Sensor dentro do rúmen otimiza a saúde e a produtividade da vaca leiteira

Anúncios de laticínios geralmente falam sobre vacas felizes ou satisfeitas. Isso não é apenas uma questão de marketing.

As vacas produzem mais leite e leite de qualidade superior quando estão saudáveis, se sentem seguras, recebem bastante ração, são ordenhadas quando querem e não estão nem com calor nem com frio.

As pessoas que cuidam do gado leiteiro têm todos os incentivos para mantê-los felizes, mas à medida que o trabalho se torna mais escasso, o nível de atenção necessário para monitorar as vacas é difícil de alcançar. “O futuro da agricultura é de alta tecnologia”, disse Adam Hurtgen, produtor de leite localizado em Elkhorn, Wisconsin, em entrevista para este artigo.

A fazenda de Hurtgen, Hurtgenlea Holsteins, consiste em mais de 300 vacas Holandesas registradas. Como agricultores familiares de várias gerações, Adam e seus pais, Leo e Karen, produziram a #1 Net Merit Cow e o #1 Net Merit Bull do mundo, cujas influências são reconhecidas em todo o mundo. Os Hurtgen se esforçam para produzir “leite de qualidade de vacas de qualidade”. 

Como muitos produtores de leite, a Hurtgen queria maximizar o nível de atendimento prestado, para manter uma empresa lucrativa e decidiu buscar soluções tecnológicas para assistência. Algumas fazendas leiteiras utilizam máquinas de ordenha robótica que ajudam a tornar a ordenha mais fácil e eficiente para os produtores, além de proporcionar uma experiência mais agradável para as vacas.

No entanto, elas não são um meio suficiente de monitoramento para problemas de saúde subjacentes. Depois de vasculhar a web, Hurtgen descobriu uma empresa austríaca (smaXtec) que oferece uma solução para ajudar os produtores de leite a rastrear o estado de saúde de vacas individuais usando inteligência artificial (IA) e Internet das Coisas (IoT).

A empresa oferece dispositivos de monitoramento eletrônico que podem medir importantes parâmetros de saúde e digestão usando um sensor de dentro do primeiro estômago da vaca – seu rúmen.

Depois que o sensor é engolido pela vaca, ele mede a temperatura do animal, sua atividade e ciclos de ingestão e a atividade de seu rúmen em termos de contrações musculares para monitoramento da ruminação. Existe outra opção de sensor que mede o pH do rúmen. Esses dados são transmitidos do sensor para um hub, cujo alcance pode ser modificado com uma antena para se adequar à escala de qualquer operação em termos de galpões de leite ou áreas de pastagem ou “piquetes”.

O hub carrega os dados na nuvem; funcionalidade habilitada com experiência e conectividade de seu parceiro, AT&T. O sistema é conhecido como tecnologia “Connected Cow” e faz parte de um conjunto mais amplo de plataformas de conectividade global que a AT&T, líder em IoT, está desenvolvendo para a agricultura, como um sistema para melhorar a eficiência da irrigação para culturas como arroz. Além da agricultura, a AT&T também fornece conectividade IoT em uma variedade de indústrias, desde manufatura, transporte, saúde, educação e muito mais.

“Avaliamos outros sistemas de monitoramento no passado, mas nenhum realmente mudou os resultados como o smaXtec”, disse Hurtgen. “O sistema foi o mais preciso que já vi e instalá-lo em nossa fazenda rapidamente rendeu resultados.” Um dos principais objetivos da Hurtgen é melhorar seu rebanho com testes genômicos, que fornecem informações sobre os pontos fortes e fracos de cada animal para que as vacas tenham uma vida mais longa, saudável e produtiva.

Eles também desenvolveram seu rebanho para ser um rebanho de proteína de leite “A2”. Muitos estudos mostram que a proteína do leite A2 é mais facilmente digerível para alguns humanos quando comparada à proteína do leite A1, que é uma proteína também encontrada em produtos lácteos.

Em vacas leiteiras, esta tecnologia fornece um nível sem precedentes de dados detalhados sobre cada animal, bem como sobre o rebanho. Ele pode não rastrear o contentamento como tal, mas pode definitivamente detectar problemas ou limitações muito cedo. A empresa desenvolveu um software que sumariza os dados e os reporta para múltiplas plataformas de smartphones a computadores em tempo real. Usando dados de centenas de operações, eles desenvolveram algoritmos para interpretar os dados e reconhecer padrões que refletem problemas específicos.

Reconhecendo os problemas o mais cedo possível, o sistema é construído para alavancar a lucratividade pela prevenção. Isso não apenas ajuda no gerenciamento de operações de grande escala, mas também pode dar aos produtores de meio período um alerta oportuno enquanto estão em seu trabalho diário. A troca de conhecimento e experiência dentro da comunidade da empresa desenvolvedora e com os próprios cientistas de dados também permite que cada usuário avalie seus resultados em relação à comunidade mais ampla. “A solução inteligente da smaXtec fornece dados inestimáveis de dentro da vaca, que é um exemplo fantástico do que pode ser feito quando um cliente aproveita a escala da conectividade IoT da AT&T”, disse Joe Mosele, vice-presidente de mobilidade, IoT e 5G da AT&T .

