. 120, gennaio 2016).

 

L’articolo completo è pubblicato su Informatore Zootecnico n. 3/2016

L’edicola di Informatore Zootecnico

LASCIA UN COMMENTO

Per favore inserisci il tuo commento
Per favore inserisci il tuo nome