Agricoltura di Precisione

Strumenti per le aziende

Questo primo post di approfondimento sul tema Agricoltura di Precisione si propone di dare delle informazioni relative ad un mercato in costante crescita in cui l’innovazione è la chiave di volta che sarà in grado di sostenere la competitività delle aziende a livello nazionale ed europeo. Faremo una panoramica sulle politiche europee e nazionali messe in atto per sostenere il progetto, capiremo quali siano le principali tecnologie abilitanti ed i benefici derivanti dall’adozione delle stesse.

agricoltura di precisione

Agricoltura di Precisione: una panoramica

Iniziamo definendo l’ Agricoltura di Precisione (AdP) come “una gestione aziendale (agricola, forestale e zootecnica) basata sull’osservazione, la misura e la risposta dell’insieme di variabili quanti-qualitative inter ed intra-campo che intervengono nell’ordinamento produttivo. Ciò al fine di definire, dopo analisi dei dati sito-specifici, un sistema di supporto decisionale per l’intera gestione aziendale, con l’obiettivo di ottimizzare i rendimenti nell’ottica di una sostenibilità avanzata di tipo climatica ed ambientale, economica, produttiva e sociale”.
L’analisi di mercato di Markets&Markets evidenzia un mercato destinato a crescere ad un CAGR del 13,47%, con un valore che passa da 3,20 miliardi di dollari nel 2015 ad un valore di 7,87 miliardi di dollari nel 2022.
Il settore agricolo da sempre svolge un ruolo centrale nel sistema dell’economia Italiana: a conferma di tale affermazione i dati messi a disposizione da Coldiretti che conferma come sia proprio il settore agricolo a sostenere il PIL italiano, che con un +1,8% del valore aggiunto nel 2016 fa registrare l’aumento annuale più elevato con un tasso pari al triplo di quello dell’industria e più del doppio di quello dei servizi.
Aspetto di grande rilevanza anche il fatto che il livello di meccanizzazione in Italia è molto elevato, con un parco di macchine agricole composto da oltre 1.700.000 trattrici.
La FAO riporta la stima di un parco trattrici a livello mondiale di una dimensione di oltre 27 milioni di unità: l’Italia da sola coprirebbe quindi il 6,3% del totale dei trattori presenti sul pianeta, superata solo dagli USA e dal Giappone.
L’ Italia è anche il terzo produttore al mondo di macchine agricole e trattori, alle spalle solamente di Germania ed USA.

Questo veloce excursus vuole dare contezza delle potenzialità del nostro paese dove, tuttavia, il livello di adozione di pratiche di Agricoltura di Precisione è ancora molto limitato rispetto al livello internazionale, nonostante la presenza di tecnologie ed innovazioni abilitanti quali:

  • GNSS (sistemi globali di navigazione tramite satellite);
  • Sistemi di guida semiautomatici ed automatici;
  • Mappatura delle produzioni;
  • Sensori: (per la rilevazione degli indici di vegetazione delle colture, sensori “on the go” per la caratterizzazione del terreno, sensoristica applicata alle macchine e alle attrezzature per la gestione interna ed esterna, massiccia presenza di sensori montati su droni e uso di immagini satellitari.);
  • Modelli previsionali di supporto alle decisioni;
  • Sistemi di analisi, di elaborazione, archiviazione e di visualizzazione dei dati;
  • ISOBUS per trattori ed operatrici;
  • Operatrici a funzionamento variabile per leggere mappe di prescrizione per tutte le operazioni colturali;
  • Operatrici meccatroniche in grado di modificare in tempo reale la loro funzionalità sulla base delle variabili condizioni di lavoro;
  • Sistemi di telemetria.

Politiche Europee e Nazionali

La risposta dell’Unione Europea all’esigenza di un programma a sostegno del settore agricolo nel territorio comunitario è la PAC (Politica Agricola Comune), un corpus normativo mirante allo sviluppo delle imprese agricole ed al rafforzamento della loro competitività, che impegna il 34% del bilancio dell’Unione Europea.

Sostenibilità ed innovazione sono due delle priorità del programma, le direttrici da seguire affinchè il sistema agroalimentare e forestale europeo possa essere rispondente alle richieste dei cittadini e delle imprese.

Gli interventi previsti dalle politiche europee trovano attuazione sia a livello nazionale (tramite i programmi “Rete rurale nazionale” e “Programma di sviluppo rurale nazionale”) sia a livello regionale.

