Automazione in agricoltura

L’elettronica, l’elaborazione digitale e i computer hanno moltiplicato in maniera esponenziale la produttività in tutti i settori, con un vero salto di qualità quando è stata data a tutti i computer la possibilità di comunicare con tutti gli altri sistemi attivi nel mondo. Grazie a questa dotazione tecnologica disponibile per tutti, oggi l’IoT (Internet of Things, neologismo inventato da Kevin Ashton nel 1999, N.d.R.) realizza la connessione tra gli oggetti fisici, i controllori, sensori e attuatori e le strade di connessione rappresentate da internet. L’IoT industriale si realizzerà tramite un mix di fattori: i componenti oleodinamici, elettronica e sensori affidabili e a basso costo, la pervasività di internet, i servizi di gestione delle informazioni, per arrivare a produttori automatici di grandi moli. Stime recenti affermano che i dispositivi IoT passeranno da 30 a 75 milioni dal 2015 al 2020, con un tasso di crescita annuo superiore al 20%. Già oggi le automobili vendute sono full digital e sfruttano una standardizzazione di componenti e sensori che ne garantisce la precisione, l’affidabilità e un basso costo. La digitalizzazione nelle macchine agricole dovrà necessariamente mutuare da questa grande esperienza componenti e tecniche, e lo dovrà fare in tempi strettissimi, per arrivare a garantire una corretta irrorazione di componenti chimici e fertilizzanti sul campo, fino alla scansione in tempo reale del terreno per calibrare il prodotto sulla singola piantina. Tutti questi dati dovranno poi essere gestiti: messi in comune, tutelati, verificati. Nel 2050 infatti, per soddisfare le esigenze di una popolazione mondiale di 9,7 miliardi, l’agricoltura dovrà assolutamente avere un minor impatto ambientale, specializzarsi nelle colture e aumentare le dimensioni degli appezzamenti. Il tutto governato dal Precision Farming. Il futuro ci viene incontro molto velocemente.

La digitalizzazione in agricoltura

Nei prossimi anni (entro il 2020) la mole di dati che dovrà essere gestita è prevista in enorme crescita in tutti i settori e si prevedono 75 miliardi di apparecchi connessi in rete! Non si tratta di sapere quanti dati ci saranno, questo lo sappiamo già. Il problema è: saremo preparati a farlo? O ne saremo travolti? Già abbiamo la disponibilità di schede e processori con prestazioni elevatissime, pensati per connettere sempre più “oggetti”, ma tutto questo, in agricoltura, dovrà saper governare dati provenienti da sensori diversi e fonderli in informazioni digitali univoche da inviare al controllore. Nei prossimi anni si prevede, solo per il riconoscimento di immagini, un mercato di 180 milioni di sensori venduti nel mondo, ma un unico tipo di sensore non basterà per conoscere ciò che ci sta intorno e avremo bisogno di coniugare diversi dati per avere un’immagine della “realtà” intorno a noi. Il tutto gestito da architetture sempre più complesse, che eliminino gli errori e garantiscano la sicurezza. Le macchine agricole digitalizzate del futuro saranno dotate di sistemi che sapranno riconoscere l’ambiente in cui operano, gli oggetti intorno e gli ostacoli, grazie a una piattaforma in grado di fondere i segnali provenienti da diverse tipologie di sensori e renderli univoci e gestibili dal sistema. A questo scopo i sistemi e l’elettronica che si stanno sviluppando per la guida autonoma delle vetture sono trasferibili, con piccole modifiche, alla digitalizzazione delle macchine agricole. Il cuore dell’elettronica dovrà essere una scheda collaudata e certificata, mutuata dalle grandi serie, modulabile per essere customizzata. Serve quindi una piattaforma espandibile, multicore, che permetta, senza riprogettare tutto il sistema, differenziazioni attraverso il software, senza perdere la garanzia del prodotto certificato. In pratica, a partire dall’Automotive Ethernet sulla macchina agricola il sistema deve essere aperto: ogni attrezzo impiegato deve poter essere messo in comunicazione con il sistema del trattore, per migliorare le lavorazioni sul terreno e per rendere più efficienti gli utilizzi di prodotti chimici sul terreno.

L’agricoltura del futuro sarà di precisione…

Per rispondere alle sfide dell’agricoltura del futuro i processi di coltivazione devono sfruttare già ora le moderne tecnologie, tra cui l’oleodinamica, i sistemi satellitari e la mappatura, l’elettronica e il controllo remoto tramite la digitalizzazione. Tutte le varie fasi, preparazione, semina, cura delle colture e raccolto richiedono un nuovo approccio, con l’utilizzo di macchinari più precisi e con un settaggio più veloce. In attesa di un prossimo futuro in cui tutte queste operazioni, preparazione, semina, fertilizzazione potranno essere fatta da un’unica macchina. «L’ambiente nel quale opera una macchina agricola – afferma Luca Tibiletti, sales manager agricolture machines di Hydac – non è controllabile ma possiamo ricavarne un modello attraverso i diversi sensori presenti sulla macchina e di conseguenza programmare la logica che la gestisce. Si costruisce infatti un modello virtuale il quale ci indicherà le azioni da fare sulla macchina perché si interfacci nel migliore dei modi con l’ambiente da cui quei dati derivano». Tra le più importanti operazioni che saranno coinvolte nella Precision Farming ci saranno la semina e la cura delle colture. Il terreno su cui avviene la semina non è uniforme, mentre si dovrebbero posizionare tutti i semi nella stessa condizione (distanza, profondità) su un terreno il più possibile compatto e uniforme. Per fare questo dobbiamo controllare con precisione ciò che avviene sul terreno e questo lo possiamo fare monitorando il lavoro svolto dalla cabina della macchina: controllo della larghezza, della profondità di lavoro su ogni singolo cilindro, gestione automatica dell’inversione di fila, fino alla regolazione proporzionale della pressione di consolidamento. Stessa attenzione deve essere riservata alla fertilizzazione, il cui dosaggio sarà sempre più un parametro fondamentale, sia per evitare gli sprechi di prodotto sia per ridurre l’impatto ambientale, considerando che il 35% dei fertilizzanti e il 20% dei fitoprodotti va sprecato durate l‘applicazione. Si arriverà a una attivazione mirata degli ugelli e all’apertura bracci a controllo GPS, per larghezze fino a 40 metri. Gli sprayer dovranno essere dotati di sensori per misurare la distanza dal suolo dei bracci e la portata di ogni singolo ugello. L’oleodinamica e l’elettronica presiedono al controllo delle operazioni, dal controllo del movimento dei bracci al sistema di sospensioni intelligenti, fino al dosatore del prodotto sul terreno e sulla singola pianticella. Sensori dedicati devono anche controllare la velocità e sincronizzarla con la quantità di prodotto erogato. Anche la sterzatura idrostatica dà un notevole contributo alla flessibilità operativa e al controllo generale della macchina nel suo movimento e posizionamento. La disponibilità di sterzature supplementari, su più assi, conferisce alla macchina una maggiore flessibilità, veloce cambio di direzione, maggiore sicurezza, riduzione dei consumi e salvaguardia delle colture.

Aldo Biraghi

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