Biblioteca Istituto Zooprofilattico Sperimentale dell'Umbria e delle Marche
Sanità Pubblica Veterinaria: Numero 122, Ottobre 2020 [http://www.spvet.it/] ISSN 1592-1581

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Progetto SMART HORSE: gestione di una stalla tramite tecnologia RFID Bluetooth
negli allevamenti del cavallo TPR in Umbria

SMART HORSE Project: stable management via Bluetooth RFID technology,
at TPR horse farms in Umbria (Italy)

[Ver. 1.0]

Cristina Pesca1, Chiara Morelli2, Giulio Agostinelli3, Valeria Rossi3, Mattia Carminati3, David Fongoli4,
Arianna Miglio2, Marco Gobbi1, Laura Madeo1, Maria Teresa Antognoni2, Livia Moscati1

(1) Istituto Zooprofilattico Sperimentale dell'Umbria e delle Marche "Togo Rosati" Perugia, Italy
(2) Department of Veterinary Medicine, University of Perugia, Italy
(3) Goodmen.it Srl, Perugia, Italy
(4) Libero Professionista, Perugia, Italy


Abstract. The breeding of the Italian heavy draught horse (CAITPR), the only autochthonous heavy draught horse breed in Italy, represents a small reality that has been changing during the time, transferring the interest of farmers from the employment for agricultural work to meat production thus guaranteeing the survival of the CAITPR. With the intent of proposing an innovative farming system, the "Smarthorse" project proposes a highly practical, technological and precise farming system for the different aspects around CAITPR breeding. The project, as a pilot study, was carried out in three farms located in Umbria, Italy. Data about equine passport and genealogical booklet as well as the health status of the horses were transferred to a cloud platform available to veterinarians and farmers via Web App. The aim of the present work is to introduce a computerized and interactive farming system, through the use of wireless technology (RFID Bluetooth) necessary in field conditions and to create a dynamic, lasting and continuously updated interface for users

Riassunto. L'allevamento del Cavallo Agricolo Italiano da Tiro Pesante Rapido (CAITPR), unica razza da tiro autoctona in Italia, rappresenta una realtà di nicchia che con il corso del tempo è andata mutandosi, trasferendo l'interesse degli allevatori dall'impiego per il lavoro alla produzione della carne garantendo tuttavia la sopravvivenza del CAITPR. Dall'intento di proporre un sistema innovativo di gestione aziendale è nato il progetto "Smarthorse", un sistema di gestione aziendale ad alta praticità, tecnologia e precisione per i diversi aspetti che ruotano intorno all'allevamento del TPR italiano. Il progetto, proposto come studio pilota è stato svolto in tre aziende umbre di cavalli TPR, dove informazioni inerenti il passaporto e il libretto genealogico nonché lo status sanitario dei soggetti allevati sono stati trasferiti in una piattaforma costruita in cloud computing e consultabile sia dal veterinario che dall'allevatore tramite Web App. Scopo del presente progetto è quindi quella di introdurre all' interno dell' allevamento un sistema di gestione informatizzata e interattiva, attraverso l' utilizzo di tecnologia wireless (RFID Bluetooth), indispensabile in condizioni di campo, soprattutto creare un interfaccia dinamica, duratura ed in continua implementazione per gli utilizzatori



Introduzione
Il sistema zootecnico umbro è connotato da debolezze strutturali ed organizzative che, nella attuale fase di cambiamento di politica agricola comunitaria e di globalizzazione dei mercati, rappresentano evidenti criticità. Detti limiti, rimangono particolarmente evidenti se vengono prese in considerazione le realtà zootecniche di nicchia, quale è l'allevamento del Cavallo Agricolo Italiano da Tiro Pesante Rapido (CAITPR). Emerge quindi la necessità di promuovere, soprattutto in queste filiere, l'introduzione e l'utilizzo di appropriati strumenti e forme organizzative finalizzati ad una migliore distribuzione del valore lungo tutta la filiera produttiva.
Il settore zootecnico svolge funzioni non solo produttive ma anche di presidio ambientale e territoriale soprattutto nelle aree montane e svantaggiate, necessita, attraverso la diffusione delle conoscenze e delle innovazioni, dell'introduzione e lo sviluppo dei sistemi di qualità per sviluppare una forte promozione; uno dei fabbisogni importanti per le aziende zootecniche è il potenziamento della competitività che passa attraverso il ricambio generazionale, con giovani ad alta qualificazione professionale.

