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Anno 2018 Numero 10-11

Tecnica
ottobre - novembre 2018

Macchine per lagricoltura di precisione: lattuale scenario

Da sempre la meccanica agraria ha marciato di pari passo con le tecniche agronomiche, mettendo a disposizione soluzioni tecnologiche atte a rendere più efficiente il lavoro e più razionale l'uso di mezzi produttivi. Un binomio che ha consentito di rispondere alle necessità storiche di un'agricoltura in continua evoluzione e che continuerà a farlo anche in futuro consolidando modelli di sviluppo capaci di razionalizzare l'utilizzo delle risorse naturali grazie all'innovazione e alla ricerca

Se consideriamo il trend di sviluppo dell’agricoltura dal 2000 ad oggi, almeno per quanto riguarda il settore delle macchine agricole, si può notare come l’evento più significativo sia stata l’introduzione di nuove tecnologie legate all’informatica e all’elettronica. L’agricoltura di precisione si può sinteticamente definire come un approccio gestionale basato sulla variabilità e sulle moderne tecnologie finalizzato all’incremento dell’efficienza dei processi produttivi in un’ottica di minimizzazione dei costi e di salvaguardia ambientale. L’introduzione di questo nuovo sistema di gestione necessita di tecnologie avanzate di sensoristica, di reti di trasmissione dati, di modellistica, di telecomunicazione di informazioni georeferenziate, di sistemi di supporto alle decisioni, di automatismi di attuazione e mappe digitali di prescrizione, di interfacce di visualizzazione all’operatore, di tracciabilità in telemetria delle operazioni, di elaborazione e feedback degli indici di sostenibilità. Tutte integrate tra loro. Alcuni diversi approcci hanno contraddistinto la risposta del mondo agricolo italiano di fronte a questa ampia disponibilità tecnologica presente nel mercato: il primo prevede l’uso diretto della sensoristica e del computer di bordo per il controllo delle macchine senza necessariamente coinvolgere il fattore umano (meccanizzazione di precisione); nel secondo invece le operazioni vengono programmate dall’utilizzatore attraverso lo studio di mappe tematiche e la produzione di mappe di prescrizione (agricoltura di precisione propriamente detta).

 

La precisione basata su GNSS

La cosiddetta meccanizzazione di precisione prevede forme e funzioni di controllo diretto delle operatrici con procedure standardizzate che non fanno uso di mappe di prescrizione, ma che si basano su GNSS, sensori e ISOBUS. Non occorrono quindi competenze agronomiche esterne per la gestione della variabilità e il sistema generalmente fa conseguire vantaggi sicuri, che sono facilmente comprensibili dagli imprenditori.

In altre parole, in questo caso, ci dovremo abituare a tecnologie relativamente semplici, dal punto di vista meccanico, ed altamente affidabili, ma dotate di complesse reti di sevizio atte a interagire con le componenti che caratterizzano l’agricoltura: il terreno, le piante, gli animali. Grande impulso deriverà dall’introduzione di nuovi sensori. Questi, infatti, possono consentire di adattare le tecniche agronomiche alla variabilità intrinseca del suolo, dell’ambiente e quindi delle colture. I sistemi di guida con GNSS sono il settore “driver”, in cui i volumi di affari sono attualmente più alti. La diffusione dei kit di guida con barra e led luminosi da installare after market è stazionaria o in leggero calo, ma a favore di guida semi-automatica di tipo elettrico o idraulico attualmente in costante crescita. I vantaggi della navigazione satellitare presa come sistema a se stante sono ben noti, ma possono essere amplificati se al GNSS si abbina un sistema ISOBUS.

La tecnologia ISOBUS mette a disposizione degli utenti protocolli per il controllo dei trattori e delle operatrici personalizzati come il Sequence Controller, il Task Controller e, ultimamente il TIM (Tractor Implement Management). Il primo viene applicato per la creazione in automatico di sequenze di operazioni ripetitive di voltata tra una passata e l’altra. Il secondo può gestire in modo selettivo l’erogazione dei prodotti su sezioni, ugelli e file su seminatrici, irroratrici e spandiconcime, attuando così il controllo automatico delle sezioni o ASC (Automatic Section Control). ASC utilizza un GNSS per localizzare la posizione della macchina e quindi registra le aree trattate. Se la macchina attraversa un'area precedentemente trattata o non trattabile, si disattiva l’erogazione, eliminando la sovra-applicazione. Il system TIM permette alla macchina operatrice di controllare alcune specifiche funzioni del trattore, come la velocità di avanzamento o il regime di rotazione della pdp.

