Negli ultimi anni, la questione della riduzione delle emissioni di gas climalteranti ha ricevuto crescente attenzione in ambito agricolo. Di fatti, attualmente la maggior parte dei costruttori di macchine agricole sta compiendo enormi sforzi in termini di efficientamento per diminuire l’impatto ambientale dei propri prodotti. In questo contesto si inserisce perfettamente l’evento John Deere Sustainability Day 2022, tenutosi a inizio settembre presso l’azienda agraria Landwirtschaftliche Betriebsgemeinschaft GbR, situata nei pressi della città tedesca di Magdeburgo. L’obiettivo della manifestazione, giunta alla sua seconda edizione, è quello di mostrare le potenzialità dei prodotti attualmente in commercio più innovativi in termini di sostenibilità ambientale attraverso dimostrazioni pratiche in campo. In particolare, le soluzioni tecniche mostrate sono state suddivise in quattro stazioni di prova, una per ogni ambito del processo agricolo su cui John Deere ha focalizzato la sua opera di efficientamento.
Concimazione e semina
La pratica di concimazione con letame sta assumendo sempre più importanza a livello europeo nell’ultimo periodo. Questo è dovuto a diversi fattori, tra cui la cronica necessità di smaltire le deiezioni animali in aree con alta concentrazione di allevamenti e le forti tensioni internazionali che hanno spinto il prezzo dei fertilizzanti alle stelle. D’altro canto, storicamente l’utilizzo di letame soffre di note problematiche, tra le quali l’alta variabilità del contenuto di azoto della miscela e la scarsa precisone con cui viene applicato sul campo attraverso i tradizionali carri botte con distribuzione a spaglio. La somma di questi due fattori fa sì che la concentrazione di azoto per ettaro distribuita possa essere molto variabile sul campo, non ottenendo quindi il massimo rendimento possibile dal raccolto. L’utilizzo di carri botti per strip till a iniezione risolve il problema della scarsa precisione di distribuzione, in quanto il prodotto è distribuito unicamente in file.
Nasce ora però una nuova problematica, è infatti necessario assicurarsi che la semina avvenga esattamente sulle file concimate in precedenza. La soluzione di John Deere a questa esigenza è l’utilizzo del sistema AutoPath, dove sia trattore sia carro botte sono equipaggiati con ricevitori GNSS StarFire. Una volta effettuata la concimazione, il sistema Autopath avrà memorizzato sul software John Deere Operations Center la posizione esatta di ogni riga, che verrà ricalcata fedelmente nella successiva fase di semina attraverso una seminatrice anch’essa equipaggiata con un ricevitore StarFire. Per risolvere il problema dell’alta variabilità del contenuto di azoto del letame, John Deere propone l’installazione sullo spandiletame del sensore HarvestLab 3000, in grado di monitorare in tempo reale i valori dei nutrienti che si stanno distribuendo in campo. L’adozione di questa tecnologia congiuntamente all’utilizzo del rateo variabile può incrementare la resa agricola fino al 5% secondo test effettuati su grano.
Protezione della coltura
L’attuale strategia europea sulla sicurezza del cibo Farm to Fork ha tra gli obiettivi quello di ridurre entro l’anno 2030 del 50% l’utilizzo di pesticidi e incrementare la terra coltivata con metodo biologico del 25%. L’utilizzo di macchinari per il diserbo meccanico non è di introduzione recente, ma l’operazione di allineamento del macchinario con l’interfila è sempre risultata una manovra delicata con il potenziale rischio di rovinare parte del raccolto. Anche in questo frangente il sistema AutoPath di John Deere dimostra le sue potenzialità quando abbinato a un macchinario per il diserbo meccanico dotato di un ricevitore StarFire. Infatti, la posizione delle passate effettuate durante le fasi di concimazione e semina viene ora utilizzata per effettuare un diserbo meccanico di precisione.
Per seguire al meglio eventuali derive della fila di semina, il trattore in prova (John Deere 6130R) era inoltre dotato di un attacco a tre punti “attivo”, ossia in grado di effettuare in tempo reale degli scostamenti sul piano orizzontale di circa 10 cm tramite due pistoncini idraulici collegati ai bracci inferiori. Tuttavia, la pratica del diserbo meccanico mal si adatta ad appezzamenti di grandi estensioni, dove diventa economicamente svantaggiosa a causa dei molteplici passaggi necessari per una corretta rimozione delle malerbe. In questa evenienza John Deere propone di utilizzare una barra per trattamenti con sistema “Spot on spraying”, ossia in grado di azionare singolarmente gli ugelli presenti sulla barra e distribuire il prodotto solamente dove vi è la presenza di infestanti.
Il sistema per poter funzionare correttamente necessita di due requisiti fondamentali: una mappa di prescrizione caricata su John Deere Operations Center e degli ugelli molto reattivi agli input richiesti. Quest’ultimo requisito è soddisfatto dall’adozione del sistema John Deere PowrSpray, che grazie alla funzione Direct Rate Control è in grado di regolare il flusso di erbicida fino a tre volte più velocemente di una tradizionale barra irroratrice con pompa volumetrica. Per quanto riguarda la creazione della mappa di prescrizione, nella prova in campo è stato mostrato come la sinergia con l’azienda francese specializzata in droni Delair renda l’operazione molto agevole. Dopo aver effettuato un volo sull’appezzamento da trattare con drone dotato di telecamera multispettrale, le immagini ottenute devono essere caricate sul sito internet di Delair, che automaticamente genererà la mappa di prescrizione da caricare su John Deere Operations Center. Questo sistema applicato alle barre irroratrici della serie R900i consente di risparmiare fino al 77% di erbicida.
