L'agricoltura moderna deve affrontare grandi sfide non solo a livello produttivo ma anche sociale e, soprattutto, ambientale: il cambiamento climatico è sempre più evidente e anche l'agricoltura, deve aggiornare le proprie pratiche per contribuire al contrasto.
La richiesta da parte dei consumatori di maggiore tracciabilità e di certificazioni sulla qualità dei prodotti e dei processi, spinge il settore verso approcci produttivi più sostenibili, così come il forte bisogno di migliori condizioni di lavoro in termini di gestione, sicurezza e comfort.
Evoluzione costante dall'alba dei secoli
A queste sfide l'agricoltura risponde collocandosi al centro di un processo di profondo rinnovamento che punta sulle tecnologie digitali per l'ottimizzazione delle filiere agroalimentari. Gli obiettivi sono maggiore e migliore tutela del consumatore, migliore qualità e maggiore resa delle produzioni agricole e garanzie su origine e tracciabilità dei prodotti.
Un processo, il rinnovamento tramite l'innovazione, non nuovo al mondo agricolo: l'evoluzione della meccanizzazione e delle pratiche agricole nei secoli - dall'agricoltura meccanizzata passando per l'elettrificazione e l'elettronica - ha portato oggi alle pratiche di agricoltura di precisione e agricoltura 4.0.
Evoluzione tecnologica della meccanizzazione agricola dal 1600 ad oggi
(Fonte foto: FederUnacoma)
(Clicca sull'immagine per ingrandirla)
Prima fermata: agricoltura di precisione
Cos'è l'agricoltura di precisione? "È una strategia gestionale dell'agricoltura che si avvale di moderne strumentazioni ed è mirata all'esecuzione di interventi agronomici che tengano conto delle effettive esigenze colturali e delle caratteristiche biochimiche e fisiche del suolo", spiega Fabrizio Mazzetto docente di Meccanica e Meccanizzazione Agraria dell'Università di Bolzano, citando una storica definizione del National Research Council americano.
L'approccio è di tipo predittivo, basato sull'analisi dei dati raccolti in campo e sul loro successivo utilizzo nei processi produttivi. Un classico esempio è l'impiego dei dati relativi alle caratteristiche del suolo per realizzare mappe di prescrizione, utilizzate nella distribuzione a rateo variabile dei fertilizzanti.
Compatibilità: un vantaggio per tutti
Parlare tutti la stessa lingua diventa molto importante. "I sistemi proposti e sviluppati dalle case costruttrici di mezzi agricoli, devono poter coesistere e comunicare tra loro in modo chiaro, utilizzando un linguaggio comune" spiega Alessio Bolognesi, responsabile servizio tecnico di FederUnacoma.
Da questa necessità, scaturiscono due criteri fondamentali da adottare perché l'agricoltura di precisione possa realmente essere d'aiuto alle realtà agricole. Parliamo dei concetti di integrazione e interoperabilità.
L'interoperabilità tra mezzi agricoli ed elementi aziendali è il requisito base per un'agricoltura digitale
(Fonte foto: CNH)
(Clicca sull'immagine per ingrandirla)
L'Agricultural industry electronic foundation (Aef) - organizzazione internazionale costituita da produttori di macchinari e attrezzature agricole e associazioni di categoria, nata per incrementare l'utilizzo di sistemi elettronici ed elettrici in agricoltura - sta studiando come standardizzare lo scambio di dati in ambito agricolo. "L'obiettivo è sviluppare un vero e proprio ecosistema, in cui ogni entità sia essa macchina, sensore, drone o computer, sia funzionale al miglioramento delle operazioni di tutte le altre" spiega Bolognesi.
Un esempio dei risultati raggiunti, ormai ampiamente diffuso e conosciuto, è la tecnologia Isobus che consente all'utente di utilizzare tutte le strategie "di precisione" in un contesto multi brand, avendo la garanzia che tutte le macchine siano ugualmente compatibili l'una con l'altra.
Ulteriore tecnologia recentemente adottata da un numero crescente di brand, è la Tractor implement management o Tim che, basata su protocollo Isobus, consente alle attrezzature di inviare input operativi al trattore, realizzando un vero e proprio controllo automatico del cantiere.
La tecnologia Tim consente la comunicazione tra attrezzatura e trattore per una migliore efficienza in campo
Agricoltura del futuro, da "precisa" a 4.0
L'agricoltura 4.0 può essere considerata come un ampliamento dell’agricoltura di precisione, grazie all'integrazione di nuovi approcci digitali come i Big Data, l'Intelligenza Artificiale, il Machine learning, l'Internet of Things, i Cloud e la Blockchain.
Ecco nascere l'idea di azienda agricola connessa dove ciascun elemento è in grado di comunicare con gli altri, scambiando dati e informazioni. L'enorme mole di dati generata, richiede però una corretta lettura e applicazione. Solo così potrà rivelarsi assai utile per le aziende. Diventa sensato quindi, parlare di tracciabilità dei prodotti ma anche di manutenzione predittiva, di sistemi di supporto alle decisioni e di controllo in remoto dei cantieri di meccanizzazione.
Ogni elemento all'interno dell'azienda agricola in futuro sarà interconnesso
(Fonte foto: Nesta)
(Clicca sull'immagine per ingrandirla)
I dati possono essere impiegati in ogni fase della produzione. Il loro utilizzo in campo (da stime di FederUnacoma) può generare:
- la riduzione degli input produttivi, tra il 10% ed il 40% a seconda del tipo di lavorazione eseguita;
- la riduzione tempi di lavoro e il miglioramento delle modalità di lavoro degli operatori;
- il miglioramento qualitativo sulle colture maggiormente produttive, con aumenti fino al 20-40%.
