Irrigatori semoventi sempre più “intelligenti”

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Oggi vengono proposte architetture di rete in cui l’utente si interfaccia con un server e può gestire da remoto il sistema e le sue singole componenti

Da sempre uno dei temi intorno al quale si svolge il dibattito sull’irrigazione è l’efficienza, tradizionalmente intesa come rapporto tra l’acqua usata utilmente e l’acqua somministrata e normalmente valutata attraverso l’uniformità di distribuzione. Indipendentemente dalla correttezza dell’assunto, i primi modelli di semovente non avevano in questa caratteristica il loro punto di forza, ma la richiesta di uniformità cresceva insieme all’idea di efficienza che questo dato portava con sé.

Dalla meccanica all'elettronica

Migliorare le prestazioni degli irrigatori semoventi significava quindi una distribuzione più uniforme dell’acqua sulla striscia bagnata. Lo schiacciamento della curva pluviometrica, tipicamente pronunciata lungo la mezzeria del settore, è da tempo consentito da Uniform, un dispositivo meccanico proposto da Sime in accoppiamento all’irrigatore Explorer (che nello specifico ha rappresentato il termine di confronto), che incrementa la velocità di rotazione durante i 60° centrali del settore. I risultati misurati in campo hanno dimostrato migliore uniformità di distribuzione, con Cuc fino al 92%, e un incremento della capacità di lavoro del 5%.

Questo dispositivo, innovativo e semplice al tempo stesso, è proposto a un costo di poche decine di euro, facilmente recuperabili con il risparmio di risorse consentito. I grandi irrigatori per semoventi beneficiano anche dell’elettronica per funzionare in maniera intelligente. Quelli di ultima generazione possono alimentarsi con l’energia prodotta da un generatore azionato da un getto secondario. Le possibilità di regolazione sono numerose, dall’ampiezza del settore bagnato, settabile con la risoluzione di 1°, alla velocità di rotazione dell’irrigatore all’interno del settore stesso. Le due regolazioni sono programmabili, potendo per ciascuna scegliere diverse configurazioni che possono essere settate fino a quattro modalità diverse nella stessa tirata.

In pratica si possono ottenere fino a quattro sezioni di lunghezza variabile, che si differenziano per superficie bagnata e altezza distribuita. In più è possibile controllare la posizione dell’irrigatore sul campo e la pressione di funzionamento. Il dispositivo elettronico propone gli stessi vantaggi di Uniform, con la differenza non trascurabile che la regolazione e il controllo sono automatici e quindi il settaggio può essere mantenuto per un tempo indefinito, ovvero il sistema segnala eventuali anomalie di funzionamento.

Irrigatore meccanico di precisione Uniform

Tecnologie digitali

Anche le macchine semoventi di ultima generazione, pivot e rotoloni, beneficiano della tecnologia digitale. Il controllo della quasi totalità delle funzioni principali, aumentate grazie all’impiego di alta tecnologia e unito all’acquisizione delle informazioni relative al suolo, al clima e alle previsioni meteo, grazie al collegamento con sensori di umidità tramite modem su internet e comunicazione con il webserver, consente di distribuire correttamente i volumi di acqua irrigua calcolati sulla base di un bilancio idrico che comprende il monitoraggio dell’umidità del suolo.

Con l’irrigazione digitale la gestione remota può avvenire tramite smartphone, tablet o computer, ma il vero vantaggio per l’utente, elemento centrale del sistema integrato e intelligente, sta nel disporre di attrezzature che facciano già parte della soluzione fornita dal produttore. Per renderla effettivamente fruibile, vengono proposte architetture di rete in cui l’utente si interfaccia con il server e può in ogni caso gestire in remoto sia il sistema, sia parte di esso. L’aumento della complessità si è tradotto in una maggiore facilità di utilizzo dei sistemi, sempre più user friendly e capaci di concorrere al superamento della tradizionale diffidenza. L’attuale livello, definito 4.0, si colloca nella cosiddetta Internet delle Cose (IoT) in cui è dalla connessione tra le stesse che si perseguono gli obiettivi, tra cui la gestione dell’irrigazione attraverso piani specifici, notoriamente piuttosto complessi.

Irrigatore elettronico e sistema di gestione

Contenimento delle emissioni

La riduzione delle emissioni di gas climalteranti è un imperativo per tutti i settori produttivi, in vari modi e con diverse intensità sostenuto da Enti e Istituzioni a scala locale e globale. Anche l’agricoltura, con i suoi diversi comparti, non fa eccezione. L’interesse verso il problema ha esteso l’analisi a settori inizialmente poco considerati, e da qui in cascata a investigare ulteriori ambiti, sempre con l’obiettivo di cercare soluzioni che, in prima battuta, possano ridurre gli impatti di attività e prodotti sull’ambiente.

