Tulevaisuuden lehmä voi tuottaa sähköä, joka pitää sen laitumella ilman aitoja

Kun lehmä kulkee laitumella, se käyttää liikkumiseen energiaa. Tutkijatohtori David Blaževićilla on tavoitteena, että liikkeeseen latautuva kineettinen energia saataisiin kerättyä talteen, jolloin siitä voitaisiin tuottaa sähköä. Tämä olisi sekä käytännöllistä että ympäristöystävällistä, sillä eläin voisi itse ladata esimerkiksi kaulapannassaan olevan tunnistuslaitteen akkua ja pidentää näin sen käyttökaarta.

– Kun elektronisten laitteiden sähkönkulutus vähenee ja energianlouhintalaitteet tehostuvat, akuista voitaisiin monissa laitteissa jopa luopua. Virranlähteenä toimisi siis pelkkä eläimen liike, Blažević selostaa.

Uusi energianlähde olisi ympäristölle arvokas, sillä akkujen tuottaminen tuhoaa luontoa eikä niitä saada kierrätettyä kunnolla. Lisäksi tuotantoon liittyy sosiaalisen kestävyyden ongelmia.

Blažević kertoo, että energianlouhintaa liikkeestä on tutkittu paljon ihmisillä. Laitteet on kuitenkin todettu sen verran kömpelöiksi, ettei käytännön sovelluksia ole juuri syntynyt.

–  Eläinten osalta tutkimusta on todella vähän, vaikka niiden liike-energia voisi hyvinkin toimia täsmäkotieläintuotannon virranlähteenä.

Täsmäkotieläintuotannossa hyödynnetään älykkään maatalouden teknologioita, kuten eläinten pannoissa olevia mittalaitteita, joilla seurataan niiden hyvinvointia ja liikkumista. Käytäntö on yleistymässä vauhdilla, mutta laitteiden virta saadaan toistaiseksi akuista.

Eläinten liike-energian louhinnan on todettu toimivan

Blažević on tutkinut eläinten liike-energian louhimista kolmivuotisella Marie Curie -rahoituksella, joka päättyi kesäkuun lopussa. Ennen mahdollisia jatkoprojekteja luvassa on vielä tulosten käsittelyä ja julkistamista, minkä lisäksi tutkimusryhmä on aikeissa suorittaa muutamia lisäkokeita.

– Testaamme loppukesästä kaulapantaan kiinnittyvän energianlouhintalaitteen prototyyppiä, mutta olemme jo todenneet, että eläimen jalkaan kiinnitettävä laitteemme toimii. Se tuotti kokeessamme virran Bluetooth-lähettimeen, joka lähetti signaalin aina, kun lehmä oli ottanut 5–10 askelta, Blažević kertoo.

Kun teknologia viedään käytäntöön, eräs haaste voi olla juuri eläimen liike – tai oikeammin sen puute.

– Esimerkiksi lehmät saattavat pysyä paikoillaan pitkiä aikoja, kun ne välttelevät auringon paahdetta. Tällöin liike-energian louhinta ei luonnollisestikaan tuota paljon sähköä. Teknologiasta voisikin saada parhaan hyödyn hieman aktiivisemmilla lajeilla, kuten vaikkapa poroilla, tutkimusryhmään kuuluva tutkijatohtori Janne Ruuskanen pohtii.

Virtuaaliaita varoittaa lehmää äänimerkillä

Yliopiston tutkimusryhmä on testannut eläinten liike-energian louhimista Mantereen tilalla, missä on parhaillaan kokeilussa myös teknologian potentiaalinen käyttökohde: eläinten virtuaalinen aitaaminen.

Virtuaaliaitauksessa on ideana, että laiduntava karja saadaan pysymään halutulla alueella pelkän GPS-pannan ja virtuaalisesti asetetun ”raja-aidan” avulla. Jos eläin pyrkii alueen ulkopuolelle, panta varoittaa sitä korkeuttaan kasvattavalla äänimerkillä. Korkeusasteikon ylittyessä eläin saa pienen sähköiskun, joka opettaa sen muuttamaan suuntaansa jo äänimerkin aikana.

– Oli todella innostavaa seurata, miten äkkiä pantaa testaava Meeri-lehmä oppi kunnioittamaan äänimerkkiä. Se ei ainoastaan pysynyt määritellyn alueen sisällä, vaan toimi jopa laumavaistoa vastaan, kun muut lehmät liikkuivat alueen ulkopuolella, Mantereen tilan Philipp Mayer kuvailee.

Virtuaaliaitausta hyödynnetään jo tuhansilla lehmillä muun muassa Norjassa ja Britanniassa, mutta Suomessa teknologiaa kokeillaan nyt ensi kertaa. Mayer ja Blažević tekevät yhteistyötä alan ensimmäisen kaupallisen toimijan, norjalaisen Nofence-yhtiön kanssa, sillä se on kiinnostunut kineettisen energian hyödyntämisestä GPS-pantojen virranlähteenä. Virtuaaliaitauksen kysyntä on jo ylittänyt tarjonnan, joten markkinoista käydään jatkossa kovaa kilpailua.

Teknologia tukee ekologisempaa karjanhoitoa

Virtuaaliaitauksessa eläinten liikkuma-aluetta rajataan joustavasti älypuhelinsovelluksella, joten fyysisiä raja-aitoja ei tarvita. Tämä on todella hyödyllistä esimerkiksi vuoristoalueilla, missä aitojen pystyttäminen on haasteellista, ja maissa, joissa karja laiduntaa mittavilla alueilla. Edut ovat kuitenkin huomattavat myös Suomen oloissa, ja juuri ne saivat Mayerin kiinnostumaan teknologiasta.

– Perinteinen aitaaminen on aikaavievää ja kallista, siinä missä virtuaalinen järjestelmä on taloudellinen ja vaivaton. Se antaa myös tietoa eläinten liikkumisesta ja mahdollisuuden hallita sitä tarkalleen, joten pystyn huolehtimaan paremmin laidunmaiden hyvinvoinnista.

Mayer soveltaa tilallaan holistisen tilanpidon menetelmää, joka lisää maan hedelmällisyyttä ja ekologista monimuotoisuutta. Tarkoituksena on huolehtia, että ympäristön kallisarvoiset mikrobit säilyvät ja lisääntyvät ajan myötä. Päämäärää toteutetaan välttämällä tarpeetonta maaperän häiritsemistä, kuten kemiallisia lannoitteita, liiallista laidunnusta ja karjan luomaa mekaanista rasitusta. Maa on myös tärkeää pitää kasvillisuuden peitossa, jotta mikrobit saavat ravintoa ja suojaa auringolta. Virtuaalinen aitausteknologia voi tukea menetelmää merkittävällä tavalla.

– Virtuaaliaitaus antaa mahdollisuuden vaihtaa karjan laidunnusalueita helposti ja usein. Pystyn siis huolehtimaan, että kasvit tuottavat ihanteellisen määrän biomassaa, jolloin eläimille saadaan enemmän rehua ja tuotanto kasvaa ekologisella tavalla, Mayer selostaa.

Tähän sopisi hyvin ajatus siitä, että aitausjärjestelmän virta saataisiin suoraan eläinten liikkeestä.

 

Lisätietoja:

Tutkijatohtori David Blažević
050 911 9814
david.blazevic [at] tuni.fi

Luomumaatalousyrittäjä Philipp Mayer
040 930 6406
mayer_philipp [at] gmx.at
 

Teksti: Reetta Oittinen
Kuvat: Jonne Renvall