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Tecnica

Droni: una nuova "prospettiva"

Il mondo agricolo sta subendo una "pacifica invasione": quella dei droni, dispositivi in grado di sorvolare le aree agricole e di effettuare un'ampia gamma di interventi e di servizi per un'agricoltura sempre più scientifica e selettiva

di Stefano Albanesi
Gennaio/Febbraio 2015 | Back

Jeff Bezos, l’Amministratore Delegato di Amazon, azienda leader mondiale delle vendite via web, ha un sogno nel cassetto: recapitare a domicilio (alcuni) articoli dello sterminato catalogo entro 30 minuti dall’ordinazione, per mezzo dei cosiddetti “droni”, ovvero quegli aeromobili a pilotaggio remoto che tanto interesse stanno suscitando negli ultimi tempi. Si tratta di un intento ambizioso, per la realizzazione del quale vanno prima sciolti alcuni nodi (in primis quello delle autorizzazioni alla navigazione aerea), ma che fa dichiarare a Bezos che in 4-5 anni la nuova tecnologia potrebbe essere operativa.

La denominazione tecnica ricorrente del drone è UAV, un acronimo di origine anglosassone che significa Unmanned Aerial Vehicle, che tradotto farebbe più o meno “veicolo aereo senza uomo (a bordo)”. In italiano, sono conosciuti anche come APR, ovvero Aeromobili a Pilotaggio Remoto. L’impiego dei droni è da tempo ampiamente consolidato per usi militari, ma sta conoscendo un vistoso successo anche per applicazioni civili. In generale, viene sfruttato per mansioni “3D” (Dull, Dirty and Dangerous) ovvero noiose, sporche e pericolose, come ad es. prevenzione e intervento in emergenza incendi, interventi di sicurezza non militari, sorveglianza di oleodotti, per telerilevamento, aerofotogrammetria e monitoraggio dell’ambiente, delle calamità naturali, della fauna, della biodiversità, ecc. La sua applicazione attuale più comune è senza dubbio l’effettuazione di fotografie e videoriprese con prospettiva aerea. Il nome “drone” è inglese, e sembra avere una duplice origine, comunque legata agli insetti: infatti, oltrechè “ronzio” (richiamando il tipico rumore dei motorini elettrici che lo fanno funzionare) il termine significa fuco, ovvero il maschio dell’ape, che notoriamente rispetto alla sua dolce metà è piuttosto passivo. Infatti, nel primo periodo della sua diffusione, il drone veniva usato quasi esclusivamente come bersaglio per esercitazioni militari. La storia recente ha però visto un graduale riscatto dei droni, che sono passati velocemente da meri bersagli a veri e propri protagonisti dell’aviazione mondiale.

Dal punto di vista tecnico, i droni riproducono in piccolo le tipologie dei più comuni aeromobili, ovvero l’aeroplano ad ali rigide, piane e fisse e l’elicottero dotato di uno o più rotori a pale. Per la loro capacità di decollare in spazi ristretti e di compiere facilmente un volo di tipo verticale, i modelli oggi più diffusi si basano sul principio dell’elicottero, ovvero sono dotati di un certo numero di rotori a elica, di solito da 4 a 8, posizionati in modo simmetrico su una circonferenza intorno al corpo del velivolo, nel quale o sul quale sono montati i sensori o le apparecchiature per rilievi e riprese. Sono quindi definiti quadricotteri, esacotteri, eptacotteri, ecc. proprio in funzione del numero di rotori di cui sono dotati.

Le eliche vengono fatte ruotare da motori elettrici alimentati a batteria, così come la medesima batteria (o un’altra autonoma) permette il funzionamento della sensoristica e della strumentazione ospitata a bordo. Il vero valore aggiunto del drone è però la capacità di essere completamente comandato a distanza via radio, con segnali di frequenza generalmente molto alta. Il volo dei modelli simili agli elicotteri non supera mai la quota di qualche decina di metri da terra, ad una velocità di qualche decina di chilometri all’ora. Il principale problema tecnico è l’autonomia, che è necessariamente limitata a qualche decina di minuti, in relazione alla massa, altrettanto limitata, che deve avere la batteria che fa funzionare i motori dei rotori.