Il CAITPR rappresenta l'unica razza indigena di cavalli da tiro in Italia. Si tratta di soggetti robusti di mole medio-pesante (700-900 kg) che abbinano alle caratteristiche tipicamente dimensionali (statura media 150 cm) delle razze da tiro (diametri, sviluppo, profondità) anche doti di finezza, correttezza di arti e brillantezza dinamica difficilmente reperibili in altri ceppi equini da tiro e necessarie a conferire alla razza una polivalenza attitudinale. Sono, infatti, particolarmente idonei oltre che alla produzione di carne, anche ai trasporti medio-pesanti civili, ai lavori agricoli soprattutto in piccole aziende del circuito biologico o biodinamico, al lavoro boschivo in aree a delicato equilibrio ambientale e, negli ultimi anni, alle attività di turismo ambientale (attacchi amatoriali, visite con carri in parchi e riserve, attività di agriturismo).
Ad oggi lo scopo economico della razza è andato mutandosi, trasferendo l'interesse degli allevatori dall'impiego per il lavoro alla produzione della carne garantendo tuttavia la sopravvivenza del CAITPR.

Dalla necessità di creare un sistema di gestione aziendale ad alta praticità, tecnologia e precisione per i diversi aspetti che ruotano intorno all'allevamento del TPR italiano è nato il progetto "Smarthorse", proposto come studio pilota ed applicato in tre aziende umbre di cavalli TPR. Il progetto prevede la partecipazione di diversi partner tra cui l'Istituto Zooprofilattico Sperimentale dell'Umbria e delle Marche "Togo Rosati" (IZSUM), il Dipartimento di Medicina Veterinaria dell'Università degli Studi di Perugia (UniPG), Goodmen.it SRL e il Centro Regionale di Assistenza Tra Imprenditori Agricoli (CRATIA).
Il sistema sperimentale permette all'allevatore di registrare e tracciare tutti i dati relativi ai singoli individui presenti in azienda. Inoltre, il sistema prevede un accesso anche da parte del medico veterinario, che può registrare ogni intervento di diagnosi/terapia/profilassi. Il database contiene una scheda personale per ogni animale sulla quale possono essere quindi registrati tutti i dati relativi agli aspetti riproduttivi, genetici, sanitari, alimentari, economici.
I dati sono quindi utilizzati per applicare strategie gestionali mirate al miglioramento delle performance dell'allevamento. Il Progetto "Smarthorse" intende fornire al comparto zootecnico dell'allevamento degli equidi uno strumento tecnologico di gestione dell'azienda che copra gran parte delle necessità non solo dell'allevatore ma anche di tutte quelle attività che ruotano intorno ad un allevamento, quali quelle relative agli aspetti sanitari e veterinari.

Materiali e Metodi

Aziende
Il progetto, della durata di 2 anni, ha previsto il coinvolgimento di tre aziende di cavalli TPR in provincia di Perugia (azienda 1, azienda 2 e azienda 3) per un totale di 45 soggetti allevati. La selezione dei soggetti inclusi nello studio è stata effettuata sulla base di una scelta random tra i capi presenti nelle aziende con esclusione delle puledre e dei cavalli di età inferiore ai 4 anni e superiore ai 12 anni. Per la selezione dei capi sono stati presi in considerazione anche criteri di selezione basati sugli aspetti sanitari e filogenetici ottenuti dai primi risultati dello studio allo scopo di includere nel gruppo di lavoro solo capi sani e non imparentati per linea materna. I soggetti riformati durante il periodo di studio sono stati sostituiti con nuovi capi scelti dalle stesse aziende sulla base dei criteri sopraccitati.

Web App
All'interno del progetto è stata prevista la costruzione di una piattaforma in cloud computing in cui può essere immagazzinata una quantità pressoché illimitata di dati. La piattaforma, denominata "Smarthorse" e progettata da Goodmen.it, risulta accessibile via Web App da un qualsiasi terminale connesso a una rete dati. La piattaforma contiene tutti i dati anagrafici dell'azienda e degli animali, nonché i loro spostamenti in entrata ed in uscita.
Inoltre, dati sulla riproduzione degli animali, dati sulla genetica, dati sulle produzioni sono registrati periodicamente sulla piattaforma sia a livello dell'azienda sia a livello del singolo animale. L' interfaccia di utilizzo del software è divisa in due parti, entrambe accessibili tramite username e password, una ad uso esclusivo dell'allevatore, l'altra ad uso del veterinario di stalla. E' possibile inoltre accedere ad un differente menù, permettendo azioni diverse in dipendenza dalla professionalità con cui ci si collega (allevatore o veterinario).