Qualità del raccolto
Sistemi per il monitoraggio della quantità di raccolto sulle mietitrebbie sono diventati oggigiorno accessori standard. Tuttavia, tipicamente questi sensori non danno informazioni sulla qualità del raccolto, come ad esempio il livello di proteine nel frumento e nell’orzo o il contenuto d’olio nella colza. Questi dati tradizionalmente possono essere misurati in laboratorio correlandoli con il contenuto di azoto del prodotto misurato tramite analisi NIR, ma ovviamente l’analisi di un singolo campione di raccolto non è sufficiente per poter implementare una strategia di agricoltura di precisione.
L’installazione del sensore HarvestLab 3000 sulle mietitrebbie della John Deere serie S permette di effettuare questa analisi tramite NIR con una frequenza di 1 Hz, quindi è grado di ottenere informazioni sulla qualità del raccolto ogni 8-30 m2. L’importanza di avere un sensore di questo tipo a bordo permette innanzitutto di ottimizzare la logistica del raccolto, permettendo di suddividerlo in lotti caratterizzati da un’omogeneità qualitativa. Inoltre, le mappe ottenute saranno di fondamentale importanza per la programmazione della stagione successiva, in particolare agevoleranno nella scelta delle varietà migliori e nella creazione di mappe di fertilizzazione ad hoc che eviteranno inutili sprechi di fertilizzanti.
Elettrificazione e combustibili alternativi
Attualmente una delle strategie più adottate dai costruttori per ridurre la quantità dei gas climalteranti generata durante le lavorazioni in campo è l’elettrificazione completa o parziale dei loro macchinari. Oltre agli indubbi vantaggi apportati dal punto di vista ambientale, l’elettrificazione della propulsione dei trattori permetterebbe di ottenere ulteriori vantaggi, tra i quali una maggiore fluidità di erogazione della coppia, un layout costruttivo meno complesso, una manutenzione meno onerosa e una maggiore densità di potenza. Riguardo a quest’ultimo punto, basti pensare che un motore diesel John Deere PowerTech PSS 13.5 da 510 kW ha una massa intorno ai 2.100 kg, mentre motori elettrici da 800 kW possono arrivare a pesare intorno ai 550 kg, avendo quindi una densità di potenza circa sei volte superiore.
La maggiore problematica che sta ostacolando la rapida diffusione di trattori a trazione puramente elettrica è ad oggi la scarsa densità energetica delle batterie disponibili. Infatti, soprattutto su trattori di alta potenza, l’autonomia risulta ancora insufficiente per renderli commercializzabili. La strategia di elettrificazione di John Deere al 2026 prevede quindi l’immissione sul mercato di un trattore a trazione puramente elettrica a guida autonoma con potenza inferiore ai 100 kW, lo sviluppo di versioni elettrificate della linea di trattori per giardinaggio e lo sviluppo di più di venti macchine per edilizia e selvicoltura con trazione elettrica o ibrida.
Riguardo allo sviluppo di soluzioni ibride, nella prova in campo è stato dimostrato il funzionamento della nuovissima trasmissione eAutoPowr installata su un John Deere 8R 410 durante un’operazione di concimazione con carro botte Joskin Euroliner. La peculiarità di eAutoPowr è quella di sostituire le componenti idrauliche di un tradizionale cambio a variazione continua con due motori elettrici brushless, garantendo quindi vantaggi in termini di minore complessità del layout della trasmissione e una maggiore durevolezza dovuta alla minore usura delle sue parti. Un’ulteriore funzionalità che garantisce questo sistema è la possibilità di fornire fino a 100 kW di potenza agli attrezzi collegati tramite cavo ad alta potenza con connettore AEF standard. Nella prova, infatti, la trazione alle ruote del carro botte è stata apportata tramite questo collegamento, garantendo indubbi vantaggi in termini di maggiore trazione, minore slittamento e minore compattamento del suolo in quanto il trattore può essere zavorrato in maniera più contenuta.
Come detto, attualmente la tecnologia delle batterie non permette l’elettrificazione completa dei trattori ad alta potenza, una soluzione ponte per la diminuzione dell’emissione di CO2 è rappresentata dall’utilizzo di bio carburanti. Riguardo a questa tematica, John Deere ha presentato all’evento un modello 6155R con motore Stage5 MultiFuel , ossia in grado di funzionare con diverse tipologie di carburanti tra i quali olio vegetale puro, biodiesel e diesel rinnovabile. Il sistema è in grado di riconoscere automaticamente il carburante in modo da ottimizzare l’avviamento a freddo, la fase di combustione e la gestione del post-trattamento dei gas di scarico.
Le principali modifiche rispetto a un motore diesel tradizionale hanno riguardato un impianto di alimentazione del carburante maggiorato a causa della maggior viscosità degli olii vegetali e l’utilizzo di un additivo AdBlue specificatamente studiato per questa applicazione. Al momento il trattore non è presente sul mercato, perché le legislazioni vigenti in diversi paesi sui biocarburanti ne rendono attualmente il loro utilizzo economicamente svantaggioso.
