Tecnologia e irrigazione si uniscono per proporre strategie e soluzioni per andare incontro alle esigenze delle aziende agricole in termini di competitività e di contenimento dei costi, e per far fronte a eventi straordinari come i cambiamenti climatici. La tecnologia consente altresì agli agricoltori di monitorare e gestire l’irrigazione comodamente tramite il cellulare, senza doversi recaresul campo per leggere manualmente la strumentazione e interpretare una serie di dati raccolti dal suolo, dalla pianta e da trattori da remoto. Del resto, il risparmio idrico ottenibile con l’irrigazione 4.0 è stimato in media intorno al 30%.

L’agricoltura 4.0 è un modello che si basa sull’integrazione e interconnessione di diverse tecnologie per rendere la produzione sia più sostenibile - utilizzando al meglio le risorse come l’acqua - sia più competitiva sul mercato. Le potenzialità di questo tipo di agricoltura sono numerose e si basano sulla raccolta massiva di dati e informazioni specifiche raccolte in tempo reale poi da interpretare.

A sua volta, l’irrigazione 4.0 o smart irrigation «comprende – come evidenzia Marco Manzini di Ruralset – sistemi complessi che includono tecnologia avanzata con hardware e software, intelligenza artificiale e umana. In questo modo, gli agricoltori possono controllare meglio le loro pratiche di irrigazione, con un conseguente uso più efficiente dell’acqua e una migliore resa produttiva».

Secondo Emanuele Tavelli, ingegnere Ict ed esperto in reti di monitoraggio «Il monitoraggio da remoto per l’irrigazione smart ha una serie di vantaggi: innanzitutto, l’agricoltore può controllare sul cellulare i dati senza andare in campo, la tecnologia è a basso consumo e normalmente funziona a batteria o con un pannello solare di ricarica grazie a dispositivi (Nodi) wireless di dimensioni ridotte. Un altro vantaggio riguarda la possibilità nei sistemi di monitoraggio di inserire delle allerte. Ad esempio, in caso di temperature basse e rischio gelate, il sistema in automatico avvisa l’agricoltura che si sta verificando un evento e chiede se attivare direttamente l’antibrina. Ormai, quindi, con il cellulare si può gestire tutto l’impianto di irrigazione, fertirrigazione, antibrina e monitoraggio. Grazie a sistemi esperti, l’agricoltore può prendere le migliori decisioni in campo. I sistemi di monitoraggio sono generalmente scalabili e quindi è possibile acquistare una piccola fornitura di sensoristiche da integrare successivamente».

Fondamentale è l’archiviazione dei dati provenienti da più sistemi sia per analizzare lo storico sia per prendere le migliori decisioni. I dati spesso vengono caricati in cloud ma sono disponibili anche dispositivi che memorizzano dati su Sim card da scaricare in campo.

Supporto decisionale

«Irrimax Live Sentek – spiega Tavelli – è un software che fornisce supporto decisionale con i dati della sonda. Un altro software a supporto delle decisioni è Irriframe: un software gratuito sviluppato dalla Regione Emilia-Romagna e dal Canale Emiliano Romagnolo, ormai esteso un in tutta Italia».

Per utilizzare Irriframe è sufficiente registrarsi con la propria e-mail sul sito web e, dopo aver confermato la registrazione cliccando sul link ricevuto, registrare tutti gli appezzamenti della propria azienda.

«Il servizio – precisa Tavelli – fornisce un consiglio irriguo specifico per ogni appezzamento aziendale, coltura per coltura e valuta il consumo idrico delle colture mediante la stima della evapotraspirazione su base agroclimatica con consumi colturali corretti ed adattati a partire dai dati Fao, inoltre il software contiene algoritmi di sviluppo della coltura e di crescita degli apparati radicali. Quindi maggiore produzione con risparmio idrico».

Il progetto Positive

Un altro sistema informativo per l’irrigazione di precisione è Positive (Protocolli operativi scalabili per l’agricoltura di precisione), un progetto finanziato dal bando Por-Fesr 2014-2020, per agevolare l’irrigazione di precisione a rateo variabile attraverso procedure di acquisizione, trasferimento e scambio di dati e comandi standardizzati. (Vedi anche articolo su Terra e Vita n. 9 – marzo 2022). «Le piante – precisa Stefano Caselli dell’Università di Parma, Centro per l’energia e per l’ambiente – emettono una grande quantità di composti organici volatili (Voc) la cui tipologia e concentrazione variano a seconda del loro stato di crescita e degli stress subiti. I sensori chimici permettono di monitorare tali composti gassosi e, grazie ai costi di produzione contenuti e alla possibilità di essere prodotti su larga scala, rappresentano un efficacie strumento integrabile in sistemi di monitoraggio portatili. In Positive, il monitoraggio delle emissioni gassose è stato sperimentato in un campo di pomodoro da industria. Un’ulteriore sperimentazione condotta ha consentito di valutare la sensibilità del bioristor su pomodoro e kiwi. Si tratta di inserire un transistore elettrochimico nello stelo di una pianta per conoscere lo stress idrico delle piante. In tutti i casi e con diverse soluzioni tecnologiche i dati sensoriali vengono acquisiti e inoltrati a Irriframe per un consiglio irriguo ulteriormente migliorato».

Cuore del sistema informativo di Positive è il server realizzato con tecnologie cloud per assicurare scalabilità e replicabilità ai servizi forniti. Esso crea le interfacce interoperabili e abilita i flussi di dati per l’irrigazione di precisione, raccoglie ed elabora dati satellitari e sensoriali, orchestra il processo di irrigazione e fertirrigazione, si interfaccia con il sistema informativo dell’azienda agricola e interagisce con le macchine irrigatrici.