Dal punto di vista nazionale, MiPAAF e MIUR sono le istituzioni che si occupano di ricerca agroalimentare e si pongono quali interlocutori con l’Unione Europea: sono i singoli stati ad elaborare programmi di sviluppo rurale in funzione dei bisogni dei loro territori e tenendo conto di almeno quattro delle sei priorità comuni identificate dell’UE.

Tra queste priorità, quelle positivamente collegate all’Agricoltura di Precisione sono:

  • Promuovere il trasferimento di conoscenze e l’innovazione;
  • Potenziare in tutte le regioni la redditività delle aziende agricole e la competitività;
  • Preservare, ripristinare e valorizzare gli ecosistemi;
  • Incentivare l’uso efficiente delle risorse ed il passaggio ad un’economia a basse emissioni di carbonio e resiliente al clima.

La politica di sviluppo rurale dell’Unione Europea (finanziata dal FEASR – Fondo Europeo Agricolo per lo Sviluppo Rurale) con una una dotazione di 100 miliardi per il periodo 2014-2020, individua una strategia generale per l’innovazione; al suo interno promuove il “Partenariato Europeo per l’Innovazione in materia di produttività e sostenibilità per l’agricoltura” quale strumento per costruire un legame tra la ricerca e le esigenze specifiche del settore.

Il “Piano strategico per l’innovazione e la ricerca nel settore agricolo, alimentare e forestale” è il documento che descrive la strategia che il Ministero delle Politiche Agricole, Alimentari e Forestali, congiuntamente con le Regioni, ha delineato per le azioni di innovazione e ricerca in risposta alla prima delle sei priorità del regolamento europeo “Promuovere il trasferimento di conoscenze ed innovazione nel settore agricolo e forestale nelle zone rurali”.

In tema di innovazione, una problematica rilevata frequentemente è la difficoltà nel creare un ponte tra i risultati delle attività di ricerca ed un’adozione delle nuove pratiche e tecnologie da parte della realtà del tessuto aziendale.

Il PEI (Partenariato Europeo per l’Innovazione) ed il PEI-AGRI (Produttività e sostenibilità del sistema agricolo) sono gli strumenti che la Commissione Europea ha individuato per rispondere a tale esigenza, utilizzando le possibilità messe a disposizione dai veri settori di intervento (PAC, Horizon2020, PNR, etc)

“Unione dell’innovazione” è l’iniziativa legata al progetto “Europa2020” che individua nell’innovazione la chiave di volta per raggiungere gli obiettivi individuati dalla strategia europea per la crescita, e che mira a colmare la distanza tra le idee innovative ed il mercato.

L’Unione dell’innovazione mira a portare gli investimenti in ricerca e sviluppo al 3% del PIL entro il 2020, che dovrebbe consentire, secondo studi recenti, di creare 3,7 milioni di posti di lavoro e di aumentare il PIL annuo di 795 miliardi di euro entro il 2025.

Principali Tecnologie Abilitanti

“Linee guida per l’introduzione dell’agricoltura di precisione in Italia” è il documento (principale riferimento per questo post) redatto dal MiPAAF che va ad approfondire il tema dell’innovazione tecnologica nell’agricoltura come definito nel “Piano strategico per l’innovazione e la ricerca nel settore agricolo alimentare e forestale” (2014-2020) approvato con Decreto Mipaaf n. 7139 del 01.04.2015.

Tale documento pone il focus sull’agricoltura di precisione, e le principali tecnologie prese in esame sono:

1.Tecnologie di elettronica: atte a generare ed utilizzare informazioni nelle diverse fasi iniziali e finali del ciclo produttivo. A partire da tecnologie di base sino ad arrivare a tecnologie molto avanzate, vengono utilizzate nelle fasi di acquisizione dei dati, per il monitoraggio, per l’impiego dell’informazione all’interno del contesto produttivo e per il controllo operativo.

2.Tecnologie di posizionamento: rendono possibile l’integrazione dei dati utili per il ciclo produttivo con altri dati che si rendono fondamentali nel momento in cui entra in gioco la dimensione spaziale (ecco che si parla di site-specific) del processo produttivo.

3.Tecnologie informatiche hardware: per la gestione fisica dei dati, ovvero la disponibilità di sistemi e supporti o canali fisici per la loro visualizzazione, conservazione, trasmissione (tramite reti e sistemi di telecomunicazioni di vario tipo) e fruibilità;

4.Tecnologie informatiche software: creano un ponte tra l’utente finale e la parte fisica dell’hardware. Elaborano le informazioni e sono preposte all’interfacciamento delle funzionalità digitali dell’hardware. Possono essere categorizzati in questo sottoinsieme anche i sistemi di supporto alle decisioni ed alla definizione di sistemi software di analisi, anche automatizzata, in grado di stabilire le attuazioni attraverso altri tipi di sistemi (idraulici, elettronici, meccanici).

