La natura al posto della chimica, integrata dall’ingegneria. Ecco come gli icneumonidi contribuiscono alla protezione delle piante in agricoltura: le uova della femmina di icneumonide per combattere i parassiti vengono confezionate automaticamente, grazie alla robotica e alla tecnologia laser.
In agricoltura, la sostenibilità vanta una lunga tradizione. Ne fa parte anche la disinfestazione con tecniche biologiche. Da decenni, infatti, ci si interroga su come proteggere i raccolti in modo tanto efficiente, quanto innocuo, ossia naturale. È qui che entrano in gioco gli insetti benefici: si tratta di “antagonisti” naturali dei parassiti in grado di eliminarli in modo mirato. Tra gli insetti benefici più efficaci si annoverano gli icneumonidi (trichogramma brassicae). Le femmine depongono le uova in quelle di altri animali, il che permette a questi organismi di eliminare tempestivamente i parassiti. In agricoltura gli icneumonidi prestano un prezioso contributo nella lotta contro la piralide del mais (Ostrinia nubilalis), una piccola farfalla le cui larve distruggono annualmente circa il 4 percento dei raccolti di mais di tutto il mondo.
BIOCARE Gesellschaft für biologische Schutzmittel mbH, con sede a Dassel, in Bassa Sassonia, è un’azienda di medie dimensioni all’avanguardia nella disinfestazione con tecniche biologiche in generale e nelle soluzioni con gli icneumonidi in particolare. L’attualità del tema dell’agricoltura sostenibile ha determinato un aumento della domanda e BIOCARE si è vista costretta ad accrescere la propria capacità produttiva. Per produrre speciali sfere finalizzate a ottimizzare lo spargimento degli icneumonidi, l’azienda si è rivolta ad ibk IngenieurConsult GmbH, una società parte della rete item pluspartner. Così è nato l’impianto automatizzato per il confezionamento delle sfere con gli insetti benefici della cui prima stazione tratta questo articolo. In entrambe le parti dell’impianto trova impiego, in molteplici modi, la tecnica dei profilati.
Panoramica dei campi di impiego dei robot
Il whitepaper presenta i campi di impiego tipici e i vantaggi principali della robotica nell’industria, soprattutto per le piccole e medie imprese.
WHITEPAPER
Disinfestazione sostenibile: cercasi partner tecnologico per l’automatizzazione
In un primo momento BIOCARE temeva che una tale soluzione robotizzata fosse eccessiva per un’azienda di medie dimensioni: “Ma sono stato rapidamente smentito. Si trattava di un investimento che potevamo permetterci e di un livello di assistenza a cui non ero abituato. Semplicemente perché l’azienda è orientata a offrire tutto, dall’ideazione alla realizzazione”, afferma Sebastian Beitzen-Heineke. Insieme alla sorella Elisa, egli guida l’azienda fondata dal padre nel 1995. La sua descrizione è l’esatta immagine di ibk IngenieurConsult GmbH, un’azienda caratterizzata da una base molto ampia.
Desideriamo portare in maniera crescente anche nelle PMI il know-how completo che abbiamo maturato nei sistemi di automazione.
La rete item pluspartner è specializzata nella progettazione, simulazione e realizzazione di dispositivi e impianti nei mercati chiave dell’industria automobilistica, aeronautica e delle macchine speciali. Nel 2011 è stata fondata anche ibk IndustrieService GmbH per la produzione di dispositivi, utensili, prototipi e piccole serie. ibk, cresciuta nel settore automobilistico e tuttora molto attiva al suo interno, negli ultimi anni ha ampliato l’assistenza alle PMI: “Desideriamo portare in maniera crescente anche nelle PMI il know-how completo che abbiamo maturato nei sistemi di automazione. Per farlo ci muoviamo soprattutto in ambito regionale”, spiega Michael Becker, responsabile della distribuzione tecnica.
Lotta ai parassiti grazie all’alleanza tra moderna tecnologia e Madre natura.
Veniamo ora al prodotto confezionato in maniera automatizzata dal nuovo impianto: le sfere TRICHOSAFE® di BIOCARE contengono uova di tignola del grano (Sitotroga cerealella) già parassitizzate dagli icneumonidi e uova dell’ospite non ancora parassitizzate. Complessivamente si svolgeranno sei schiuse, il che garantirà l’efficacia del sistema fino a tre settimane. Di tanto in tanto le uova della piralide del mais verranno infestate. La confezione in cellulosa offre una doppia garanzia: decomposizione biologica completa del materiale sul campo e protezione degli icneumonidi dalle intemperie e dai predatori di uova. “La confezione offre agli insetti una protezione ottimale prima che si schiudano. Questo garantisce un raccolto elevato”, afferma il signor Becker. In alcune regioni del mondo, le uova dell’ospite parassitate da trichogramma brassicae vengono ancora sparse a mano, ma senza misure di protezione questo comporta perdite elevate. In quest’ottica, la soluzione dell’azienda famigliare si rivela chiaramente vantaggiosa.
