Un elevato grado di automazione per l’alimentazione è possibile
Tecnologia
Signore, il pranzo è sempre servito
Ecco gli autoalimentatori per la somministrazione del concentrato e l'Automatic Feeding Systems (AFS) per la preparazione e la distribuzione dell’unifeed
Per automazione delle operazioni di stalla si intende l’utilizzo di tecnologie in sostituzione della manodopera per preparare e distribuire foraggi, concentrati e unifeed, effettuare la mungitura, distribuire la lettiera, movimentare gli animali, asportare gli effluenti zootecnici e controllare l’ambiente microclimatico all’interno dei ricoveri. Negli ultimi decenni lo sviluppo di tecnologie innovative nel settore bovino da latte ha determinato un miglioramento delle performance degli animali e della qualità del lavoro nelle aziende.
Questo percorso di innovazione tecnologica è stato intrapreso con una certa cautela, ma ha subito negli ultimi anni una notevole accelerazione, fino a giungere all’industrializzazione dei prototipi e alla presentazione di vere e proprie proposte commerciali.
Le macchine sostituiscono la “forza lavoro”, consentendo 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.
Per contro, il ricorso sempre maggiore alla meccanizzazione ha determinato un aumento dei consumi energetici (elettrici e termici) degli allevamenti. Non è un caso che le proposte tecnologiche di questi anni nel settore agricolo tengano in considerazione aspetti quali risparmio energetico, motori ad elevata efficienza e produzione aziendale di energia da fonti rinnovabili.
Stazioni di autoalimentazione in batteria con battifianchi in tubolari metallici
• 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’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 la produzione di foraggi, mangimi e integratori, ma anche per il costo della manodopera necessaria per le operazioni di preparazione e di distribuzione degli alimenti.
Oltre alla mungitura, la preparazione e la distribuzione automatizzate dell’alimento sono le operazioni dove maggiormente si sta concentrando l’attività di ricerca e sperimentazione.
Le principali automazioni riguardano i seguenti aspetti:
• distribuzione di mangime concentrato;
• preparazione e distribuzione di unifeed.
Vagone miscelatore/distributore a rotaia
Ciascuna vacca viene dotata di apposito dispositivo d’identificazione a collare o di altro tipo, per il riconoscimento individuale ad opera del sistema di lettura installato in ogni stazione d’alimentazione; il segnale di riconoscimento della bovina viene trasmesso al computer per l’avvio dell’erogazione della quantità prestabilita di concentrato.
La gestione della distribuzione automatizzata del mangime viene effettuata da un elaboratore elettronico dotato di specifico software, in grado di programmare la razione per singola vacca e/o per gruppi di animali. In questo modo ogni bovina riceve la corretta quantità di mangime in base alla fase fisiologica/produttiva in cui si trova (asciutta, parto, diverse fasi di lattazione). Con questo sistema è possibile impostare l’intervallo minimo tra due visite e il numero di pasti giornalieri, la massima assunzione di alimento per visita, la quantità giornaliera somministrata e un allarme per bassa assunzione di alimento. Inoltre, il sistema controlla e regola il contenuto dei sili di stoccaggio. Nelle stazioni possono essere installati dei dosatori che consentono di somministrare in maniera automatica alle vacche nei primi stadi di lattazione additivi liquidi (glicole propilenico) a livello individuale.
Vagone trincia-miscelatore e distributore semovente (fonte Lely)
La scelta dell’ubicazione delle stazioni è di grande importanza ai fini di un corretto impiego dell’impianto di alimentazione e di un regolare deflusso degli animali; la norma generale è quella di evitare, ove possibile, una dislocazione con accesso dalla zona di riposo, per salvaguardare l’esigenza di tranquillità tipica di quest’area della stalla libera. Nelle stalle a cuccette l’ubicazione preferenziale è in zona di riposo, al posto di un numero di cuccette pari al numero di stazioni da installare, ma con accesso dalla zona di alimentazione.
Negli ultimi decenni sono stati messi a punto numerosi prototipi di questo genere, ma soltanto recentemente l’interesse verso gli AFS (Automatic Feeding Systems) è cresciuto notevolmente e questo ha spinto molte ditte produttrici di impianti e attrezzature zootecniche (poco meno di una ventina) ad entrare in questo mercato, proponendo diverse soluzioni per distribuire automaticamente l’alimento nelle stalle libere.
