Mietitrebbie: fuoriclasse dell'agricoltura 4.0

Prendete le tecnologie per il farming 4.0, installatele sulle mietitrebbie top di gamma dei vari brand e condividete i dati relativi alle attività in campo con l'azienda agricola e l'officina di riferimento. Avrete seguito la ricetta perfetta per una raccolta al top, caratterizzata dal miglioramento dell'efficienza, dalla riduzione dei costi d'esercizio e di manutenzione, dall'aumento della produttività e della qualità.

La combinazione di sistemi di visione e sensoristici, monitor, dispositivi di guida automatica, software per la mappatura, antenne e tool di telemetria permette di monitorare e regolare al meglio il funzionamento delle mietitrebbiatrici, nonché di interpretare e trasferire grandi quantità di informazioni utili per orientare gli interventi successivi sulle colture.

 

La tecnologia sulle mietitrebbie? C'é...

In Italia sono circa 1.600 le mietitrebbiatrici dotate di sistemi di mappatura attive sul 10% della superficie nazionale coltivata a cereali. I principali produttori - tra cui i gruppi CNH Industrial e AGCO che sulle proprie ammiraglie integrano il meglio delle tecnologie di raccolta - spingono per l'adozione di soluzioni 4.0.
"Il 60-70% delle mietitrebbie NH vendute l'anno scorso hanno già integrato il pacchetto di soluzioni Precision Land Management - PLM" fa sapere Gabriele Baldazzi, harvesting equipment sales business manager New Holland.

"Tra le 15-20 mietitrebbiatrici Case IH Axial Flow vendute annualmente in Italia, il 100% dei modelli 240 e il 30% dei modelli 140 presenta funzioni per il rilevamento di produzione e umidità, con o senza la mappatura Gps a seconda delle richieste dei clienti, e - spiega Osvaldo Brigatti, marketing manager Case IH - il 20% dispone del sistema di telemetria AFS Connect™".
Inoltre, si stima che non più del 30% di tutte le mietitrebbie vendute in Italia sia equipaggiato con almeno un sistema per il farming 4.0. "I numeri sono comunque in crescita grazie alla diffusione degli strumenti di agricoltura di precisione e dei dispositivi di guida automatica" aggiunge Alessandro Mianzan, harvesting product specialist ‎AGCO.

 

... ma non si usa

I vantaggi offerti dalle mietitrebbiatrici 4.0 sono molteplici, ma non sono ancora stati completamente compresi dagli imprenditori agricoli italiani. Le aziende agricole che utilizzano macchine con tecnologie per il precision farming sul territorio nazionale sono ancora poche, soprattutto in confronto ad altri Paesi europei. Tra le cause, la scarsa sensibilità, il gap di competenze, la ridotta propensione agli investimenti e l'insufficiente copertura della banda larga nelle zone rurali.

Da un'indagine condotta dal CREA presso imprese contoterzi dotate di macchinari per l'agricoltura di precisione, emerge che solo il 7-8% dei clienti richiede ai contoterzisti prestazioni nell'ambito del precision farming. "C’è una dotazione strumentale in mano ai contoterzisti che potenzialmente potrebbe essere sfruttata in diverse aziende agricole - commenta Carlo Bisaglia, primo ricercatore del CREA - Ingegneria e trasformazioni agroalimentari - ma le ultime tecnologie non hanno ancora conquistato gli operatori".

"L'utilizzo delle potenzialità delle mietitrebbie tecnologicamente avanzate varia a seconda del tipo di cliente, ma generalmente si attesta intorno al 20%" dichiara Baldazzi, convinto che la diffusione dei sistemi elettronici sia limitata principalmente dal fattore umano e che molti operatori comprino macchine con soluzioni all'avanguardia per usarle solo quando ne avranno bisogno.
Per Brigatti "lo sfruttamento delle potenzialità delle tecnologie dipenda dalla propensione degli agricoltori ad accettare i suggerimenti proposti dai dispositivi elettronici", mentre secondo Mianzan "la limitata richiesta di soluzioni 4.0 sui macchinari deriva probabilmente dal prezzo d'acquisto maggiore e dal numero ridotto di operatori formati capaci di utilizzarne le potenzialità".

