Tecnologias avançadas para o manejo de precisão

Edição #85 - Abril/2016

Tecnologias avançadas para o manejo de precisão

As tecnologias de precisão envolvem, principalmente, sensores que substituem a inspeção por parte dos produtores, e interpretam sinais das vacas individualmente. Esses sensores geram dados que, depois de análise apropriada, fornecem informações fisiológicas significativas para dar suporte à tomada de decisões, tanto diagnósticas (saúde, reprodução), como gerenciais (alimentação, ordenha, agrupamento).

O progresso tecnológico na indústria de lácteos está fortemente motivado e reforçado por sua tendência de desenvolvimento, especialmente pelo aumento do rebanho, da produção por vaca, do valor econômico da vaca, dos custos (produção de alimentos), bem como pelo progresso socioeconômico.

As tecnologias de precisão envolvem, principalmente, sensores que substituem a inspeção por parte dos produtores, e interpretam sinais das vacas individualmente. Esses sensores geram dados que, depois de análise apropriada, fornecem informações fisiológicas significativas para dar suporte à tomada de decisões, tanto diagnósticas (saúde, reprodução), como gerenciais (alimentação, ordenha, agrupamento). O fato desses sensores registrarem e armazenarem dados online de cada vaca no rebanho, levam ao sistema de manejo de precisão na pecuária leiteira (Precision Dairy Farming - PDF, sigla em inglês), ao responder rapidamente às mudanças de desempenho e comportamento, o que permite, por sua vez, manejar as vacas de forma individual, de forma que expressem seu potencial genético de acordo com os objetivos econômicos e de bem-estar animal.

Para ser aplicável, o manejo de precisão deve incluir: sensores que geram dados, modelos que dão interpretação fisiológica aos dados, um processo de tomada de decisão e, finalmente, a execução da decisão.

Os sistemas PDF podem ser divididos em duas categorias: para propostas de diagnóstico (tempo crítico) e para manejo (tempo mais tolerante). O mesmo sensor pode servir para ambas as propostas: por um lado, atuar como um alarme; por outro, elucidar um processo fisiológico ou status que melhore o manejo.

Nesta apresentação são discutidas algumas aplicações das novas tecnologias para o manejo de precisão.

Introdução

A indústria de lácteos lidera a tecnologia de precisão na produção pecuária. Esse processo é direcionado pelo aumento do tamanho dos rebanhos e da produção por vaca, bem como do valor econômico da vaca e maiores despesas (especialmente com alimentos). A crescente preocupação pública com o bem-estar animal também motiva esse processo. O progresso tecnológico permite avanços no desenvolvimento e uso de sensores que podem fornecer dados online detalhados sobre vacas individuais no rebanho, independentemente de seu tamanho. Com registros fisiológicos adequados e interpretação, esses dados podem ser traduzidos em informações que, por sua vez, podem dar suporte à tomada de decisões de manejo para cada vaca. Em outras palavras, o manejo de precisão na pecuária leiteira (Precision Dairy Farming – PDF, sigla em inglês) se aplica a vacas individualmente.

A definição de PDF é manejar a menor unidade de produção (uma vaca individual, se possível) visando permitir que a vaca expresse seu potencial genético de acordo com os objetivos econômicos e de bem-estar animal. Essa abordagem deve melhorar a saúde animal, o bem-estar e a rentabilidade das operações leiteiras. A “menor” unidade pode ser o rebanho inteiro, um grupo de vacas com características fisiológicas e de desempenho comuns ou vacas individuais. O “tamanho” dessa unidade é determinado por sensores e instalações envolvidas, e a disponibilidade de uma operação fácil e automática.

Um sistema PDF é construído de: sensores que geram dados, modelos que dão uma interpretação fisiológica dos dados, um processo de tomada de decisões de manejo e, finalmente, a execução da decisão. Os sistemas PDF podem ser divididos em duas categorias: aquelas usadas para diagnóstico e aquelas usadas para manejo, e os mesmos sensores podem servir para ambas as categorias. Por exemplo, um declínio na produção de leite pode indicar um problema de saúde, mas também, um problema nutricional. No entanto, para ambas as categorias, os dados precisam ser registrados e analisados visando convertê-los em uma informação significativa. Sensores são geradores de dados inúteis a menos que haja um modelo que transforme esses dados em informações fisiológicas significativas. Ambos os sistemas PDF de diagnóstico e de manejo têm como objetivo alarmar ou elucidar eventos fisiológicos ou status que melhorem a tomada de decisões de manejo. A diferença entre sistemas PDF de diagnóstico e de manejo é que o primeiro tem um alarme antes ou próximo ao evento, já que pretende detectar (cio, claudicação), e o segundo pode ser mais tolerante com relação ao tempo. A maioria dos aparelhos de PDF são de natureza diagnóstica relacionada à saúde e reprodução, e a motivação para seu desenvolvimento foi substituir os sentidos humanos, bem como economizar na operação leiteira.

Os sensores que serão apresentados e discutidos nessa apresentação serão de desempenho, comportamento e registro de instalações na sala de ordenha, dos quais aspectos fisiológicos, comportamentais e de manejo podem ser extraídos e usados para PDF.

 Aplicações de manejo das novas tecnologias

O sensor mais antigo na indústria de lácteos é provavelmente a “jarra” medidora de leite, que mede a produção de leite de vacas individuais, mas os registros precisam ser feitos manualmente. Medidores de leite eletrônicos não mudaram essa situação até que a identificação individual de vacas (ID) foi desenvolvida, mais ou menos em paralelo e abrindo a era dos registros online de desempenho.