Poco più di un decennio fa in Italia il CRPA (Rossi e Pignedoli, 2007) ha sperimentato un prototipo per la distribuzione automatica di fieno e mangime in stalla: si tratta di un carro sospeso su rotaia, costituito da due compartimenti separati, uno posto anteriormente, di minori dimensioni, per il mangime, e l’altro, più grande, per il fieno. Una volta effettuato il carico degli alimenti presso la stazione di sosta, il carro si muove sulla monorotaia sospesa ed è in grado di distribuire in modo automatico l’alimento in mangiatoia lineare, secondo razioni e orari preimpostati sulla centralina di controllo. Numerose sono le “macchine” progettate per preparare e somministrare un unifeed personalizzato, in modo da poter alimentare con una specifica razione gruppi omogenei di animali (vacche fresche, ad alta produzione e in diverse fasi dell’asciutta, bovini da rimonta di diversa età).
In questi sistemi di distribuzione 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”.
Vagone distributore sospeso a rotaia con miscelatore fisso e nastro di collegamento (fonte DeLaval)
• vagone a ruote guidato tramite rotaia aerea, con funzione di miscelatore e distributore di unifeed in mangiatoia, con containers fissi per carico, stoccaggio e trinciatura del foraggio, nastro trasportatore del foraggio e sili di stoccaggio del mangime concentrato;
• vagone semovente guidato grazie ad appositi sensori, con funzione di trincia-miscelatore e distributore di unifeed in mangiatoia. Si tratta in questo caso di veri e propri carri trincia-miscelatori completamente semoventi e automatici, che vengono caricati in apposito locale;
• vagone sospeso su rotaia, con funzione di distributore di unifeed in mangiatoia, con containers fissi per carico, stoccaggio e trinciatura foraggio, miscelatore fisso, nastri trasportatori del foraggio e dell’unifeed e sili di stoccaggio per il mangime concentrato;
• nastro metallico o gommato con funzione di trasporto e distribuzione dell’unifeed in mangiatoia, per caduta dall’alto o direttamente nella mangiatoia, con trincia-miscelatore fisso e sili di stoccaggio del mangime concentrato.
La maggioranza dei vagoni è in grado di compiere curve di 180°; l’energia per il movimento e il funzionamento dei nastri trasportatori interni al vagone è generalmente fornita da batterie che vengono ricaricate durante il fermo macchina nella stazione di sosta.
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 (DeVries et al., 2005; Mantysaari et al., 2006; Pompe et al., 2007) hanno dimostrato che l’aumento della frequenza di distribuzione dell’unifeed può ridurre la competizione alimentare e lo scarto di alimento in mangiatoia. Peraltro, gli AFS si sposano perfettamente con la sempre maggiore diffusione nel comparto zootecnico degli impianti a fonti energetiche rinnovabili, fotovoltaico in particolare; è infatti possibile sfruttare appieno la produzione di energia elettrica aziendale per alimentare gli AFS, ottenendo notevoli benefici economici e riducendo l’impatto ambientale dell’attività d’allevamento (riduzione dell’impiego di macchine che consumano combustibili di origine fossile).
Un aspetto molto importante sul quale sarà necessario lavorare nei prossimi anni riguarda la riprogettazione delle stalle e dei centri aziendali, nell’ottica dell’adattamento di questi alla nuova tecnologia; un AFS, infatti, può necessitare di aree destinate alle attrezzature e agli impianti per lo stoccaggio, la trinciatura, la miscelazione e il caricamento degli alimenti nel sistema di distribuzione e di spazi diversi in corsia di foraggiamento.
Sarà necessario ripensare alle nuove realizzazioni, ma anche ipotizzare soluzioni di ristrutturazione per le stalle esistenti. Fra l’altro, la progettazione di questi interventi dovrà anche tenere in debito conto altre possibili innovazioni riguardanti la mungitura (AMS), l’asportazione degli effluenti dalle corsie di stabulazione (robot), la gestione della mandria e il controllo ambientale.
di Alessandro Gastaldo - C.R.P.A. di Reggio Emilia
Questo percorso di innovazione tecnologica è stato intrapreso con una certa cautela, ma ha subito negli ultimi anni una notevole accelerazione, fino a giungere all’industrializzazione dei prototipi e alla presentazione di vere e proprie proposte commerciali.
Le macchine sostituiscono la “forza lavoro”, consentendo 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.
Per contro, il ricorso sempre maggiore alla meccanizzazione ha determinato un aumento dei consumi energetici (elettrici e termici) degli allevamenti. Non è un caso che le proposte tecnologiche di questi anni nel settore agricolo tengano in considerazione aspetti quali risparmio energetico, motori ad elevata efficienza e produzione aziendale di energia da fonti rinnovabili.
Stazioni di autoalimentazione in batteria con battifianchi in tubolari metallici
Elemento cruciale
L’interesse verso questi sistemi automatici è legato a diverse 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’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 la produzione di foraggi, mangimi e integratori, ma anche per il costo della manodopera necessaria per le operazioni di preparazione e di distribuzione degli alimenti.
