Prima dell’avvento della meccanizzazione, il livellamento delle risaie era un’operazione artigianale, affidata all’occhio e all'esperienza dell’agricoltore. Si utilizzavano strumenti ottici e l’acqua, sfruttata come elemento naturale di riferimento per individuare e correggere le irregolarità del terreno.
Con il crescente ricorso alle macchine agricole e l’aumento progressivo delle dimensioni delle camere di coltivazione, è cresciuta anche la necessità di ottenere superfici sempre più uniformi. La tecnologia ha risposto a questa esigenza prima con i sistemi laser e, da qualche anno, anche con i sistemi a controllo Gnss con correzione Rtk.
"Nel settore delle livellatrici, la tecnologia laser è ancora oggi la più diffusa, precisa ed economicamente vantaggiosa. Tuttavia, grazie all’evoluzione dell’agricoltura 4.0, si sono affermati anche i sistemi Gnss Rtk che offrono una buona precisione e consentono, in aggiunta, di progettare e gestire gli interventi sulla base di dati storici mappati" afferma Lorenzo Iuliano, del Servizio Tecnico di Federunacoma, relatore della conferenza "Macchine Agricole innovative per un miglioramento dell’operatività nella risaia" a Risò 2025.
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Entrambe le tecnologie presentano punti di forza e limiti. La scelta tra l’una e l’altra dipende da diversi fattori, come la configurazione e l’estensione degli appezzamenti e il livello di innovazione adottato in azienda. Prima di addentrarci nel dettaglio delle caratteristiche dei sistemi laser e Gnss, cominciamo con una breve panoramica sulla meccanica di base di una livellatrice.
Identikit delle livellatrici
Le livellatrici sono costituite da un telaio, sul quale è montata una lama che asporta il terreno dove è in eccesso e lo deposita dove manca, tenendo come riferimento un piano preciso. Si tratta di attrezzature che presentano larghezze di lavoro tra 1,5 e 8 metri e una massa fino a 9mila chilogrammi.
Per lavorare necessitano dunque di trattori di alta potenza, che garantiscono una trazione molto elevata. Generalmente, per ogni metro di larghezza operativa sono necessari tra 30 e 45 cavalli ma, nelle condizioni più gravose e in caso di lame particolarmente larghe, la richiesta di potenza può salire fino a 70 cavalli per metro.
Gli elementi di una livellatrice
Il telaio di una livellatrice è composto da un timone arcuato a becco d'oca, utile ad assicurare lo spazio necessario all’accumulo e al rotolamento del terreno, e da un carrello posteriore, dotato di un numero variabile di ruote di appoggio a seconda della larghezza di lavoro.
La lama concava favorisce il rotolamento del materiale raccolto, in modo da ridurre l'attrito e quindi lo sforzo di trazione. Il vomere, tipicamente in acciaio ad alta resistenza, è la parte della lama che tocca il suolo ed è progettato per essere facilmente sostituibile in caso di usura.
Livellatrice serie MPN dell'azienda Mara
(Fonte foto: Mara)
Grazie a un sistema idraulico connesso a una centralina elettronica (o control box) sul trattore, la lama può essere regolata sia sul piano verticale che su quello orizzontale per variare l'angolo di incidenza e modulare la capacità di carico nella singola passata.
Un angolo di incidenza elevato, con il vomere avanzato, assicura una maggiore capacità di carico della lama, ma una minore precisione di livellamento. Al contrario, diminuendo l’angolo di incidenza e arretrando il vomere, si riduce la quantità di terra trasportata, ma si migliora la precisione di distribuzione del materiale.
In alcuni casi, è possibile gestire anche l’inclinazione trasversale della lama mediante un cilindro idraulico, chiamato tilter, che permette di convogliare il terreno verso un solo lato della macchina. Questa configurazione risulta particolarmente utile nelle lavorazione lungo fossi, argini e capezzagne, dove c'è tipicamente un maggiore accumulo di terreno.
Come funziona una livellatrice laser?
Dopo aver descritto la parte meccanica di una livellatrice, ora capiamo come si crea il piano di riferimento sul quale effettuare le operazioni di sterro e riporto. Come detto all'inizio dell'articolo, il laser è la tecnologia principe delle livellatrici e consente di ottenere superfici pianeggianti con un alto livello di precisione.
Il sistema è composto da un trasmettitore laser, posto su un treppiede posizionato alla quota di lavorazione desiderata, e da un ricevitore montato sull'attrezzatura che dialoga con la control box a bordo del trattore.
Schema di funzionamento della tecnica di livellamento con tecnologia laser
(Fonte foto: Mara)
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Il trasmettitore sfrutta un cristallo pentaprisma rotante, che ha la capacità di piegare esattamente a 90 gradi un fascio di luce, per generare un piano orizzontale di riferimento. ll ricevitore, montato su un’asta telescopica posizionata verticalmente sulla lama, rileva la posizione dell'attrezzo rispetto al piano di riferimento.
Il ricevitore trasmette il segnale alla control box, che regola proporzionalmente l'elettrovalvola per la gestione dei cilindri idraulici di posizionamento della lama. In questo modo, si mantiene la lama sempre alla quota desiderata con precisione millimetrica.
Quando la lama è particolarmente larga, si possono montare due ricevitori, uno per lato, così da migliorare l’accuratezza della ricezione del segnale. Inoltre, alcuni modelli presentano un sistema di controllo per minimizzare le interferenze atmosferiche.
Come funziona una livellatrice Gnss?