Le sfere brevettate da BIOCARE per la lotta alla piralide del mais possono essere sparse a mano, mediante robot volanti (come multicotteri e droni) o utilizzando un lanciasfere.
Le sfere brevettate da BIOCARE per la lotta alla piralide del mais possono essere sparse a mano, mediante robot volanti (come multicotteri e droni) o utilizzando un lanciasfere. In alternativa o in abbinamento è possibile utilizzare anche i cartellini TRICHOSAFE®. Come suggerisce il risultato, nella produzione delle sfere per gli insetti benefici occorre garantire la massima qualità. Il primo passo consiste nel praticare i fori nei cartoni con 200 semisfere. Successivamente, due cartoni vengono incollati insieme per formare le sfere che andranno riempite di uova e fustellate. In precedenza, per creare i fori si utilizzava una tavola ad aghi che perforava le semisfere. Tuttavia, presto ci si scontrò con limiti di capacità, soprattutto perché in passato i fori potevano sfilacciarsi e quindi allargarsi quando pioveva.
Impianto di confezionamento automatizzato per l’uso degli icneumonidi in agricoltura
Ora l’attività di foratura è svolta da una cella laser di trotec laser gmbh che consente di definire la dimensione dei fori in modo esatto e flessibile. Tale cella si trova al centro dell’impianto la cui intelaiatura e recinzione di protezione sono realizzate con la tecnica dei profilati item. Davanti ad essa è posizionato un cobot di Kassow Robots a 7 assi. La predisposizione dei materiali ha luogo con tre carrelli realizzati con i componenti item che possono essere avvicinati alla stazione dall’esterno attraverso gli ingressi aperti. È disponibile anche un quarto carrello vuoto. Ora, con uno dei tre carrelli pieni inizia un processo circolare: il robot preleva un cartone non lavorato e lo porta in corrispondenza della cella laser. “Poiché è dotato di una doppia pinza Schmalz, preleva per prima cosa il cartone precedentemente lavorato, compie una rotazione di 180 gradi, quindi appoggia il cartone non forato”, spiega il signor Becker.
Nella seconda stazione dell’impianto di confezionamento vengono automatizzati ulteriori processi come il riempimento delle semisfere con le uova di insetti benefici, l’unione dei cartoni e infine la fustellatura delle sfere.
A questo punto il robot appoggia il catone lavorato sul carrello successivo, e il processo ricomincia. Così, in circa quattro ore vengono progressivamente lavorati tutti i cartoni. Un sensore di wenglor sensoric group rileva l’altezza attuale della pila di cartoni. Sebbene sia disponibile una porta item, questa deve essere utilizzata solo per le attività di pulizia o impostazione del laser. I tre carrelli devono essere predisposti solo all’inizio del turno. “Così resta più tempo per le attività più importanti”, afferma Sebastian Beitzen-Heineke. Attualmente la seconda stazione dell’impianto di confezionamento è ancora in fase di produzione. In futuro qui verranno automatizzati ulteriori processi come il riempimento delle semisfere con le uova di insetti benefici, l’unione dei cartoni e infine la fustellatura delle sfere.
Collaborazione basata sulla fiducia per l’agricoltura biologica
Da circa 20 anni, ibk IngenieurConsult GmbH si affida ai vantaggi della tecnica dei profilati item, soprattutto per clienti del settore automobilistico. Vantaggi che sono stati messi in luce anche da questo progetto, soprattutto in termini di peso ridotto del materiale. I carrelli per il trasporto dei cartoni sono eccezionalmente leggeri e maneggevoli, quindi semplici da spostare. Centrali sono state, di nuovo, le libertà offerte dalla modularità dei componenti, come sottolinea Michael Becker: “La flessibilità è un vantaggio decisivo di item. Consente di costruire tutto ciò che si vuole. Anche quando occorre integrare nuovi elementi oppure apportare modifiche sulla base delle richieste del cliente non è necessario costruire una nuova struttura perché quella esistente può essere modificata senza difficoltà”.
La progettazione di questo impianto mi ha fatto risparmiare una una mole di lavoro enorme, più di quanto mi fosse mai capitato nella progettazione di macchine speciali.
Tra i fattori decisivi figura soprattutto il piacere di sperimentare: dal momento che ibk dispone di un proprio “laboratorio delle innovazioni”, qui è stato possibile eseguire i test iniziali con uova finte realizzate con la stampante 3D. Questi esperimenti hanno permesso all’azienda di accertare la sicurezza del processo. Anche l’accettazione degli ordini dipende dai cicli di prova. L’ambizione alla massima qualità e un deciso orientamento al vantaggio del cliente fanno di ibk IngenieurConsult GmbH e item Industrietechnik GmbH due partner perfetti. A questo proposito, le conclusioni dell’amministratore di BIOCARE parlano da sole: “La progettazione di questo impianto mi ha fatto risparmiare una una mole di lavoro enorme, più di quanto mi fosse mai capitato nella progettazione di macchine speciali”.
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