Oltre alla mungitura, la preparazione e la distribuzione automatizzate dell’alimento sono le operazioni dove maggiormente si sta concentrando l’attività di ricerca e sperimentazione.
Le principali automazioni riguardano i seguenti aspetti:
• distribuzione di mangime concentrato;
• preparazione e distribuzione di unifeed.
Vagone miscelatore/distributore a rotaia
Mangime concentrato
Nelle stalle a cuccette la distribuzione automatica di mangime concentrato può avvenire durante la mungitura o in apposite poste singole dotate di mangiatoia collocate all’interno del corpo stalla. La distribuzione del concentrato in sala di mungitura, attuata con impianti automatici che riforniscono le singole mangiatoie dislocate davanti a ogni posta, è una tecnica che ha perso di interesse con il progressivo aumento delle produzioni unitarie di latte delle bovine, ma la recente introduzione commerciale dei sistemi robotizzati di mungitura ha riproposto la somministrazione del mangime durante la mungitura quale tecnica indispensabile per incentivare le vacche a frequentare gli appositi stalli dell’impianto. Per la distribuzione automatica del mangime sono disponibili da tempo gli impianti di autoalimentazione, che consentono un preciso razionamento individuale e un efficace controllo della mandria, grazie all’uso del computer. Questi sistemi sono essenzialmente costituiti da una o più stazioni individuali di alimentazione, in numero proporzionale al numero di capi allevati (indicativamente una stazione ogni 25÷30 capi), da una o più linee di trasporto che prelevano il mangime dai sili verticali di stoccaggio e lo scaricano, mediante apposite calate, nelle tramogge degli autoalimentatori, e da un elaboratore elettronico che controlla l’impianto e gestisce il razionamento alimentare.Ciascuna vacca viene dotata di apposito dispositivo d’identificazione a collare o di altro tipo, per il riconoscimento individuale ad opera del sistema di lettura installato in ogni stazione d’alimentazione; il segnale di riconoscimento della bovina viene trasmesso al computer per l’avvio dell’erogazione della quantità prestabilita di concentrato.
La gestione della distribuzione automatizzata del mangime viene effettuata da un elaboratore elettronico dotato di specifico software, in grado di programmare la razione per singola vacca e/o per gruppi di animali. In questo modo ogni bovina riceve la corretta quantità di mangime in base alla fase fisiologica/produttiva in cui si trova (asciutta, parto, diverse fasi di lattazione). Con questo sistema è possibile impostare l’intervallo minimo tra due visite e il numero di pasti giornalieri, la massima assunzione di alimento per visita, la quantità giornaliera somministrata e un allarme per bassa assunzione di alimento. Inoltre, il sistema controlla e regola il contenuto dei sili di stoccaggio. Nelle stazioni possono essere installati dei dosatori che consentono di somministrare in maniera automatica alle vacche nei primi stadi di lattazione additivi liquidi (glicole propilenico) a livello individuale.
Vagone trincia-miscelatore e distributore semovente (fonte Lely)
Tipologie di stazione
La stazione singola ha una lunghezza di circa 2,5 m, una larghezza di 0,7÷0,8 m ed è delimitata lateralmente da battifianchi in tubolari metallici o da pareti piene; nella parte anteriore è collocata la mangiatoia d’acciaio inox, vetroresina o plastica, sormontata dalle tramogge per il mangime, con capacità di 60÷100 l, e dai relativi dosatori. Le stazioni di autoalimentazione, di norma, prevedono l’ingresso e l’uscita dell’animale dalla parte posteriore e sono prive di cancello di chiusura; ciò può favorire le azioni di disturbo ai danni della vacca che sta consumando il pasto da parte degli animali in attesa. Per questa ragione alcune ditte propongono stazioni con cancello d’ingresso posteriore e cancello d’uscita laterale. Uno studio svedese ha messo a confronto le due diverse tipologie di stazione di autoalimentazione (con e senza cancelli di accesso e uscita laterale), dimostrando che il numero di aggressioni e il numero di spostamenti si riducono fortemente con la presenza di cancelli protettivi (rispettivamente del 65 e del 67%) e che, di conseguenza, questa soluzione aumenta l’efficienza del sistema di autoalimentazione.La scelta dell’ubicazione delle stazioni è di grande importanza ai fini di un corretto impiego dell’impianto di alimentazione e di un regolare deflusso degli animali; la norma generale è quella di evitare, ove possibile, una dislocazione con accesso dalla zona di riposo, per salvaguardare l’esigenza di tranquillità tipica di quest’area della stalla libera. Nelle stalle a cuccette l’ubicazione preferenziale è in zona di riposo, al posto di un numero di cuccette pari al numero di stazioni da installare, ma con accesso dalla zona di alimentazione.