Soluzioni in campo

«Per applicare la tecnologia in campo serve un’approfondita conoscenza agronomica dei sistemi colturali e degli ambienti per interpretare le informazioni generate perché il risparmio irriguo è importante ma serve anche la produttività. È quindi necessaria un’evoluzione della figura dell’agronomo che sempre di più dovrà interfacciarsi con questi sistemi ad alto contenuto tecnologico e dovrà essere in grado di trasformarli in conoscenza a supporto dell’agricoltore», precisa Anna Dalla Marta, professoressa di agronomia e coltivazioni erbacee - Dagri, Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agrarie, Alimentari, Ambientali e Forestali dell’Università di Firenze.

Il trasferimento al settore agricolo di strumenti tecnologicamente avanzati ha facilitato di molto l’acquisizione e il trasferimento delle numerose informazioni. Ciò permette di ottenere informazioni anche su superfici molto vaste e geo riferite, con la creazione di cartografia digitale relativa a singoli aspetti rilevanti in agricoltura come suoli, concimazione, fertilità per cui vengono create mappe di prescrizione per l’irrigazione.

Spiega il professor Graziano Ghinassi, Dagri, Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agrarie, Alimentari, Ambientali e Forestali dell’Università di Firenze: «Si possono definire con una certa precisione le cosiddette Management Zone: aree all’interno di un grande appezzamento omogenee rispetto a una combinazione di fattori limitante la resa. Queste Management Zone corrispondono, dal punto di vista dell’irrigazione, a settori irrigui. La loro dimensione ottimale dipende dalle caratteristiche del sistema di irrigazione, da fattori ambientali e dalle caratteristiche della coltura. L’ottimizzazione della gestione irrigua nell’opportuna scala spaziale e temporale migliora l’efficienza d’uso dell’acqua, l’uso dell’energia e della chimica e riduce le perdite di altri input. Tutto ciò porta a definire le mappe di prescrizione per l’irrigazione che devono essere lette dalle macchine che implementano la distribuzione dell’acqua in maniera differenziata a seconda delle esigenze.

Monitoraggio delle operazioni

«I sistemi di irrigazione 4.0 – continua Ghinassi – sono quelli dotati di tecnologia in grado di applicare l’acqua in maniera variabile. Le attrezzature devo disporre di alta capacità di automazione delle diverse operazioni, di tecnologie informatiche di comunicazione, di capacità di controllo in tempo reale, inclusa la memorizzazione di tutte le operazioni, e di capacità dei calcoli dei costi di irrigazione per ogni unità produttiva.

Il sistema che ne consegue è un impianto di irrigazione sempre interconnesso, con funzioni gestibili da un portale internet o da una App per smartphone. Pertanto, servono apparecchiature che permettano la connessione a una rete dati delle diverse componenti dell’impianto. Allo stesso tempo, l’impianto deve poter scambiare informazioni con un server remoto. In questo contesto, gli impianti meccanizzati cono quelli che si prestano meglio allo scopo. È necessario geolocalizzare le macchine per individuarle all’interno dell’appezzamento e cogliere le loro posizioni. La geolocalizzazione permette anche di acquisire il monitoraggio delle intere operazioni».

Da un punto di vista economico, dati gli elevati costi, sono previsti incentivi per agevolare l’introduzione di innovazioni tecnologiche per l’agricoltura 4.0 con benefici fiscali anche per l’acquisto di impianti di irrigazione. È possibile tramite Revamping 4.0 ammodernare la macchina senza dover cambiare tutto l’impianto.

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Irrigazione 4.0 a Fieragricola Tech

Le informazioni a supporto di questo articolo sono emerse durante la prima edizione a Verona di Fieragricola Tech nelle giornate dell’1 e 2 febbraio.

Durante la manifestazione, dedicata all’innovazione in agricoltura, si sono svolti quattro workshop tecnici sull’irrigazione organizzati da Edagricole e Fieragricola Tech e moderati dal giornalista Alessandro Maresca.

Il tema del primo workshop è stato l’impiego di centraline sul territorio collegate via satellite o con reti wireless per una prescrizione irrigua localizzata con elaborazione dati. Sono intervenuti Marco Manzini di Ruralset ed Emanuele Tavelli, ingegnere Ict esperto in reti di monitoraggio di Winet srl. Il secondo workshop si è focalizzato su soluzioni tecnologiche avanzate e uso di software per la gestione dell’irrigazione per ottimizzare l’impiego della risorsa idrica. Ne hanno parlato Emanuele Tavelli, ingegnere Ict esperto in reti di monitoraggio di Winet Srl e Stefano Caselli, professore ordinario, Cidea Università di Parma.

I workshop della seconda giornata hanno riguardato l’rrigazione 4.0 in campo. Ne hanno parlato Graziano Ghinassi professore dell’Università di Firenze – ricercatore di idraulica agraria e sistemazioni idraulico agrarie e Anna Dalla Marta, professoressa dell’Università di Firenze – agronomia e coltivazioni erbacee. Nel secondo workshop si è parlato di Irrigazione 4.0 in serra. Sono intervenuti Luca Incrocci, professore associato di Orticoltura e floricoltura presso l’Università di Pisa, e Vitangelo Di Pierro, tecnico Ageon e direttore della scuola italiana idroponica e fuorisuolo.