Benefici Attesi

Al fine di valutare le strategie migliori per  l’introduzione dell’innovazione, dopo l’adozione dei processi di Information Technology nei sistemi di agricoltura e di gestione del settore primario, è stata realizzata un’analisi dei principali benefici attesi nelle diverse realtà aziendali.

Le tecnologie citate nel precedente paragrafo consentono sia un’ottimizzazione degli input (per colture a pieno campo e per colture protette), sia una riduzione della pressione che i sistemi agricoli esercitano sull’ambiente: ciò comporta l’ottenimento di interessanti benefici economici.

Inoltre, la possibilità di effettuare una distribuzione mirata dei principali fattori della produzione (acqua, fertilizzanti, agrofarmaci) insieme alla possibilità di monitorare in tempo reale lo stato di salute delle colture, fa sì che sia possibile ottenere un risparmio delle sostanze chimiche che ha un impatto positivo in termini di salvaguardia dell’ ambiente.

La possibilità derivante dalle nuove tecnologie di un impiego razionale dei fattori decisionali ha come risultato una riduzione dei tempi per l’esecuzione degli interventi colturali, una riduzione dei task ripetitivi, e la possibilità di ridurre, sino ad annullare, la probabilità di errore: il risultato è una maggiore efficienza produttiva. Un esempio a tal riguardo è relativo ai sistemi di guida e viene analizzato nel prossimo paragrafo.

L’applicazione di tecnologie specifiche (quali per esempio gli RFID) consente la tracciabilità dei processi e delle materie prime impiegate per l’impianto/trapianto della coltura e durante la fase di coltivazione. La tracciabilità va a garantire da un lato le esigenze di sicurezza alimentare del consumatore, dall’altro va a valorizzare le produzioni agroalimentari di qualità. Inoltre i sistemi di tracciabilità sono un fondamentale elemento di controllo dei processi, poichè consentono di razionalizzare i flussi, di migliorare l’efficienza logistica e di ridurre i costi. Altro aspetto è la capacità di una completa gestione della qualità: il prodotto viene controllato in ogni stadio del processo di produzione e nei casi di non conformità sarà semplice risalire alle cause ed intraprendere azioni correttive.

Altro beneficio di grande interesse è relativo al risparmio energetico di macchinari e sistemi di controllo, che grazie a nuove forme di produzione ed a nuovi sistemi di trasformazione maggiormente efficienti permetteranno di raggiungere l’obiettivo del Piano Europeo 2030 che prevede la riduzione del 55% di emissioni, del 40% di consumo energetico, ed un aumento del 45% di energia rinnovabile.

Sistemi di Guida Automatica

Un ultimo accenno meritano i sistemi di guida automatica, da considerarsi “driver” dell’agricoltura di precisione ed in grado di apportare tangibili benefici economici.

Il livello di precisione della guida manuale è influenzato da svariati fattori, a partire dalle condizioni climatiche e da una serie di condizioni variabili del momento: un esempio su tutti il caso in cui si presenti una situazione di visibilità non ottimale per esempio in presenza di nebbia o di lavorazioni in notturna.

Tali circostanze possono comportare un aumento dei tempi di lavoro, l’incremento nei consumi di combustibile e uno spreco di prodotto distribuito, con pesanti ricadute sugli aspetti agronomici, ambientali e, soprattutto, economici.

Grazie ai sistemi di guida automatica sarà invece possibile il mantenimento delle traiettorie di guida successive tra una passata e l’altra, che consente di risparmiare in termini di mancate sovrapposizioni.

Questo tipo di risparmio risulta essere inversamente proporzionale alle dimensioni dell’azienda: risulta infatti essere massimo per le aziende piccole dove le larghezze di lavoro degli attrezzi sono minori e, quindi, le occasioni di risparmio (il numero di passate a parità di superficie) risulta maggiore.

I sistemi di guida automatica consentono di ottenere (Sartori, 2001):

  • Maggiore velocità di avanzamento(+10-13%) in molte operazioni;
  • Maggior periodo utile per eseguire correttamente le varie operazioni (+5-10%);
  • Riduzione del numero di attrezzi o la loro dimensione;
  • Un conseguente risparmio di tempo, di combustibile e di prodotti chimici;
  • Un minore affaticamento dell’operatore e, quindi, un minor pericolo di infortuni sul lavoro;
  • La possibilità di impiego di operatori tecnicamente preparati ma con limitata esperienza, anche in operazioni complesse;
  • Possibilità di ripetere le stesse traiettorie nel tempo.
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