Proposta di innovazione: descrizione, problematiche ed opportunità

Descrizione, problematiche ed opportunità

Utilizzo di Droni da rilevamento e da carico nella viticoltura di qualità.

Sintesi della proposta di innovazione ed obiettivi

Il progetto è finalizzato allo sviluppo di un ‘business plan’ tecnico, operativo ed economico per l’utilizzo di droni di tipologie diverse in viticoltura nell’ottica di una trasformazione delle pratiche agricole verso gli scenari della agricoltura di precisione ed alla estensione del bacino dei possibili fruitori.

Gli obiettivi si propongono di migliorare la qualità delle produzioni, ridurre i costi economici operativi e ridurre l’impatto ambientale attraverso un uso oculato di concimi e fitofarmaci che differenziano pianta per pianta. Mentre i benefici derivanti dall’utilizzo di droni in agricoltura sono scientificamente acclarati per le pratiche estensive, nel settore della viticoltura la tipologia di impianti richiede servizi aggiuntivi di mappatura preliminare che necessitano di competenze specifiche.

L’obiettivo generale è rispondere alle domande relative a quale servizi erogare, come erogarli, attraverso quali tecnologie e quali costi. Lo studio è la base di un progetto che prevede nel medio termine la creazione di uno spin-off nel settore della agricoltura di precisione (e dunque creazione di posti di lavoro) in compartecipazione con una società del settore aerospaziale, partner qualificato per le competenze richieste in questo genere di servizi.

Le tecnologie proposte potranno essere poi estesi ad altri ambiti colturali.

Nel dettaglio lo studio prevede l’analisi di:

  1. tecnologie operative disponibili sia per droni aerei che attraverso sensori di prossimità terrestri (confronto tecnologico);
  2. selezione dei servizi erogabili (quali e come);
  3. condizioni operative richieste per l’erogazione del servizio;
  4. condizioni normative (ENAC e distribuzione fitofarmaci per via aerea);
  5. costi operativi dei servizi;
  6. convenienza economica rispetto alle tecnologie tradizionali;
  7. modalità di erogazione dei servizi;
  8. valutazione della riduzione dell’impatto ambientale;
  9. uso di tecnologie integrate

Problema specifico da affrontare e opportunità da sfruttare

I viticoltori hanno sempre avuto bisogno di informazioni accurate e aggiornate sulla salute delle loro vigneti e sulla salute ambientale e le condizioni dei terreni. I droni (o UAV, Unmanned Aerial Vehicle) rappresentano una naturale progressione dal macro al micro, dalla grande alla scala ridotta.

La tecnologia di utilizzo di droni infatti è capace di raccogliere immagini ad altissima risoluzione sotto il livello delle nubi, con molta più efficacia rispetto alle immagini satellitari. Inoltre lo sviluppo delle tecnologie di navigazione ed il conseguente abbassamento dei costi di tali sistemi permette la mappatura e la raccolta di dati tramite missioni condotte autonomamente, il che significa che il drone vola autonomamente.

Infine, gli strumenti di elaborazione stanno diventando sempre meno costosi e più facile da usare. La possibilità di valutare otticamente lo stato fisiologico delle colture è basata sulle modificazioni che la radiazione luminosa subisce quando va a incidere sulla pianta e interagisce con i suoi tessuti. Ogni corpo, infatti, è caratterizzato da una’firma spettrale’, – che deriva dal rapporto tra la radiazione incidente e quella riflessa dal corpo stesso – chiamata riflettanza.

La firma spettrale del tessuto fogliare di una pianta si concentra nell’intervallo dello spettro tra 200 e 2500 nm. Numerosi sono gli studi scientifici che hanno messo in evidenza la stretta correlazione tra qualità delle uve e benessere vegetativo delle piante ovvero, piante in equilibrio vegeto-produttivo possono esprimere una maturazione delle uve ottimale per il progetto enologico.

Con la messa a punto di una viticoltura di precisione, ossia il monitoraggio da drone dei vigneti, in differenti zone degli areali si potrà caratterizzarne la variabilità vegeto-produttiva e supportare le decisioni aziendali nella difesa e nella gestione agronomica di tale variabilità. Si forniranno mappe di vigore nelle differenti fasi di sviluppo della vite acquisite da remoto, con l’utilizzo di camere multi-spettrali montate su droni.

Tale informazione oltre a fornire indicazioni sullo stato nutrizionale del vigneto, può essere la base per la costruzione delle mappe di prescrizione per attrezzature a rateo variabile o comunque per una modulazione delle operazioni colturali, in particolare per le concimazioni e per per i lavori di gestione della chioma, con enormi vantaggi per l’azienda dal punto di vista sia economico che ambientale.

Rilevanza del problema e/o opportunità rispetto allo scenario di riferimento settoriale e territoriale

Mentre i vantaggi dell’utilizzo di droni in agricoltura e nel settore specificamente vitivinicolo sono acclarati e documentati scientificamente, il vero problema è la necessità di competenze multidisciplinari che impediscono agli imprenditori agricoli di poter provvedere in maniera autonoma alla acquisizione dei dati ed alla loro elaborazione.