Uma vantagem do monitoramento in vivo em tempo real é que os problemas de saúde podem ser detectados mais cedo (até quatro dias antes dos sinais clínicos). Isso permite que as vacas sejam tratadas com um ou dois níveis de cuidados preventivos, como probióticos ou suplementos alimentares que podem muitas vezes evitar a necessidade de um tratamento mais agressivo. Isso evita o uso de antibióticos supervisionado por veterinários até que sejam realmente necessários como terapia humana, reduzindo drasticamente a necessidade de antibióticos – os clientes da smaXtec relatam uma redução de até 70% no uso de medicamentos antibióticos. Usar menos antibióticos não é apenas benéfico para os produtores de leite, mas também para os consumidores com resistência a antibióticos. Outros benefícios para a detecção precoce de problemas de saúde incluem minimizar os custos do tratamento e a perda de produção de leite quando as vacas tratadas devem ser removidas da produção até que o veterinário certifique que ela está pronta para retornar ao rebanho e com melhor saúde geral, resultando em melhor desempenho e fertilidade durante toda a vida da vaca.

“No final do dia, quando nossas vacas estão saudáveis e felizes, temos mais leite no tanque para vendas”, disse Hurtgen. “Os alertas do software, baseados na detecção precoce de dados em tempo real, nos permitem ser mais proativos, levando a uma maior lucratividade.”

As vacas leiteiras passam por muitos ciclos de “parto” ao longo do tempo, e o sistema smaXtec ajuda a fornecer informações valiosas sobre a fertilidade de uma vaca. Com base em pistas de desvio da atividade regular da vaca, temperatura e atividade ruminal, os cientistas de dados identificaram as pistas que indicam que uma vaca está em estro – o que significa que está pronta para a inseminação artificial para iniciar seu próximo bezerro. Perder essa janela é bastante caro em termos de produção perdida.

Os sensores também fornecem dados que dão pistas antecipadas sobre quando uma vaca prenhe está pronta para dar à luz para fazer os preparativos necessários para um parto seguro, notificando seus tratadores entre 36 e seis horas antes do parto.

O sensor também mede o movimento dentro do rúmen. Esse é o lugar onde as vacas, com a ajuda de determinadas bactérias, podem digerir a celulose – uma forma abundante de energia armazenada nas plantas que só é disponibilizada aos humanos por esse processo. As vacas “ruminam”, o que significa que elas fazem algumas idas e vindas entre o primeiro estômago e a boca para “ruminar”.

Se esta atividade for constante, é um bom sinal de que a vaca está comendo e digerindo alegremente. Se houver interrupções na atividade de ruminação, pode indicar algo tão simples como parte da ração sendo picada inadequadamente, isso pode ser motivo para consultar o nutricionista da fazenda. “Percebemos algumas variações acontecendo entre nossas vacas um dia, mas no dia seguinte elas estavam bem”, disse Hurtgen. "Depois de avaliar os dados, conseguimos identificar um protocolo de misturador de ração TMR que não estava na ordem correta. Ao entender o que estava acontecendo com as vacas e cada uma de suas ruminações individuais, fomos capazes de resolver rapidamente o problema, nivelando quaisquer desequilíbrios no rúmen e trazendo as vacas de volta à ativa.”

Esta tecnologia é uma benção para a pesquisa aplicada se um operador tiver dois ou mais galpões para ter um grupo tratado e controle. O operador pode realizar seus próprios experimentos para tentar uma nova fonte de forragem. Se o produtor também estiver envolvido na criação, esta pode ser uma forma de documentar vantagens para uma nova linhagem de descendentes.

Pesquisadores acadêmicos e empresas de todo o mundo estão recrutando as operações Connected Cow como cooperadoras para testar novos aditivos alimentares, o papel da ração no desenvolvimento de doenças, trajetórias de recuperação de doenças, os benefícios financeiros e sociais dos cuidados preventivos e outros conceitos de melhoria da produção como gerenciamento de transição otimizado.

Em ambos os casos, eles podem procurar quaisquer diferenças no perfil de dados do software e correlacioná-las com a quantidade e a qualidade do leite no nível do galpão. Essa também pode ser uma maneira de avaliar estratégias como a adição de algas marinhas na ração para reduzir a produção de metano – um problema significativo de gases de efeito estufa para o setor de laticínios.

A economia desse sistema varia de acordo com a escala e o design de cada fazenda leiteira, mas o custo inicial do hub de dados e do serviço de conexão pode ser pago rapidamente com base na consistência ou melhoria na qualidade e volume do leite e na economia de medicamentos ou galpões de tratamento vazios.

O custo operacional diário está na faixa de 12-14 centavos de dolar/dia por vaca para vigilância 24 horas, de acordo com Hurtgen. É particularmente adequado para os produtores que abastecem o segmento de mercado de alta qualidade. A tecnologia já está sendo usada em 25 países, incluindo Estados Unidos, Alemanha e Reino Unido, e a expectativa é que nos próximos anos haja um milhão de vacas conectadas.

As informações são da Forbes, traduzidas e adaptadas pela equipe MilkPoint.