Le livellatrici Gnss sfruttano invece la capacità di rilevare longitudine, latitudine e altitudine dell'attrezzo grazie alle triangolazioni con i satelliti presenti in quel momento, che però non sono sempre in numero tale da garantire la precisione necessaria.
Schema di funzionamento della tecnica di livellamento con tecnologia Gnss Rtk
(Fonte foto: Mara modificata)
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Per essere il più possibile precisi, ci si avvale della correzione Rtk, ossia si sfrutta una stazione di riferimento fissa che conosce la propria posizione esatta e la confronta con quella calcolata dai satelliti, inviando correzioni in tempo reale al ricevitore installato sulla livellatrice.
Queste correzioni consentono al ricevitore di calcolare le proprie coordinate con maggiore precisione, permettendo alla control box di regolare l’altezza della lama con un’accuratezza compresa tra 1 e 2 centimetri. Le stazioni Rtk possono essere acquistate e installate direttamente dall’utente oppure è possibile sfruttare le reti già presenti sul territorio.
Meglio una livellatrice laser o Gnss?
Scegliere la tecnologia da usare è difficile, perché la risposta a domande del genere è sempre la stessa: "dipende!". La dimensione degli appezzamenti, la loro dislocazione, così come l'entità dell'intervento e il livello tecnologico aziendale, sono parametri determinanti nella scelta di un sistema o dell'altro.
"Il sistema di livellamento laser è una soluzione molto efficace, soprattutto per appezzamenti di piccole e medie dimensioni - commenta Iuliano. Garantisce un’elevata precisione nell’altezza di lavoro, con una tolleranza di circa 2 millimetri, risultando estremamente affidabile entro un raggio di 200 metri. Può operare fino a circa 700 metri, a patto che il terreno sia perfettamente pianeggiante e privo di ostacoli".
Lama livellatrice laser Rossetto Gran Luce da 5,5 metri
(Fonte foto: Rossetto)
Rispetto alla tecnologia laser, il sistema di livellamento Gnss è 3-4 volte più costoso e offre una precisione leggermente inferiore, ma presenta comunque diversi vantaggi.
Come spiega Iuliano, "il Gnss non è vincolato a un singolo campo e può essere impiegato su vari appezzamenti, anche distanti tra loro, con un raggio operativo di circa 2 chilometri per ogni stazione Rtk. Inoltre, non ha bisogno di una ricalibrazione della quota ogni volta che si cambia appezzamento. Queste caratteristiche lo rendono particolarmente adatto a contoterzisti o agricoltori che possiedono superfici estese".
Guarda in azione la livellatrice SB di Fontana con sistema Gnss
Un'ulteriore differenza tra le due tecnologie è la natura del segnale di riferimento. Il laser, essendo un raggio di luce che si propaga nell'aria, è altamente sensibile alle condizioni ambientali.
"La precisione del laser può essere compromessa da densità e temperatura dell’aria, presenza di polvere, nebbia o altri ostacoli solidi che possono interagire con il fascio luminoso, riducendo l’affidabilità del segnale - sottolinea Iuliano. Il segnale Gnss invece è veicolato da onde radio, con caratteristiche fisiche diverse che lo rendono meno sensibile agli agenti atmosferici, consentendo alla livellatrice di operare con maggiore affidabilità anche in presenza di polvere, vento, cielo coperto o terreni non perfettamente pianeggianti".
Il plus dell'integrazione con l'agricoltura 4.0
Nel panorama dei produttori di lame livellatrici, i brand più conosciuti appartengo a territori tradizionalmente vocati alla risicoltura: ci sono Fontana e Mara nel Vercellese e Rossetto nel Veronese.
Mara si distingue per aver sviluppato una tecnologia che combina laser e Gnss, utilizzati rispettivamente per progettare con precisione il piano per la gestione della lama e per localizzare l'attrezzatura nell'appezzamento. L'intero sistema è gestito da un software in grado di automatizzare la pianificazione e la realizzazione dell'intervento.
Lama livellatrice Mara MDG, equipaggiabile con il software che integra laser e Gnss
(Fonte foto: Mara)
Infatti, al di là delle caratteristiche intrinseche delle due tecnologie - offerte in kit after market da diversi produttori - e della precisione nella creazione del piano di riferimento, il vero valore aggiunto dei sistemi Gnss è la possibilità di automatizzare il livellamento, progettandolo ed eseguendolo sulla base di dati storici di campo.
L’operatore rileva le quote del terreno e inserisce i dati in un software decisionale, che li integra con le mappe pregresse di quota e di resa. Da questa elaborazione nasce una mappa 3D del campo, utile per pianificare l’intervento nei minimi dettagli.
Il processo per automatizzare il livellamento con le livellatrici Gnss descritto in conferenza alla rassegna Risò
(Fonte foto: FederUnacoma)
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"Tutte queste informazioni permettono la programmazione di interventi altamente personalizzati, ad esempio piani complessi con leggere pendenze per gestire il deflusso dell’acqua mantenendo la sommersione ideale" spiega Iuliano.
Inoltre, il software decisionale calcola il minor volume di terra da movimentare, i tempi di lavoro e persino i costi in funzione delle macchine impiegate, stabilendo anche il punto ideale da cui iniziare il lavoro e il percorso più efficiente da seguire.
"In una realtà aziendale estesa, questo flusso di lavoro fa una grande differenza. C'è uno sforzo maggiore per la progettazione ma, una volta completata questa fase, l'intervento in campo è rapido, preciso ed efficiente - afferma Iuliano. I dati di progetto vengono inviati al terminale del trattore, che può operare anche in modalità di guida automatica, ottimizzando ancora di più il processo".