I dati aumentano la qualità dell'azienda?
L'uso dei dati attraverso le tecnologie utili a trasformarli in informazioni utili, apre la strada a nuovi servizi estremamente vantaggiosi per gli agricoltori. Ad oggi però, solo una parte delle aziende nazionali vi accede. Infatti, il passaggio verso l'agricoltura 4.0 non sempre avviene e, quando c'è, in molti casi risulta parziale e incompleto.
"Le difficoltà sorgono innanzitutto a fronte di un settore in cui l'uso delle tecnologie informatiche è ancora poco diffuso" commenta Mazzetto. Secondo l'ultimo Censimento generale dell’Agricoltura dell'Istat, la percentuale di aziende agricole che usano un computer o altre attrezzature digitali è pari al 16%, un valore assai ridotto.
La digitalizzazione agricola in Italia è aumentata nell'ultimo decennio, ma rimane ancora a livelli molto bassi
(Fonte foto: Istat)
(Clicca sull'immagine per ingrandirla)
"Le aziende agricole - aggiunge Mazzetto - devono impegnarsi verso un cambio di paradigma nei sistemi di gestione aziendale". Interessante sarebbe riuscire e diffondere un'informazione chiara sulle reali potenzialità delle tecnologie 4.0 e offrire un supporto per definire quali possono essere adottate in funzione della realtà in cui si opera.
Cosa manca?
"L'automazione delle singole macchine - come l'introduzione di attrezzature Isobus o l'adozione di sistemi per la guida autonoma GPS per i trattori ndr - è solo un primo passo verso l'introduzione di soluzioni 4.0. È una completa e integrata applicazione delle tecnologie a garantire la transizione verso una nuova agricoltura" ricorda Mazzetto.
"Oltre alla mera automazione, occorre prevedere un percorso di digitalizzazione dell'azienda, un sistema di connettività tra le macchine e i dispositivi e, infine, una struttura per la gestione dei dati".
Se per l'agricoltura di precisione sono fondamentali i concetti di integrazione e interoperabilità, nell'agricoltura 4.0 si aggiunge un terzo elemento: la connettività. Quest'ultima, rappresenta la capacità delle macchine e dei sistemi di comunicare dati a distanza in modo autonomo e costituisce il primo requisito perché una macchina sia davvero 4.0, nonché il punto di partenza per ogni soluzione tecnologica futura.
Requisiti per la transizione 4.0
Perché le attrezzature e le macchine agricole siano davvero funzionali e pronte ad operare in un contesto di agricoltura digitale, occorre che rispettino alcuni criteri oltre ai precedenti già individuati.
Il piano nazionale Transizione 4.0 ha coinvolto anche le imprese agricole incentivando gli investimenti
(Fonte foto: Mise)
"Deve sussistere la possibilità di rilevare i parametri da remoto e intervenire in caso di necessità con l’invio di nuovi comandi. Deve essere anche possibile il monitoraggio continuo delle condizioni di lavoro e dei parametri di processo mediante opportuni sensori" spiega Bolognesi.
Per garantire la gestione da remoto, le macchine devono disporre di sistemi per il controllo elettronico della macchina stessa.
Inoltre, i sistemi devono essere interconnessi ai sistemi informatici di fabbrica tramite connettività wireless per l'invio e la ricezione da remoto di istruzioni e dati utili all'operatività, alla sicurezza e alla manutenzione delle macchine.
"Non è sufficiente la sola comunicazione tra singola macchina e centro aziendale. È necessario poter gestire congiuntamente e da remoto i dati di tutti i mezzi coinvolti nelle diversi fasi produttive" aggiunge Bolognesi.
Infine, per agevolare gli operatori in campo, a bordo deve essere previsto un apparato di controllo semplice e immediato per le funzionalità della macchina.
Come sarà l'agricoltura del futuro?
"La strada intrapresa è quella giusta, tuttavia l'agricoltura deve recuperare il divario tecnologico che ha nei confronti degli altri settori produttivi, in particolare sul fronte gestionale e organizzativo" conclude Mazzetto.
La mole di dati che gli agricoltori devono e dovranno gestire in azienda è enorme. Riconoscere quelli utili e quelli meno utili è il primo passo per indirizzare le scelte tecnologiche verso la raccolta dei primi a discapito dei secondi. Ma per questo serve avere un'ottima conoscenza delle tecnologie adottabili e promuovere iniziative di formazione a tutti i livelli.
Nel processo di transizione devono serre coinvolti tutti gli stakeholder del comparto (associazioni di categoria e imprese agromeccaniche), identificando i ruoli e i contributi che ciascuna realtà può dare all'agricoltura digitale.
Passato e presente a confronto, la robotizzazione di alcune operazioni agricole non è un futuro così lontano
(Fonte foto: Naïo Technologies)
Una sempre maggiore automatizzazione dei processi, unita all'aumento della precisione negli interventi e nella raccolta dati, "consentirà di preparare adeguatamente la strada alla robotizzazione del settore agricolo" auspica Mazzetto. Ma questo è ancora tutto da vedere e, come ricorda Bolognesi, "come possiamo costruire grattacieli, se non sono state poste nemmeno le fondamenta?"