 

In agricoltura

Nel mondo agricolo i droni sono entrati di recente, ma di prepotenza, soprattutto per applicazioni di monitoraggio nell’ambito dell’agricoltura di precisione. I droni infatti offrono diversi vantaggi sui satelliti, perché possono far scattare agli apparecchi fotografici caricati a bordo immagini con una risoluzione di pochi centimetri per pixel, offrendo in tal modo una valutazione molto più dettagliata dello stato della coltura, ad esempio in termini di crescita delle piante, stress idrico, carenza di azoto, presenza di patogeni. Inoltre, volando a una ridotta distanza verticale dal suolo, le immagini acquisite non sono influenzate dalla presenza di nuvole, consentendo il montaggio a bordo di sensori di diverso tipo, per un’ampia varietà di analisi su colture diverse, di tipo visivo, multi e iper-spettrale, termico, ecc. Con l’evolversi della tecnologia (e soprattutto la riduzione dei costi…) è probabile che saranno messe a punto molte altre applicazioni dei droni. Non a caso, autorevoli esponenti di questo mondo hanno affermato che proprio l’ambito agricolo sarà quello che probabilmente beneficerà maggiormente di questo sviluppo.

 

Monitoraggio delle colture

L’applicazione più diffusa al momento dei droni in agricoltura riguarda azioni di tipo passivo, ovvero di controllo e monitoraggio nel tempo di svariate caratteristiche di una determinata produzione agricola.

Tra le ormai numerose esperienze in tema, vale la pena segnalare quella del Condor 170, un drone messo a punto da un consorzio di soggetti privati e pubblici, tra cui l’Università di Pisa. Testato presso l’aeroporto di Capannori (Lu), è un velivolo ad ala fissa ideato per un impiego idoneo anche in ambienti ostili e in assenza di una pista per il decollo (che può essere effettuato per mezzo di una catapulta) e di atterraggio (che avviene con l’aiuto di un paracadute).

In prima battuta, il Condor 170 è stato dotato di una fotocamera modificata per acquisire immagini a banda larga (ultravioletto, visibile e infrarosso) per studi di riflettanza spettrale, ma non è escluso in futuro il suo impiego per la distribuzione mirata di mezzi di produzione (prodotti fitosanitari, concimi, ecc.).

Un’altra interessante applicazione innovativa è stata proposta da VH Italia, una compagnia assicurativa specializzata nel settore agricolo: attraverso la sinergia tra un drone, che rileva tramite ortofotografia l’estensione della coltura colpita ad es. dalla grandine e uno specifico software caricato su un tablet, è possibile accelerare e rendere notevolmente più efficiente e accurata la rilevazione e l’analisi del sinistro, a tutto vantaggio di un rapida liquidazione del danno.

E a proposito di assicurazione, ci si sta attivando anche per offrire polizze studiate proprio per l’impiego dei droni in agricoltura. La “GrowGreen Insurance” è una specifica copertura messa a punto dalla Pagnanelli Risk Solutions Ltd, che copre i rischi derivanti dal monitoraggio in volo delle coltivazioni e dei pascoli, ma anche delle attività specifiche di irrorazione di concimi e fitofarmaci.

 

Distribuzione dei mezzi di produzione

I droni possono però già essere impiegati per interventi agricoli di tipo attivo, come ad es. la distribuzione mirata di prodotti fitosanitari o fertilizzanti particolari, oppure ancora per azioni di lotta biologica integrata.