 

L'Italia s'è desta?

In ogni caso, la riduzione di manodopera specializzata e l'avvento di mietitrebbiatrici più sofisticate in termini di elettronica spingeranno gli operatori agricoli ad affidarsi sempre più ai sistemi di controllo e regolazione integrati nelle macchine. Già oggi la situazione è cambiata rispetto a qualche anno fa e i tool 4.0 iniziano a essere utilizzati anche in Italia, seppure con un ritardo di 10 anni rispetto all'Europa.
"Nonostante la strada per raggiungere la Francia o la Germania sia ancora lunga, il Bel Paese ha un grande potenziale - specifica Pietro Pezzolla dell'Osservatorio Smart AgriFood - poiché, pur presentando una dimensione aziendale media di soli 12 ettari, vanta colture di alto valore che possono favorire la diffusione delle tecnologie 4.0".

Se Baldazzi afferma: "Negli ultimi 3-4 anni, c'è stato un aumento annuo a doppia cifra (15-20%) delle vendite dei sistemi PLM per le mietitrebbie e quest’anno è cresciuta la richiesta di PLM Connect", Brigatti precisa che le tecnologie per il precision farming - in passato considerate dagli addetti del settore poco utili e molto costose - ora sono richieste dai clienti per contenere i costi di produzione e salvaguardare l'ambiente.
"Sono soprattutto i contoterzisti che stanno mutando velocemente il loro modo di lavorare - precisa Mianzan - con macchine agricole e soluzioni tecnologiche".

L'adozione di strumenti per l'agricoltura di precisione (adp) è ben vista dal Mipaaf, che con le Linee guida per lo sviluppo dell'adp punta alla gestione 4.0 di almeno il 10% della sau entro il 2021. "L'obiettivo del governo è ambizioso, anche perché attualmente solo l'1% della superficie è coltivata con logiche di agricoltura di precisione - chiarisce Pezzolla. Sarà necessario superare gli ostacoli culturali comunicando meglio quali sono i benefici in termini di produttività, di qualità prodotto, di sostenibilità economica e ambientale".
Di certo, il settore primario potrà beneficiare a pieno dell'innovazione digitale solo se si riuscirà a promuovere il cambiamento partendo dalle aziende più giovani, a puntare sulla formazione e sulle competenze, a fare sistema con le istituzioni per prevedere agevolazioni e stimolare il dialogo tra gli attori della filiera.

 

Raccolta sotto controllo con camere e sensori

Il viaggio alla scoperta delle tecnologie disponibili sulle mietitrebbie non può che partire dai sistemi di visione e sensoristici per il monitoraggio delle macchine. Le telecamere installate in punti strategici delle mietitrebbiatrici controllano operazioni di retromarcia e scarico, rilevano ostacoli e contribuiscono alla correzione delle traiettorie nella guida automatica.
In più, i sistemi di visione posizionati nel serbatoio cereale - come la Grain Quality Camera presente sui modelli AGCO Ideal 7-8-9, commercializzati in Italia da Fendt - inviano immagini in tempo reale ai terminali di comando, consentendo di verificare la percentuale di rottura o la presenza di corpi estranei nella granella raccolta e di modificare le impostazioni se necessario.

Il controllo dell'operatività delle trebbie e della quantità/qualità del raccolto è affidato anche a sensori che rilevano problematiche degli organi di lavoro o parametri relativi alla granella nel serbatoio, comunicando i dati in tempo reale al monitor in cabina per via elettrica o digitale tramite CAN Bus.
"I sensori preposti al monitoraggio degli organi meccanici più soggetti a rottura rilevano la vibrazione o la temperatura - spiega Bisaglia - e, al loro aumento, segnalano la presenza di un dispositivo molto usurato". Un avviso inviato via internet all'officina meccanica consente di preparare il pezzo di ricambio e di eseguire la manutenzione preventiva sui mezzi, minimizzando i tempi di fermo macchina.

