di Alessandro Turatti
La robotica ha fatto il suo ingresso nel settore ortofrutticolo, in particolare nell’ambito del fresh-cut, con un certo ritardo rispetto ad altri settori industriali, a causa delle sfide legate alla complessità delle operazioni. Innanzitutto, frutta e verdura presentano forme, dimensioni e consistenze variabili, il che richiede l’impiego di sistemi robotizzati estremamente delicati e precisi. A differenza di settori come quello automotive, dove i componenti sono standardizzati, la manipolazione di frutta e verdura implica soluzioni personalizzate e più complesse. Inoltre, le stringenti regolamentazioni sulla sicurezza alimentare rendono ancora più ardua l’implementazione della robotica.
Robotica ed Automazione nella filiera
Prima di entrare nel merito dell’argomento, è opportuno fare una distinzione preliminare tra robotica ed automazione. Sebbene i due termini vengano spesso usati in modo intercambiabile, va precisato che, sebbene tutti i sistemi robotizzati siano automatizzati, non tutti i sistemi automatizzati comportano l’uso di robot, poiché si riferiscono a tecnologie differenti. I sistemi robotizzati utilizzano robot programmabili in grado di eseguire compiti complessi in modo autonomo o semi-autonomo, adattandosi a variabili in tempo reale. I sistemi automatizzati, invece, riguardano processi senza intervento umano diretto, ma non sempre implicano l’uso di robot; possono includere anche sensori e macchine fisse. I sistemi robotizzati rappresentano quindi una forma più avanzata e versatile di automazione.
In passato, la tecnologia non era sufficientemente evoluta per supportare l’uso di tali sistemi, che necessitano di dispositivi precisi come visione artificiale, intelligenza artificiale e sensori tattili. Solo con l’avvento di tecnologie più mature e accessibili, quali sensori ad alta risoluzione, nuove architetture robotiche ed algoritmi di machine learning è stato possibile sviluppare soluzioni in grado di affrontare le sfide imposte dalla natura.
A causa dello spazio limitato di questo articolo, mi concentrerò principalmente sulle fasi di processo di frutta e verdura, che sono oggetti delicati e facilmente danneggiabili. Tuttavia, non posso omettere una breve introduzione al percorso dal “campo alla tavola” al fine di offrire un contesto adeguato.
I prodotti ortofrutticoli attraversano diverse fasi, come raccolta, selezione e calibratura, prima di arrivare agli impianti di lavorazione. Il settore agricolo sta sempre più integrando soluzioni automatizzate per rispondere alla crescente domanda di efficienza, precisione e sostenibilità nella produzione alimentare. Con la carenza di manodopera, soprattutto nei compiti stagionali e manuali, l’automazione offre una soluzione, robotizzando processi come la raccolta, il diserbo e la selezione. Inoltre, l’uso della robotica migliora la consistenza e la qualità dei prodotti, garantendo che rispettino rigorosi standard di dimensioni, forma e sicurezza.
Meno sprechi e più efficienza
I robot dotati di sensori avanzati e tecnologia di visione possono rilevare imperfezioni, danni o frutta e verdura troppo mature che potrebbero altrimenti passare inosservate durante la selezione manuale. Rimuovendo i prodotti non conformi fin dalle prime fasi, il sistema garantisce che solo i prodotti di migliore qualità vengano inviati alla lavorazione successiva, riducendo la probabilità di sprechi nelle fasi successive. Inoltre, i robot sono in grado di lavorare rapidamente e in modo costante, minimizzando ritardi ed errori di manipolazione che potrebbero portare al deterioramento. Di conseguenza, il sistema contribuisce a una filiera più efficiente e sostenibile, consegnando prodotti freschi e di qualità superiore con meno sprechi.