Esse documento examina as novas tecnologias, de longa duração, e os sensores em desenvolvimento com ênfase em dados-informações para o processo de tomada de decisão e possibilidades de aplicações. Os sensores que serão apresentados e discutidos nessa apresentação serão os de desempenho, comportamento e instalações de registros, dos quais aspectos fisiológicos, comportamentais e de manejo podem ser extraídos e usados para PDF, com ênfase especial às escalas online de peso corpóreo, analisador online de composição do leite, sensores de comportamento e registros em instalações de ordenha.

 Alimentação de precisão

Foi demonstrado que alimentar vacas individualmente no começo da lactação, de acordo com o balanço energético individual, tem uma vantagem significativa sobre alimentar grupos em termos de produção de leite e eficiência (Maltz et al. 2013). Essa abordagem requer dados frequentes de produção de leite, composição do leite, peso corpóreo e ingestão de alimentos a serem incorporados em um modelo nutricional de balanço energético. Para aplicar esses resultados em rebanhos comerciais, alimentadores automáticos controlados por computador podem ser usados para ajustar a densidade da ração de vacas individuais que recebem uma mistura básica no cocho de alimentação comum (Maltz et al. 2004). A ingestão individual de alimentos pode ser avaliada por modelos que usam dados comportamentais e de desempenho online. Essa abordagem pode ser praticamente aplicada também à alimentação de grupos em grandes fazendas leiteiras, onde as vacas podem ser divididas em grupos de alimentação de acordo com variáveis de desempenho. Aspectos comuns do balanço energético, da produção de leite ou de energia, ou da razão entre produção de energia e peso corpóreo (ou peso corpóreo metabólico), pode ser um critério útil para agrupamento de vacas.

 Separação do leite de acordo com propriedades biofísicas e de composição

Diferentes processos industriais (agitação, coagulação, fermentação) envolvem diferentes componentes do leite (gordura, proteína, lactose) e propriedades biofísicas (tempo de coagulação, firmeza da coalhada). Novos sensores que detectam essas características juntas, em tempo real e online (Leitner et al. 2013), com uma tecnologia de ordenha de rápida resposta permite desviar o leite de características de composição e/ou qualidades biofísicas para diferentes tanques, de acordo com os produtos industriais desejados e necessidades (Leitner et al. 2013a).

 Reprodução

A detecção de estro foi um dos primeiros desafios para as aplicações das novas tecnologias na indústria de lácteos. Hoje, há vários dispositivos disponíveis operando principalmente no princípio da maior atividade que acompanha o estro. Agora é possível usar as tecnologias disponíveis de desempenho (energia para produção de leite e peso corpóreo) e sensores de comportamento, não somente para identificar o tempo certo para inseminar a vaca, mas também para melhorar a taxa de concepção, especialmente a primeira inseminação pós-parto, e identificar o momento da parição (Maltz and Antler, 2007, Maltz et al. 2013).

 Saúde

Há possibilidades infinitas para melhorar o manejo sanitário das vacas leiteiras, usando os sensores disponíveis, bem como aplicando novas tecnologias para esse propósito. O principal objetivo é identificar problemas de saúde o mais cedo possível para aplicar o tratamento adequado, reduzindo o desconforto animal e a queda no desempenho. O principal problema dessa abordagem é a limitação em fazer um diagnóstico específico, além da indicação geral de que “algo está errado”. Quanto mais cedo o problema de saúde for detectado, menor a especificação do diagnóstico. Entretanto, ainda há um grande alcance de detecção de problemas de saúde com diagnóstico específico razoável, usando sensores de comportamento e desempenho disponíveis, além de análise online em vídeo da movimentação. Entre esses estão os problemas de saúde pós-parto (acidose ruminal subaguda – SARA, cetose, metrite), detecção precoce de claudicação e problemas na saúde do úbere. Na ausência de sensores específicos de diagnósticos, a principal abordagem é o desvio do desempenho ou comportamento normal. Há conquistas significativas aplicáveis na detecção precoce dos problemas de saúde resultantes dessa abordagem, especialmente quando existem problemas de saúde esperados como no pós-parto (Van Hertem et al. 2013. 2014, 2014a, Steensels et al. 2012, 2013).

Bem-estar

O bem-estar dos animais de produção no geral, e das vacas leiteiras em particular, está se tornando uma crescente preocupação pública. Os consumidores querem ter certeza não somente de que os animais não são maltratados, mas também, que vivem uma vida agradável. Um animal manifesta seu status de bem-estar e fisiológico através de seu comportamento. Para vacas leiteiras, nós também temos variáveis de desempenho que podem indicar rotinas inadequadas de manejo. Após melhorar o bem-estar animal através do manejo sanitário adequado, as questões de bem-estar podem ser separadas em duas categorias. Por um lado, alojamento e instalações apropriadas, e por outro, as rotinas de manejo. Entre elas, o processo de ordenha é dominante. Os principais sensores que podem ser usados, em primeiro lugar, são os sensores comportamentais. Além dos sensores que medem aspectos de atividade diretamente, como deitar, caminhar e movimento da cabeça, as visitas à sala de ordenha (robôs de ordenha) ou cochos de alimentação (robôs de ordenha e alimentadores automáticos controlados por computador) podem servir como sensores comportamentais. Além desses, a modernização das salas pode dar excelentes indicações da rotina adequada de ordenha e manejo da vaca pelos ordenhadores. Temos tido uma experiência muito boa em avaliar o bem-estar animal, em ambos os aspectos, usando sensores atualizados para essas propostas (Maltz et al. 2004, Livshin et al 2005).

Texto: Ephraim Maltz