Verificação Automática da Saúde dos Animais em Fazenda de Gado Leiteiro Usando Câmeras Termográficas da FLIR

À medida que ficam mais industrializadas, as fazendas modernas cada vez mais se assemelham a fábricas em sua composição. O fazendeiro de hoje gasta menos tempo em tarefas servis e mais tempo atrás do computador. Nessas circunstâncias, bons sistemas de monitoramento automático são necessários para garantir a qualidade e a continuidade. Uma empresa que percebeu isso foi a Agricam, baseada em Linköping, Suécia, que desenvolveu um sistema de monitoramento automático para vacas leiteiras usando as câmeras termográficas da FLIR.

“Um grande problema nas fazendas leiteiras atuais é uma doença chamada Mastite”, explica Ellinor Eineren, fundador da Agricam. “A Mastite é uma inflamação persistente nos úberes das vacas. Essa infecção potencialmente fatal das glândulas mamárias é a doença mais comum no gado leiteiro. Ela pode ser tratada muito facilmente se for diagnosticada em um estágio inicial. Normalmente, a vaca infectada simplesmente será ordenhada com mais frequência para garantir que há pouco ou nenhum leite no úbere para a bactéria que causa a infecção se replicar. Isso permite que o sistema de defesa natural do animal se livre do intruso bacteriano antes que a Mastite se torne clínica.”

Com os métodos de ordenha manuais antigos, diagnosticar o desenvolvimento da Mastite era uma tarefa relativamente fácil, de acordo com Eineren. “Essa doença pode ser identificada por um aumento na temperatura do úbere causado pelo fluxo aumentado de sangue, que é um sinal comum de inflamação. O fazendeiro teria experiência prática suficiente na detecção desses sintomas. Hoje, isso não é tão fácil, pois a ordenha é realizada normalmente por máquinas, ao invés de mãos humanas.”

Leite descartado

Como a ordenha deixou de ser manual na maioria das fazendas leiteiras modernas, o fazendeiro não sente a temperatura aumentada dos úberes, que é um alerta para o desenvolvimento da Mastite. “Esse é um grande problema para a indústria leiteira. A Mastite causa dor e desconforto geral para o animal e tem que ser tratada com antibióticos. Isso implica custos veterinários. Devido às rigorosas regras europeias, o leite tem que ser descartado até que todos os resíduos de antibiótico deixem o sistema do animal.”

As estimativas variam, mas é certo que o custo anual total da Mastite em vacas leiteiras para fazendeiros europeus é de dezenas de milhões. “Eu fiquei chocado ao descobrir que o fazendeiro leiteiro médio está atualmente perdendo entre 20.000 e 60.000 euros todos os anos devido à Mastite. Isso é muito dinheiro. Assim, nós partimos em busca de uma solução para esse problema: um sistema de detecção precoce automático baseado na tecnologia de imagens térmicas.”

Ferramenta de detecção de inflamação

Veterinários de todo o mundo usam câmeras termográficas portáteis para detectar inflamações em animais domesticados. Desde cavalos e vacas a cães e gatos, as câmeras termográficas estão se tornando cada vez mais aceitas pelos profissionais de saúde animal como uma ferramenta de diagnóstico de inflamações e de outras questões de saúde. “Mas, nesses casos, é necessário que haja um operador humano presente para registrar manualmente as imagens e analisar os dados termográficos. Que eu saiba, não existe um sistema disponível que possa fazer isso automaticamente.”

Por isso que Eineren e a empresa Agricam desenvolveram um sistema patenteado chamado CaDDi, que é uma abreviação em inglês para Diagnóstico de Doenças em Gado. “Nós cooperamos com o distribuidor de produtos FLIR baseado em Linköping, a Termisk Systemteknik, para testar a viabilidade de um produto como esse. A primeira coisa que fizemos foi determinar se as câmeras termográficas podem detectar a Mastite registrando manualmente imagens térmicas dos úberes das vacas com uma câmera termográfica FLIR P660 e analisando as imagens térmicas resultantes em cooperação com veterinários do Instituto Nacional de Veterinária da Suécia.”

Análise automática com algoritmos avançados

“A próxima etapa foi criar um sistema que pudesse fazer isso automaticamente”, continua Eineren. “Mas não é tão fácil quanto parece. Nem toda a área quente da imagem térmica indica uma inflamação. As temperaturas corporais dos animais flutuam naturalmente e existem muitas diferenças sutis entre os padrões térmicos de animais específicos. Portanto, nós precisávamos de uma análise avançada para evitar alarmes indesejados. Nessa área, nós beneficiamos muito da experiência do nosso parceiro Termisk Systemteknik.”

“Aqui na Termisk Systemteknik, temos mais de três décadas de experiência em todos os tipos de análise de imagem, incluindo a análise de imagens térmicas”, diz o CEO da Termisk Systemteknik, Stefan Sjökvist. “Mas essa aplicação específica ainda era um desafio complicado, porque precisávamos levar em conta propriedades térmicas específicas de cada animal para poder atingir um resultado preciso.”

Câmera termográfica FLIR A310

Sjökvist e seus colegas instalaram duas câmeras termográficas FLIR A310 em compartimentos à prova d'água resistentes nas laterais da máquina de ordenha em uma fazenda leiteira próxima a Linköping. “Com uma sensibilidade térmica de 50 mK e uma resolução de 320 x 240 pixels, as câmeras termográficas FLIR A310 oferecem exatamente o tipo de imagens detalhadas e de dados térmicos que precisamos para essa aplicação”, explica Sjökvist.

Essas duas câmeras termográficas FLIR A310 registraram imagens térmicas de úberes de vacas leiteiras por um período de seis meses. Usando o sistema de identificação com colares RIFD que faz parte da máquina de ordenha automática, um banco de dados de imagens térmicas foi criado para cada vaca específica. “Usando esse banco de dados, o software determina os padrões térmicos normais de cada animal individualmente. Ao comparar cada nova leitura aos dados registrados anteriormente, o sistema agora pode detectar com precisão o tipo de anomalias térmicas que indicam a Mastite. E a precisão desse sistema de autoaprendizado irá melhorar à medida que o banco de dados se expande.”

Detecção de outros problemas de saúde

De acordo com Sjökvist, existem planos para expandir o sistema para detectar outros problemas de saúde. “A tecnologia deveria ser capaz de detectar uma ampla variedade de problemas de saúde, como outros tipos de inflamação, danos no sistema nervoso, problemas ou lesões no esqueleto, mesmo antes de os animais exibirem sintomas clínicos.” Eieren concorda. “O produto que comercializamos atualmente é o CaDDi Mastitis, mas no futuro serão desenvolvidos módulos para outras doenças e para outros animais. Nós trabalhamos de perto com veterinários do Instituto Nacional de Veterinária da Suécia para verificar a precisão de todos os nossos módulos atuais e futuros.”

Comparação entre fornecedores de imagens térmicas

“Em um estágio inicial do desenvolvimento de conceito, nós comparamos os produtos termográficos disponíveis no mercado atualmente, mas logo percebemos que não existe outro fornecedor de imagens térmicas que ofereça soluções de imagens térmicas com o mesmo nível de desempenho e tão econômicas quanto as oferecidas pela FLIR Systems.”