Così i droni aiutano il lavoro degli agricoltori

Il 31 gennaio scorso la classe 4C dell’Istituto professionale settore servizi per l’agricoltura e lo sviluppo rurale “Vittone” di Chieri ha avuto l’opportunità di recarsi presso la sede Agrion di Manta. Da quell’esperienza è nato per Il Gusto questo articolo.

Dalla geomatica una risposta alla richiesta di sostenibilità in agricoltura

Oggi il lavoro di ricerca e innovazione in campo agro-alimentare è quanto mai fondamentale, poiché occuparsi di produzioni agricole, significa interessarsi attivamente della salute delle persone, della salvaguardia dei territori e dell’ambiente, delle sfide legate ai cambiamenti climatici, dell’avvento delle nuove tecnologie, ma anche contribuire allo sviluppo dell’economia legata alla terra, alla conservazione delle sue tradizioni e della sua cultura, lavorando per il suo futuro.

In quest’ottica le ricerche condotte dalla Fondazione Agrion sono rivolte al miglioramento della qualità degli alimenti, della socialità rurale e dell’ambiente. In particolare, le attività di innovazione ricerca e sviluppo tecnologico vertono sulla sostenibilità ambientale e mirano a diffondere pratiche di agricoltura eco-sostenibile. Si parla così di di Agricoltura di precisione, vale a dire una strategia di gestione aziendale che usa le tecnologie dell'informazione per raccogliere dati, elaborarli ed analizzarli al fine di fornire strumenti per prendere decisioni per migliorare l’uso delle risorse, la produttività e la sostenibilità della produzione.

Il professor Marco Piras del Dipartimento di Ingegneria dell’Ambiente, del Territorio e delle Infrastrutture (DIATI) del Politecnico di Torino e la dottoressa Elena Belcore, laureata in Scienze Forestali e ricercatrice, spiegano che la geomatica “è la disciplina che raccoglie, restituisce ed analizza dati geografici con tecniche e strumenti informatici”. Applicarla all’agricoltura di precisione significa per esempio utilizzare con sensori a bordo droni per acquisire dati, per poi elaborarli ed ottenere informazioni sullo stato di salute delle piante, per esempio rilevando lo stress idrico o individuando precocemente la diffusione di malattie.

I droni sono dispositivi aerei senza personale (uncrewed aerial systems) su cui possono essere installati dispositivi come macchine fotografiche che acquisiscono immagini sia nello spettro di luce visibile (RGB) sia nello spettro dell’infrarosso vicino (NIR). Per esempio utilizzando una combinazione di bande di luce tra cui quella nello spettro NIR, si può stimare il livello di attività fotosintesi prodotto dalle piante. I dati acquisiti, opportunamente elaborati, restituiscono l’immagine delle criticità, che vengono lette da esperti in ambito agricolo per stabilire quali interventi siano più opportuni.

Prima di fare volare il drone occorre una preparazione e una pianificazione dell’area di volo che consiste in diversi passaggi.

Per prima cosa bisogna conoscere l'area da rilevare, controllare che non ci siano ostacoli nelle vicinanze, come alberi o pali della luce, per non compromettere il volo e danneggiare il drone, inoltre bisogna verificare che non ci siano vincolo di sorvolo.

Bisogna definire l’oggetto e l’obiettivo del rilievo con il drone stabilendo il livello di dettaglio del rilievo fotogrammetrico, ovvero una tecnica di rilievo che, attraverso l’utilizzo di immagini opportunamente eleborate,  permette di ottenere un modello 3D.

Le coordinate

Si scelgono i punti di decollo ed atterraggio del drone e la posizione della stazione di controllo a terra.

Per pianificare il volo si stabiliscono i parametri geometrici con un software automatico posto sul radiocomando del drone; si scelgono la quota del volo, la scala media dei fotogrammi, quante foto dovrà fare, la larghezza di sovrapposizione tra un fotogramma e l’altro, la velocità del velivolo, la traiettoria da percorrere, che deve essere costruita su percorsi rettilinei, e per quanto tempo dovrà rimanere in volo. Definiti tali parametri, si può fare decollare il drone radiocomandato da un pilota che ha il patentino di volo dei droni. Quando il drone è in volo, la navigazione è automatica, ma il pilota deve tenerlo sempre sotto controllo per eventuali emergenze. Al termine della missione impostata, può essere fatto atterrare. Le attività all’esterno sono state realizzate da alcuni componenti del gruppo di Geomatica del DIATI.

Esistono diverse tipologie di droni, per esempio c’è un sistema a bracci sdoppiati, attualmente in commercio utile alla gestione agricola. Il drone è dotato di otto eliche, sei batterie e sistema GPS e una capacità di 12 kg, escluso il suo peso, per portare altri sensori utili. Può volare rispettando la morfologia del territorio grazie ad un sensore (radar). Per ottenere i modelli 3D georeferenziati, occorre collocare dei punti a terra (markers) e determinare le loro coordinate mediante strumenti GNSS.

Il drone è in grado di effettuare un volo pianificato e portare una tanica che contiene fino a 10 L di liquido usato per spruzzare acqua o fertilizzanti. Si possono connettere degli ugelli per regolare il liquido da usare, pianificando dove e come distribuirlo per rendere più efficienti le risorse idriche e agrotecniche. Il drone può essere utilizzato anche per il rilascio di insetti per lotte “attive”, grazie al fatto che si tratta di espulsione di materiale senza rischi.

In Italia, la normativa limita molto l’utilizzo dei droni in agricoltura, in particolare possono essere utilizzati solo per l'irrigazione e non per la fertilizzazione o per trattamenti fitosanitari.

In sintesi, il drone agricolo con bracci sdoppiati è uno strumento utile per la gestione agricola grazie alla sua capacità di effettuare voli pianificati, portare liquidi adibiti a irrigare o fertilizzare il suolo e acquisire dati con sensori laser e con camere iperspettrali. Il costo dell'equipaggiamento è elevato, ma i vantaggi ambientali offerti nella gestione delle colture possono essere significativi per la sostanziale riduzione di sostanze chimiche impiegate e l’uso più mirato dell’acqua. Nel mondo sta cambiando il modo di guardare il cibo e le ricerche permettono di cambiare il corso della sua produzione nell’ottica della sostenibilità ambientale e la tecnologia può aiutare.