Altri sensori utili - disponibili ad esempio sulle mietitrebbie NH CR Revelation, Case IH Axial Flow e AGCO Ideal - sono quelli per la misurazione delle rese e del tenore di umidità del prodotto in transito sull'elevatore. I primi (meccanici a cella di carico) stimano la quantità di granella dall'impatto dei chicchi, mentre i secondi prelevano campioni ogni 30 secondi permettendo di sapere quanto l'umidità del prodotto si discosta da quella ottimale. 
Sensori montati a valle del rotore e dei crivelli (sulle Axial Flow) e in corrispondenza dei rotori e dell'apparato di pulizia (sulle Ideal, che vantano un sistema con 52 Mass Acoustic Detection Sensors - MADS per il rilevamento fin dall'inizio dei rotori) permettono di determinare le perdite di prodotto.
 
Pensati per la stima delle caratteristiche qualitative della granella, i sensori Near Infra-Red - NIR "sfruttando la banda di frequenza dell'infrarosso vicino, rilevano la presenza di legami azoto-idrogeno che individuano gli amminoacidi formanti le proteine e altri legami - sottolinea Bisaglia - per offrire previsioni realtime sul contenuto proteico e su altri parametri".
Interessante per quei Paesi dove il prezzo del prodotto raccolto è stabilito in base alla quantità di proteine, la tecnologia NIR consente di elaborare mappe di qualità, i cui risultati talvolta sono inversamente proporzionali a quelli delle mappe di produzione. "A partire da settembre 2018, le trebbie CR Revelation disporranno dei sensori EvoNIR , sviluppati grazie alla partnership con Dinamica Generale e localizzati sull'elevatore" specifica Baldazzi.

 

Monitor, i migliori amici di chi raccoglie

La visualizzazione e la regolazione delle funzioni delle mietitrebbie e degli input forniti dai sistemi di visione o dai sensori risultano facili grazie ai display integrati in cabina. Interfacce user-friendly con layout configurabili, i monitor consentono di gestire agevolmente i sistemi di guida automatica, quelli di agricoltura di precisione e quelli di telemetria per il trasferimento dei dati.

Si distinguono sul mercato le Ideal che permettono, mediante il sistema opzionale IdealHarvest™, di utilizzare l'Ipad in cabina per visualizzare gli input forniti dalla Grain Quality Camera e dalla rete di sensori per selezionare in realtime la strategia di raccolta, agendo sulla riduzione della rottura della granella, sulla massimizzazione della pulizia del materiale oppure sulla riduzione delle perdite di prodotto.
   

Trebbie e guida automatica: connubio vincente

Una delle prime tecnologie introdotte sulle mietitrebbiatrici è stata la guida automatica. "Realizzata con volanti elettrici che seguono rotte gestite da un ricevitore satellitare, la guida automatica gestisce al meglio lo spazio di raccolta - precisa Bisaglia. In particolare, permette di seguire determinate traiettorie in campo, evitare le sovrapposizioni o i salti tra le passate successive, registrando le superfici lavorate non sempre corrispondenti a quelle catastali".

Oggi le trebbie dispongono di diversi sistemi di guida automatica. Alcuni esempi sono forniti dai sistemi SmartSteer™ e IntelliSteer®, che - disponibili sulle NH CR Revelation - tramite lettore laser ottimizzano il flusso di prodotto sull'intera larghezza della testata (il primo) e assicurano (il secondo) una precisione di 1-2 centimetri tra passate consecutive anche da un anno all'altro grazie alla compatibilità con i segnali RTK.
Dal canto suo, il dispositivo AFS AccuGuide™ delle Axial Flow automatizza le sequenze di svolta e di convergenza sulla passata successiva grazie alla funzione AccuTurn™.