A fronte di molte ricerche di base effettuate le società in grado di effettuare i servizi sono in numero minimo, e inesistenti in Campania, a fronte di una intensa attività di produzione di vini di qualità.

A tal fine il progetto rappresenta la base per poter raccogliere le informazioni tese a personalizzare i servizi, ampliare la base della platea interessata per rendere economicamente conveniente per chi eroga il servizio l’attività, ed in modo da poter ridurre i costi per gli utenti finali.

Inoltre, la possibilità di utilizzare le informazioni raccolte per modificare alcune attività di processo quali la distribuzione di ammendanti o fitofarmaci in una possibile estensione del progetto permetterà una sensibile riduzione dell’impatto ambientale e dei costi delle pratiche agricole (si stima ad esempio una possibile riduzione del 30% dell’uso di concimi attraverso l’uso degli indici vegetativi).

Descrizione della proposta di innovazione

Il presente progetto è finalizzato alla individuazione delle soluzioni tecnologiche e di fornitura del servizio per poter fornire dati dettagliati sulla singola vite per poter effettuare nei tempi e nei modi opportuni trattamenti di concimazione o di interventi antiparassitari. La produzione di vini di elevato valore aggiunto richiede infatti una particolare attenzione non solo ai processi di vinificazione ma anche alla materia prima.

A titolo di esempio attraverso l’utilizzo di droni in viticultura è possibile ottenere importanti informazioni quali ad esempio gli indici di vigore. Attraverso la campionatura delle uve con camera ad infrarossi, è possibile indagare le correlazioni tra acidità e zuccheri. Per esempio un vigneto molto vigoroso sarà molto produttivo e quindi avrà un tenore di acidità alto e un grado alcolico in zuccheri basso.

Questi dati sono fondamentali sia sotto l’aspetto agronomico che enologico.

Mentre normalmente si potrebbe che tutti i viticoltori vogliano che i loro impianti siano il più vigorosi possibile, per i vigneti con elevati tassi di crescita non sempre è buona cosa. Se la crescita di una vite è troppo vigorosa può ostacolare infatti la maturazione delle uve. Nella fase di crescita preliminare è inoltre possibile ottenere tramite immagini iperspettrali informazioni sullo stato di crescita e modulare trattamenti e concimazioni.

In questo modo è possibile gestire la vigna pianta per pianta, in modo da avere una qualità omogenea del prodotto.

L’utilizzo di concimatrici a rateo variabile che fornisce la giusta quantità di fertilizzante pianta per pianta, permette di ottenere gli stessi valori produttivi per ogni vite. L’area coinvolta (beneventano) rappresenta il 47% di tutta la superficie a vite in Campania. La presenza nel partenariato di una azienda del settore aerospaziale impegnata nella costruzione di droni rappresenta una opportunità sia in termini di competenze sia in termini di possibile partner per la fornitura del servizio.

Attraverso la loro collaborazione sarà possibile correlare le richieste degli agricoltori con le necessità normative necessarie ad erogare in seguito il servizio in assoluta sicurezza. Inoltre la struttura operativa che sarà individuata attraverso lo svolgimento di questa misura potrà essere replicata in altri ambiti colturali.

Obiettivi principali che il partenariato si propone di raggiungere

La possibilità di erogare con continuità i servizi legati alla agricoltura di precisione richiedono ovviamente non solo la fattibilità tecnica ma anche la sostenibilità economica a regime.

Il progetto dunque si propone di investigare le condizioni di fattibilità tecnico-economiche per l’implementazione di una agricoltura di precisione tramite l’uso di droni aerei nel settore della viticoltura (droni piccoli per i servizi di acquisizione ed a carico elevato di 20-30 kg per la distribuzione di concimi, fitofarmaci granulari o di agenti per la lotta integrata) in termini di:

  1. tecnologie operative disponibili sia per droni aerei che attraverso sensori di prossimità terrestri (confronto tecnologico);
  2. selezione dei servizi erogabili (quali e come);
  3. condizioni operative richieste per l’erogazione del servizio;
  4. condizioni normative (ENAC e distribuzione fitofarmaci per via aerea);
  5. costi operativi dei servizi;
  6. convenienza economica rispetto alle tecnologie tradizionali;
  7. modalità di erogazione dei servizi;
  8. valutazione della riduzione dell’impatto ambientale;
  9. possibili integrazioni di tecnologie differenti (flotte aeree e flotte terrestri di mezzi agricoli);
  10. sensibilizzazione tramite l’IRFOM dei viticoltori delle zone interessate alle tematiche dell’incremento delle qualità degli uvaggi tramite tecniche moderne di agricoltura di precisione e finalizzate anche alla riduzione dell’impatto ambientale.