Controlli sanitari ed analisi genetiche
I campionamenti sono stati eseguiti due volte l'anno nell'ambito di controlli sanitari: nei mesi di marzo-aprile, dopo che i cavalli hanno trascorso l'inverno in stalla, e ad ottobre-dicembre alla fine del pascolo.
Mediante sopralluogo in azienda e visita clinica, è stata fatta la valutazione dello stato clinico dell'animale, la valutazione degli indicatori di benessere animale mediante scheda di valutazione AWIN (2015), prelievi ematici e fecali.
Il materiale biologico prelevato (un campione di feci e due campioni di sangue per ogni animale) è stato immediatamente conferito presso i laboratori dell'IZSUM e dell'Università degli studi di Perugia e stoccato alla temperatura di +4° o di - 20° in attesa di essere analizzato. I campioni fecali sono sottoposti ad esame parassitologico quali-quantitativo mediante tecnica FLOTAC® per l'identificazione e la conta di uova, larve e oocisti di parassiti (Cringoli G. et al 2010).

Sui campioni di sangue sono effettuati test diagnostici per la ricerca di anticorpi di malattie causa di aborto nella cavalla (Acland HM. 1993; Platt H. 1973; Platt H 1975; Platt H. 1979; Whitwell KE. 1988)) tra cui clamidiosi, neosporosi, salmonellosi, arterite virale equina, herpesvirosi, coxiellosi, esame emocromocitometrico con formula leucocitaria (contaglobuli automatico Sysmex XT 1800 iV), esame ematobiochimico (Hitachi 904 Boehringer), analisi delle proteine sieriche (Hydrasys LC, Sebia ), determinazione dei valori indici di stress ossidativo quali metaboliti reattivi dell'ossigeno (ROMs), del potere antiossidante (PAO), proteine di fase acuta quali Siero Amiloide A (SAA) (Belgrave RL. 2013), Aptoglobina (Taira T. et al 1992; Kusano K. et asl 2016), e caratterizzazione molecolare e filogenetica del DNA mitocondriale (Swift MaxPro, ESCO).
Al momento dei prelievi, durante la visita clinica degli animali, ogni lesione riscontrata, viene campionata e sottoposta ad analisi al fine di poter improntare le appropriate terapie o strategie gestionali. Ogni analisi effettuata viene inserita nel sistema nella apposita scheda sanitaria dell'animale.

Informazioni generali
Nel corso dei sopralluoghi in azienda si è provveduto a reperire informazioni necessarie al contenuto dei passaporti e del libretto genealogico di ogni cavallo per poi inserirle nella sezione dedicata della Web App. In questa fase è stato anche creato un archivio fotografico per ogni cavallo comprendente 3 foto (una frontale e una per ogni profilo) da poter trasferire nella Web App in modo da rendere ulteriormente unica l'identificazione di ogni cavallo.

Risultati e Discussione
Le indagini fino ad ora svolte sui 45 soggetti hanno evidenziato in generale un buono stato sanitario e di benessere. L'esame emocromocitometrico, ematobiochimico e l'analisi specifica dei parametri sierici indicatori dello stato immunitario e di benessere, hanno permesso di riscontrare uno stato di salute ottimale degli animali presenti nelle aziende. Inoltre, l'analisi del DNA mitocondriale ha permesso di evidenziare una ampia variabilità genetica, escludendo dunque la presenza di elevata consanguineità tra i soggetti.
Le indagini parassitologiche hanno rilevato per tutti i soggetti dell'azienda 1 una carica parassitaria di strongili gastro-intestinali superiore alle 200 uova per grammo di feci. Per l'azienda 2 si è registrata una carica parassitaria di strongili gastro-intestinali al di sotto della soglia di trattamento, ossia di 200 uova per grammo di feci mentre per i cavalli appartenenti all'azienda 3 hanno evidenziato cariche parassitarie di strongili gastro-intestinali altalenanti sia al di sotto che al di sopra delle 200 uova per grammo di feci (Cringoli G. et al 2010). Riguardo agli esami sierologici per la ricerca di agenti abortigeni non si è riscontrata alcuna positività anticorpale se non per l'azienda 1 in cui si sono registrate positività elevate a Salmonella abortus equi a causa di pregressi interventi vaccinali.

Le proteine di fase acuta (SAA e Aptoglobina) sono significativamente maggiori dei range di normalità negli animali parassitati, per rientrare poi nei limiti fisiologici dopo un adeguato trattamento. Un comportamento analogo si riscontra per i metaboliti reattivi all'ossigeno (ROM's) e per il potere antiossidante del siero (PAO). I ROM's, negli animali prima del trattamento antiparassitario, sono significativamente maggiori rispetto ai valori rilevati negli animali dopo il trattamento, mentre un comportamento opposto si nota per i valori di PAO.
Tutto ciò indica uno stato di infiammazione sistemica negli animali parassitati, l'organismo riesce a ritrovare una sua omeostasi solo dopo il trattamento farmacologico.
Tutti i risultati ottenuti sono stati caricati in tempo reale sulla piattaforma Smarthorse. Gli aggiornamenti sono immediatamente disponibili senza attese, interventi tecnici o costi aggiuntivi consentendo agli allevatori di poter accedere rapidamente tramite Web App ai dati del proprio allevamento ed intervenire con una corretta gestione degli animali, grazie anche alla collaborazione degli zootecnici responsabili e dei veterinari aziendali.