Al ricevimento nello stabilimento, l’automazione di compiti semplici e ripetitivi nella lavorazione, come il taglio dei prodotti e la rimozione di parti non edibili, rappresenta una svolta significativa per l’industria. L’adozione di sistemi robotizzati consente di eseguire queste operazioni con massima efficienza, riducendo al minimo gli sprechi e garantendo una qualità costante del prodotto finale. Questo ormai avviene in fasi come quelle della mondatura e cernita delle lattughe adulte ma è altresì utilizzato ad esempio nella depicciolatura delle fragole. Queste operazioni, essenziali per garantire la qualità e la sicurezza alimentare, sono tra le più ripetitive e rischiose nel settore. Inoltre, vengono spesso eseguite in ambienti refrigerati per mantenere la freschezza dei prodotti, condizioni che possono risultare scomode per gli operatori umani durante lunghe sessioni di lavoro.
Un’altra area che ha visto una massiccia entrata di sistemi robotizzati nelle aziende di punta del settore del fresh-cut, è stata quella della pesatura e miscelatura di componenti. Nella produzione di prodotti ortofrutticoli di IV Gamma, la miscelatura degli ingredienti è una fase fondamentale per garantire la qualità e la sicurezza alimentare. Questi prodotti, richiedono una manipolazione delicata per preservare le proprietà organolettiche e nutrizionali, ma altresì la massima attenzione considerando le allergie alimentari e la contaminazione incrociata. Una linea di assemblaggio robotica può offrire la flessibilità e la precisione di gestire una varietà di ingredienti e si integra facilmente in un layout di lavorazione esistente.
Per altri compiti (in particolare in Giappone), i cobot (robot collaborativi) stanno portando numerosi vantaggi in termini di efficienza, sicurezza e qualità. Questi robot sono progettati per lavorare in stretta collaborazione con gli operatori umani, eseguendo compiti ripetitivi e fisicamente gravosi, migliorando la precisione e riducendo il rischio di errori. Ritengo che vedremo in un lasso di tempo relativamente breve, degli sviluppi molto interessanti in merito.
L’industria CEA
Va altresì menzionato il settore dell’industria CEA (Controlled Environment Agriculture), che riguarda la coltivazione di piante in ambienti controllati, come serre verticali e impianti indoor. In questo tipo di agricoltura, le condizioni come luce, temperatura e umidità sono regolate per ottimizzare la crescita delle piante. Sebbene il settore sia altamente tecnologico, con soluzioni innovative come l’uso di LED per la crescita delle piante e sistemi idroponici, i costi del lavoro e le spese associate rappresentano una parte significativa delle spese operative. In media, questi costi possono arrivare a costituire tra il 55% e il 60% delle spese operative totali.
Per affrontare questa sfida, l’industria CEA sta adottando soluzioni robotizzate, come i robot per la raccolta automatizzata, i sistemi di monitoraggio delle piante basati su visione artificiale e sensori, e i robot per la gestione del magazzino e del confezionamento. Questi robot non solo riducono la dipendenza dal lavoro manuale, ma migliorano anche l’efficienza, la precisione e la qualità della produzione, consentendo una gestione più sostenibile ed economica delle risorse.
I robot rappresentano il futuro dell’industria?
Nel prossimo futuro, l’intelligenza artificiale ed il machine learning saranno sempre più integrati nei processi di lavorazione robotica dell’ortofrutta e degli alimenti in genere. I robot diverranno progressivamente più flessibili e adattabili, capaci di svolgere una varietà di compiti con minore intervento umano, grazie all’apprendimento dall’ambiente circostante con un incremento dell’efficienza.
Lo sviluppo di soluzioni robotiche sarà quindi cruciale per creare metodi di lavorazione della frutta e della verdura più efficienti e sostenibili, riducendo gli sprechi e ottimizzando l’uso delle risorse energetiche. L’utilizzo della robotica nell’industria alimentare continuerà a crescere man mano che la tecnologia evolverà, trasformando radicalmente il modo in cui i prodotti del fresh-cut vengono ottenuti.