Ha suscitato un certo interesse un’applicazione messa a punto di recente dalla Comal, il braccio commerciale dell’Associazione mantovana allevatori, nella lotta biologica alla Piralide del mais. In pratica, le uova dell’organismo antagonista, il Trichogramma brassicae, vengono confezionate dentro sfere di cellulosa biodegradabili, facilmente distribuibili attraverso un contenitore automatizzato montato sul drone. La capsula viene rilasciata a volo radente a un metro sopra l’apice della pianta di mais; entro 15-20 giorni dall’intervento si sviluppano le larve per la lotta biologica, con nascite scalari fino a 3 generazioni, tipicamente da inizio luglio a fine agosto. I risultati, ma soprattutto i costi, sono equiparabili a quelli che si ottengono con i tradizionali trattamenti chimici, con il vantaggio però che la distribuzione può avvenire con la massima tempestività, anche con terreno bagnato, quando il cosiddetto “trampolo” non può entrare in campo.

Applicazione del tutto analoga è quella di "Agrodron", un quadricottero radiocomandato dotato anche di autopilota e gps, attrezzato con un kit-spargitore in grado di scaricare automaticamente in volo in modo mirato capsule di cellulosa o altri prodotti per l’agricoltura. Ha una massa massima al decollo di circa 5,5 kg e un’autonomia di oltre 18 minuti di volo per ogni battery-pack.


E’ urgente regolamentare

 Già nel 2013 l’ENAC, ovvero l’Ente per la Navigazione Aerea Civile, aveva emanato un Regolamento finalizzato ad operare con i droni, in relazione alle modalità di accesso allo spazio aereo, suddividendoli in due categorie in base alla loro massa, inferiore o superiore a 25 kg.

Inparticolare, per i droni più leggeri al momento può bastare un’autocertificazione, per cui la responsabilità operativa è lasciata al pilota che opera in remoto, che deve valutare la criticità e l’idoneità dell’azione, soprattutto inerente eventuali danni a terzi, come ad es. potrebbe avvenire nel sorvolo di aree congestionate o di infrastrutture industriali. Se, viceversa, il drone ha una massa uguale o superiore a 25 kg deve essere ottenuta una certificazione del mezzo aereo e un’autorizzazione dell’operatore aereo, di fatto la medesima filosofia applicata per gli aeromobili tradizionali.

Peraltro, il travolgente successo dei droni ha portato alla ribalta un’altro stringente problema, relativo alla preparazione tecnica (ma non solo) di coloro che li pilotano in remoto. E’ infatti del tutto evidente che se un pilota aeronuatico è obbligatoriamente soggetto ad un duro training prima di acquisire il cosiddetto brevetto di volo, anche per chi comanda dei droni deve essere previsto un adeguato percorso di preparazione. A tale proposito l’ENAC ha recentemente attivato un piano di monitoraggio basato su una serie di audit, atti a verificare che l’attività venga condotta nel rispetto e in conformità alla configurazione dichiarata dell’apparecchiatura. Inoltre, sono state preparate alcune Linee Guida (attualmente in bozza, https://www.enac.gov.it/La_Regolazione_per_la_Sicurezza/Navigabilit-13-/Sistemi_Aeromobili_a_Pilotaggio_Remoto_(SAPR)/index.html) inerenti la qualificazione del personale di volo APR e le organizzazioni riconosciute, atte a  fornire chiarimenti sull'applicazione dei regolamenti e della circolari emesse in argomento.

Peraltro, diverse aziende che commercializzano droni già organizzano delle attività per la preparazione di piloti. Ad es., dopo la frequenza di un corso teorico per l’acquisizione delle necessarie competenze in termini di normative, enti aeronautici, spazi aerei, regole dell'aria,

radiocomunicazione, aerodinamica e meccanica del volo, ecc. e una visita medica aeronautica di idoneità, la ItalDron di Ravenna organizza corsi di 24 ore sotto la guida di professionisti per il rilascio di un attestato di idoneità al pilotaggio degli Apr, come richiesto dalla normativa ENAC.

 

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