Piatto unico
L’automazione delle operazioni per la preparazione e la distribuzione dell’unifeed costituisce un obiettivo di grande rilevanza.Negli ultimi decenni sono stati messi a punto numerosi prototipi di questo genere, ma soltanto recentemente l’interesse verso gli AFS (Automatic Feeding Systems) è cresciuto notevolmente e questo ha spinto molte ditte produttrici di impianti e attrezzature zootecniche (poco meno di una ventina) ad entrare in questo mercato, proponendo diverse soluzioni per distribuire automaticamente l’alimento nelle stalle libere.
Poco più di un decennio fa in Italia il CRPA (Rossi e Pignedoli, 2007) ha sperimentato un prototipo per la distribuzione automatica di fieno e mangime in stalla: si tratta di un carro sospeso su rotaia, costituito da due compartimenti separati, uno posto anteriormente, di minori dimensioni, per il mangime, e l’altro, più grande, per il fieno. Una volta effettuato il carico degli alimenti presso la stazione di sosta, il carro si muove sulla monorotaia sospesa ed è in grado di distribuire in modo automatico l’alimento in mangiatoia lineare, secondo razioni e orari preimpostati sulla centralina di controllo. Numerose sono le “macchine” progettate per preparare e somministrare un unifeed personalizzato, in modo da poter alimentare con una specifica razione gruppi omogenei di animali (vacche fresche, ad alta produzione e in diverse fasi dell’asciutta, bovini da rimonta di diversa età).
In questi sistemi di distribuzione 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”.
Vagone distributore sospeso a rotaia con miscelatore fisso e nastro di collegamento (fonte DeLaval)
Modelli diversi
Sul mercato sono presenti vari modelli di AFS per unifeed così classificabili:• vagone a ruote guidato tramite rotaia aerea, con funzione di miscelatore e distributore di unifeed in mangiatoia, con containers fissi per carico, stoccaggio e trinciatura del foraggio, nastro trasportatore del foraggio e sili di stoccaggio del mangime concentrato;
• vagone semovente guidato grazie ad appositi sensori, con funzione di trincia-miscelatore e distributore di unifeed in mangiatoia. Si tratta in questo caso di veri e propri carri trincia-miscelatori completamente semoventi e automatici, che vengono caricati in apposito locale;
• vagone sospeso su rotaia, con funzione di distributore di unifeed in mangiatoia, con containers fissi per carico, stoccaggio e trinciatura foraggio, miscelatore fisso, nastri trasportatori del foraggio e dell’unifeed e sili di stoccaggio per il mangime concentrato;
• nastro metallico o gommato con funzione di trasporto e distribuzione dell’unifeed in mangiatoia, per caduta dall’alto o direttamente nella mangiatoia, con trincia-miscelatore fisso e sili di stoccaggio del mangime concentrato.
La maggioranza dei vagoni è in grado di compiere curve di 180°; l’energia per il movimento e il funzionamento dei nastri trasportatori interni al vagone è generalmente fornita da batterie che vengono ricaricate durante il fermo macchina nella stazione di sosta.
Vantaggi importanti
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 15 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 (DeVries et al., 2005; Mantysaari et al., 2006; Pompe et al., 2007) hanno dimostrato che l’aumento della frequenza di distribuzione dell’unifeed può ridurre la competizione alimentare e lo scarto di alimento in mangiatoia. Peraltro, gli AFS si sposano perfettamente con la sempre maggiore diffusione nel comparto zootecnico degli impianti a fonti energetiche rinnovabili, fotovoltaico in particolare; è infatti possibile sfruttare appieno la produzione di energia elettrica aziendale per alimentare gli AFS, ottenendo notevoli benefici economici e riducendo l’impatto ambientale dell’attività d’allevamento (riduzione dell’impiego di macchine che consumano combustibili di origine fossile).
Un aspetto molto importante sul quale sarà necessario lavorare nei prossimi anni riguarda la riprogettazione delle stalle e dei centri aziendali, nell’ottica dell’adattamento di questi alla nuova tecnologia; un AFS, infatti, può necessitare di aree destinate alle attrezzature e agli impianti per lo stoccaggio, la trinciatura, la miscelazione e il caricamento degli alimenti nel sistema di distribuzione e di spazi diversi in corsia di foraggiamento.
Sarà necessario ripensare alle nuove realizzazioni, ma anche ipotizzare soluzioni di ristrutturazione per le stalle esistenti. Fra l’altro, la progettazione di questi interventi dovrà anche tenere in debito conto altre possibili innovazioni riguardanti la mungitura (AMS), l’asportazione degli effluenti dalle corsie di stabulazione (robot), la gestione della mandria e il controllo ambientale.
di Alessandro Gastaldo - C.R.P.A. di Reggio Emilia