Particolari dispositivi che equipaggiano le testate - mais e grano - mantengono i mezzi in traiettoria ad ogni passata e correggono in automatico la direzione delle macchine. Il sistema per testate mais Case IH AFS RowGuide™, ad esempio, rileva la posizione delle file della coltura grazie a tastatori integrati.
"Diversamente - spiega Brigatti - il sistema per testate grano Case IH AFS CruiseCut™, usa un tool laser installato a livello del tetto della cabina per leggere la differenza di altezza tra prodotto tagliato e non e indicare la linea corretta da seguire". Entrambi i tool non richiedono segnale Gps.
 

La mappatura degli appezzamenti è realtà

L'implementazione dei sistemi di guida automatica sulle mietitrebbie ha spianato la strada all'introduzione di soluzioni per la realizzazione di mappe che stimano la quantità di granella raccolta.
La quantità di prodotto che in 2 secondi passa per larghezze pari alla testata di raccolta è rilevata grazie a sensori d'impatto per la stima della resa in chilogrammi per ettaro.
"Una volta individuate le coordinate con il ricevitore Gps e uniti i bordi di tutte le parcelle, si ottiene una mappa dell'appezzamento composta da tante aree - spiega Bisaglia - ognuna delle quali è caratterizzata da una colorazione che indica la produzione".

Aumenta la precisione la presenza di sensori che, dividendo la testata in quattro parti, ne rilevano l'uso totale o parziale tenendo conto di eventuali sovra o sottostime.
Dalle mappe sono visibili le rese nelle varie aree del campo, ma anche indicazioni sulla quantità di elementi nutritivi asportati (azoto, fosforo, potassio) dal terreno. Ciò permette di svolgere indagini impensabili con i soli dati di produzione media, di calibrare tutti i mezzi produttivi e, in particolare, di redigere piani di concimazione a rateo variabile.
 

Macchine e satelliti vicini con ricevitori e antenne

I dispositivi di guida automatica e quelli di mappatura funzionano al meglio sulle mietitrebbie, quando queste sfruttano sia i propri ricevitori sia una rete di antenne a terra per correggere il sistema RTK e ottenere il livello di precisione più alto (+/- 2.5 centimetri).
"Se i macchinari montano ricevitori capaci di recepire le due frequenze dei segnali satellitari ed elaborarli, possono garantire ottimi risultati" sottolinea Bisaglia, secondo cui ormai le mietitrebbiatrici sono quasi tutte dotate dei migliori apparecchi disponibili sul mercato. Il costo dei ricevitori varia dai 3 ai 10 mila euro a seconda delle prestazioni.

"Il segnale satellitare, che generalmente presenta una precisione dell'ordine del metro, viene recepito dal ricevitore sulla macchina che essendo in movimento non ha una coordinata di riferimento fissa - spiega Bisaglia. Quindi, per offrire una precisione centimetrica, la mietitrebbia manda il segnale di posizione alle antenne al suolo che hanno coordinate precise e forniscono informazioni utili a correggere la posizione del mezzo in movimento".
Le antenne a terra sono offerte in abbonamento da differenti costruttori di macchine agricole o di ricevitori satellitari. L'acquisto di un'antenna fissa da parte degli imprenditori agricoli conviene solo se questi possiedono una flotta composta da molti mezzi.

Alcuni esempi sul mercato sono rappresentati dai ricevitori NH 372 e Case IH AFS® 372 capaci di captare i segnali Gps e Glonass. Il ricevitore NH - posizionato sulla sommità del serbatoio delle CR Revelation - utilizza tecnologie di correzione EGNOS (+/- 20 centimetri), OmniSTAR® XP/HP (+/- 10 centimetri), RangePoint RTX™ (+/- 15 centimetri), CenterPoint RTX™ (+/- 4 centimetri), RTK (+/- 2.5 centimetri) o PLM Connect RTK (+/- 1.5 centimetri).
Compatibile con i servizi di correzione EGNOS, RangePoint RTX, CenterPoint RTX e RTK, il ricevitore Case IH può gestire la radio, o il modem GSM, per la ricezione dei segnali RTK e la tecnologia xFill™. "Immediatamente attiva quando il segnale radio RTK viene interrotto, xFill™ compensa l'assenza del segnale e mantiene il sistema in modalità fissa fino a un massimo di 20 minuti - spiega Brigatti - consentendo di continuare a lavorare senza problemi e di eliminare le interruzioni dei collegamenti radio e Internet".
 