Figura 1. Schermata principale del software
Figura 1. Schermata principale del software dalla quale è possibile accedere a tutte le funzionalità
alla quale si accede con credenziali protette: Anagrafica singolo capo; Anagrafica aziende allevatrici;
Gestione pw utenti; Ricerca e consultazione output specifici (controlli sanitari/valutazioni/trattamenti sanitari)

Figure 1. Main screen of the software through which it is possible to access all the functions with protected
credentials: Individual horses registry; Breeding farms registry; User password management; Research and consultation
of specific outputs (health checks / evaluations / health treatments)

Figura 2. Form da quale è possibile consultare e inserire le informazioni
Figura 2. Questa immagine rappresenta il form da quale è possibile consultare/inserire tutte le informazioni
relative al singolo capo. Le informazioni che possono essere gestite sono: dati anagrafici, codici identificativi,
aspetto fisico, genealogia, immagini fotografiche, valutazioni, trattamenti sanitari, controlli sanitari,
monitoraggio gravidanze

Figure 2. This image represents the form through which it is possible to consult / insert all the information
relating to the single item. They are: personal data, identification codes,physical appearance, genealogy,
photographic images, evaluations, health treatments, health checks, pregnancy monitoring


Il progetto Smarthorse utilizza tecnologie moderne per l'implementazione di un modello di gestione dell'allevamento degli equidi ed è il primo passo per lo sviluppo di un sistema gestionale moderno di gestione anagrafica, sanitaria, riproduttiva di tutte le specie da reddito. Queste caratteristiche sono alla base dell'ammodernamento di qualsiasi azienda zootecnica, in un quadro di gestione innovativa, che necessariamente parte proprio dalle basi, ovvero dalla corretta identificazione degli animali e dal monitoraggio delle loro caratteristiche durante tutto l'arco della loro vita all'interno dell'azienda.
Il software rappresenta uno strumento concreto per rispondere alle esigenze di potenziamento della competitività dei produttori primari e mira al miglioramento del management aziendale attraverso la realizzazione di un modello operativo digitale che permetta una accurata e istantanea registrazione dei dati e l'interazione con i sistemi di controllo preposti del SSN, permettendo una continua attività di verifica, monitoraggio e controllo della situazione in allevamento.


Bibliografia

Acland HM. (1993). Abortion in mares. In Equine Reproduction. Ed. A.O. McKinnon and J.L. Voss. Williams and Wilkins. 554-562.

AWIN (2015). AWIN welfare assessment protocol for horses.

Belgrave RL., Dickey MM., Arheart KL. Cray C. (2013). Assessment of serum amyloid A testing of horses and its clinical application in a specialized equine practice. J Am Vet Med Assoc. 1;243(1):113-9.

Cringoli G., Rinaldi L., Maurelli MP., Utzinger J. (2010). FLOTAC: new multivalent techniques for qualitative and quantitative copromicroscopic diagnosis of parasites in animals and humans. Nat Protoc.;5(3):503-15.

Kusano K., Yamazaki M., Kiuchi M., Kaneko K., and Koyama K. (2016). Reference range of blood biomarkers for oxidative stress in Thoroughbred racehorses (2-5 years old). J Equine Sci.; 27(3): 125-129.

Lacroix EM. (1994).Interlibrary loan in U.S. health sciences libraries: journal article use. Bulletin of the medical library association, 82(4):363-368.

Platt H. (1973). Aetiological aspects of abortion in the Thoroughbred mare. J. Comp. Pathol., 83, 199-205.

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Taira T., Fujinaga T., Okumura M., Yamashita K., Tsunoda N., Mizuno S. (1992). Equine haptoglobin: isolation, characterization, and the effects of ageing, delivery and inflammation on its serum concentration. J Vet Med Sci.;54(3):435-42.

Whitwell KE. (1988). Infective placentitis in mares. Equine Infectious Diseases V. Ed. Powell, D.G.. The University Press of Kentucky. 172-180.



Si ringraziano gli allevamenti che hanno collaborato al progetto per il lavoro svolto ed il contributo di idee



Partecipanti:
IZSUM
OPEN REVIEW - Modulo per la "revisione aperta" di questo articolo, pubblicato sul numero 122/2020 di SPVet.it



Progetto SMART HORSE: gestione di una stalla tramite tecnologia RFID Bluetooth negli allevamenti del cavallo TPR in Umbria
Pesca et al., 2020 - Progetto SMART HORSE: gestione di una stalla tramite tecnologia RFID Bluetooth negli allevamenti del cavallo TPR in Umbria (SPVet.it 122/2020)



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