I risparmi di prodotto conseguibili sono degni di nota e dipendono da caratteristiche costruttive e strutturali. I maggiori vantaggi si hanno quando la larghezza di lavoro di una sezione controllabile risulta bassa, ossia è frazionata in un numero elevato di sezioni. Inoltre i risparmi sono tanto maggiori quanto più bassa è la superficie dell’appezzamento e più irregolare la sua forma.

È chiaro che questa funzionalità incide sul costo della macchina, ma il controllo delle sezioni è il primo passo verso la cosiddetta distribuzione a rateo variabile.

 

La precisione basata su sensori

Sempre più numerose sono le opportunità offerte dai protocolli di comunicazione standardizzata nei trattori e nelle macchine agricole (ISOBUS). A fianco dei ricevitori satellitari, l’evoluzione tecnologica ha fatto sì che siano oggi presenti numerosi sensori, gestiti attraverso il computer di bordo, atti a supportare il monitoraggio e/o l’automazione sia del trattore, sia delle macchine operatrici. Tutto ciò si è tradotto nello sviluppo di sistemi di automazione basati su attuatori tecnologicamente sempre più sofisticati. Applicazioni in questo senso per le colture estensive riguardano ad esempio il controllo in tempo reale dell’uniformità di deposizione del seme per seminatrici monogerme, la variazione dell’intensità di lavorazione del terreno per operatrici mosse dalla p.d.p, la concimazione a dose variabile con spandiconcime centrifughi dotati di radiometri multispettrali, il diserbo meccanico inter e intra-filare per orticole con sensori ottici, il controllo del flusso e della densità di foraggio nelle imballatrici giganti, ecc. Nelle irroratrici, sensori di posizione, posti a monte degli erogatori, consentono di rilevare la presenza del “bersaglio” e la sua posizione e, conseguentemente, di interrompere o variare il flusso in funzione della presenza e delle caratteristiche della vegetazione (spot sprying), con evidenti ulteriori risparmi di prodotto.

 

La precisione basata su mappe

Le tre fasi fondamentali per l’adozione di pratiche agronomiche di precisione basata su mappe sono: raccolta spaziale dei dati per caratterizzare ed individuare aree omogenee all’interno del campo; analisi dei dati per interpretare le cause della variabilità spaziale; implementazione delle decisioni prese sulle pratiche agronomiche differenziate da adottare. Si tratta di un approccio più completo, ma anche più complesso e articolato perché richiede la creazione di mappe riguardanti il suolo (con sensori di conducibilità o resistività elettrica), la vegetazione (con sensori prossimi alla coltura oppure remoti utilizzando radiometri posizionati su satelliti, aerei e droni) o le caratteristiche delle produzioni attraverso l’installazione di un sistema di mappatura delle rese per rilevare la quantità e alcune caratteristiche qualitative. Dopo l’analisi dei dati raccolti e la successiva fase decisionale, la mappa di prescrizione viene trasferita alle operatrici per realizzare l’applicazione variabile dei fattori produttivi (VRA). Per questo le attrezzature devono essere dotate di un sistema di regolazione della dose di tipo elettronico (DPAE) e di tutti i dispositivi menzionati precedentemente come il ricevitore satellitare, un sistema di comunicazione Isobus, sensori di flusso e attuatori. Alcune realizzazioni sono già presenti sul mercato come ad esempio le seminatrici a righe o monogerme con dosatori elettrici, gli spandiconcime centrifughi e pneumatici con DPAE e distribuzione variabile, le irroratrici con sensori per il riconoscimento delle malerbe e a variazione della dose, gli impianti di irrigazione a recupero o ad ala mobile.

Queste nuove tecnologie iniziano a farsi largo nel mercato con percentuali sempre più alte di modelli che installano di serie sistemi per rendere possibile l’agricoltura di precisione.

Si tratta di un processo chiaramente lento, anche alla luce della quantità e dell’età media molto alta che caratterizza il parco macchine agricolo in Italia.

 

Un fattore trainante

Il processo di conversione alla precisione è certamente lento, ma potrebbe essere presto alimentato dalla richiesta di qualità sempre più caldeggiata nel settore agroalimentare. Il valore aggiunto intrinseco di prodotti più sostenibili e rispettosi dell’ambiente (quali quelli prodotti adottando tecniche di agricoltura di precisione) può essere oggi valorizzato attraverso nuovi dispositivi che favoriscono la tracciabilità e la riferibilità dei processi ed il monitoraggio delle pratiche agricole adottate. Questi dispositivi dunque non solo supportano l’imprenditore con l’automatizzazione della compilazione dei registri e quaderni di campagna, ma in qualche modo consentono una certificazione delle pratiche adottate, dando al consumatore finale maggiori informazioni e maggiori garanzie: cosa che può ripagare più rapidamente l’azienda agricola dei suoi sforzi di ammodernamento. 

di Luigi Sartori e Francesco Marinello

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