I ricevitori NovAtel e Trimble, che offrono tre livelli di precisione (Submeter, Decimeter, RTK con antenna base), sono disponibili sulle AGCO Ideal. "Il cliente può scegliere gli apparecchi - precisa Mianzan - in base alle tecnologie già utilizzate su altre macchine della sua flotta".

 

Telemetria, la bacchetta magica per i dati

Per il trasferimento bidirezionale delle informazioni tra le mietitrebbie in campo e i computer nelle aziende agricole entrano in gioco i sistemi telematici, che consentono di memorizzare i dati di raccolta o le mappe delle superfici, nonché di visualizzare i parametri di funzionamento delle mietitrebbiatrici a distanza.
Ciò offre la possibilità ai concessionari di eseguire la diagnostica in remoto per ridurre i costi di esercizio e di manutenzione e agli agricoltori di seguire le operazioni dall'ufficio migliorando la gestione del parco macchine e del personale.

Ad esempio, il dispositivo opzionale PLM® Connect Telematics delle NH CR Revelation trasferisce i file in tempo reale - in modalità wireless - e permette la visualizzazione di 74 parametri a distanza. "In questo modo, il sistema New Holland - che fornisce dati grezzi o già elaborati in grafici - offre oltre 70 possibilità di lettura degli appezzamenti" sottolinea Baldazzi.

Il sistema di telemetria AFS Connect™, disponibile nelle versioni Basic e Advanced delle Axial Flow "sfrutta il sistema CAN Bus della macchina, il monitor AFS Pro 700 e il modem DCM-300 per la localizzazione e la trasmissione dati via GSM" spiega Brigatti. In più, AFS Connect™ Advanced consente di confrontare i dati di diverse trebbie e supportare i conducenti inesperti tramite l'invio di suggerimenti sul monitor in cabina.
Le Ideal si distinguono per la possibilità di utilizzare la comunicazione Machine to Machine (M2M) per la condivisione delle linee VarioGuide, dei parametri di trebbiatura e dei dati degli appezzamenti, e il sistema di telemetria AgCommand™, che "permette di tenere costantemente sotto controllo la flotta, pianificarne gli spostamenti, la logistica e programmare gli interventi di manutenzione necessari" chiarisce Mianzan. 

 

The harvest is App

Disponibili sul mercato anche alcune applicazioni, che - da dispositivi mobili - supportano gli agricoltori nella gestione della raccolta. Tra queste, New Holland HarvestExcellence, che aiuta a settare in modo ottimale le macchine, NH PLM Academy e Case IH AFS Academy, che spiegano come utilizzare al meglio le funzionalità dei sistemi PLM e AFS.
SmartConnect, dedicata alle AGCO Ideal, consente all'operatore di gestire su tablet il sistema IdealHarvest™ e quindi di prendere decisioni in tempo reale per l'ottimizzazione della produttività, il miglioramento della qualità della granella e della paglia, la minimizzazione delle perdite.

 

Promettenti novità in arrivo

Anche se il livello tecnologico sembra essere al top, i team di ricerca & sviluppo delle case costruttrici non si fermano e, se New Holland sta mettendo a punto una nuova generazione di sistemi elettronici (probabilmente disponibili entro un paio d'anni), Case IH - comunica l'azienda - presenterà a breve interessanti novità.
"L'ulteriore sviluppo dei tool elettronici AGCO - fa sapere infine Mianzan - porterà sicuramente all'implementazione di interfacce utente più semplificate e intuitive, nonché ad app e dispositivi multifunzionali".