Riguardo all’irrigazione, si è portati a pensare che il suo impatto sull’ambiente dipenda quasi esclusivamente dal consumo energetico dei sistemi in pressione durante la fase di utilizzo, trascurando la fase di produzione il cui impatto è oggettivamente più difficile da quantificare. Nell'irrigazione con semovente ad ala avvolgibile la componente energetica nella fase d’uso è particolarmente rilevante durante il riavvolgimento del tubo, durante il quale avviene la distribuzione dell’acqua nella corretta configurazione di funzionamento.

L’indicatore oggettivo di impatto non può però essere limitato a questo contesto temporalmente limitato, ma va esteso alla fase di produzione secondo la procedura standardizzata dell’Lca, finora mai applicata alle macchine semoventi e probabilmente nemmeno ad altri sistemi di irrigazione in pressione. Partendo da zero, è stata applicata la procedura alle macchine con irrigatore e barra e a manichette annuali, scegliendo per le prime un modello di riferimento e relativa capacità di lavoro, per le seconde due tipologie largamente diffuse. Per tutte si è assunto che operassero in uno scenario di riferimento compatibile con quello della pianura Padana.

Riferito alla durata economica, è emerso che l’impatto della fase di produzione delle macchine, complete di tubo ed elemento della distribuzione e riferito all’unità funzionale scelta (il metro cubo distribuito), è inferiore a quello delle manichette annuali. Il dato si ribalta in fase di uso, ad eccezione del semovente con barra che funziona a bassa pressione. Nello scenario di studio, l’impatto totale riferito all’unità funzionale è risultato minore per i semoventi, ma il dato rilevante è l’utilità di un processo critico per definire in maniera oggettiva l’indicatore Impronta di Carbonio.

Riduzione dei costi energetici

E’ un fatto che il maggior consumo energetico in campo sia dovuto al pompaggio dell’acqua, soprattutto quando si impiegano i grossi irrigatori. Ridurre la pressione al boccaglio o utilizzare tubi con diametri esterni maggiori, sono soluzioni discutibili seppur per ragioni tra loro diverse.

Nelle fasi di posizionamento e di recupero del carrello, il tubo è sottoposto a sforzi di trazione che dipendono dal peso del tubo srotolato e dal coefficiente di attrito con il mezzo su cui scorre, che quindi può assumere valori diversi non soltanto nel corso della stagione irrigua, ma anche durante lo stesso intervento irriguo. Colture diverse o con diverso grado di sviluppo presentano infatti resistenze diverse allo scorrimento del tubo, così come su suolo nudo lo scivolamento può essere ostacolato dalla presenza di materiale inerte fortemente abrasivo (pietre con spigoli vivi) o da sottili strati di fango superficiale formatosi in seguito a precipitazioni leggere e comunque insufficienti a evitare l’irrigazione.

Elevati sforzi di trazione possono anche determinare condizioni di equilibrio precario della macchina in caso di posizionamenti errati o divenuti instabili, oltre a non permettere il completo svolgimento del tubo nel caso venga usata una trattrice inadeguata, ovvero a sollecitare fortemente il tubo e la macchina utilizzando trattori più grandi e per questo maggiormente onerosi per l’azienda e potenzialmente più impattanti in termini di emissioni.

Muovendo da questi presupposti, Irriland ha concepito un sistema, denominato Protector e ancora in fase di prototipo, con cui ridurre i problemi e le limitazioni menzionati. Il sistema consiste in un telo, largo circa 60 cm, realizzato in materiale plastico riciclato, arrotolato in una piccola bobina posizionata nel carrello porta irrigatore e agganciato al telaio della macchina. Durante il posizionamento del carrello, il tubo si srotola dall’aspo della macchina mentre il telo, la cui lunghezza è almeno uguale a quella del tubo, fa lo stesso dalla bobina del carrello e si appoggia a terra, al disotto del tubo. Il risultato è che, durante lo scorrimento del tubo nelle due direzioni, l’attrito con il terreno è sostituito da quello con il telo, che è normalmente inferiore per le caratteristiche del telo stesso.

Le prove in campo dei primi prototipi su medica e barbabietola da zucchero, hanno indicato riduzioni dello sforzo di trazione, misurato, intorno al 30% su entrambe le colture. Questo ha permesso di verificare che è possibile utilizzare tubi di minore spessore, tenendo conto della pressione ammissibile e della tensione di snervamento. In pratica è come se si utilizzassero tubi più grossi, con la differenza che il diametro esterno non cambia, l’impatto ambientale per la produzione del tubo è minore e minore è pure il costo del tubo stesso, con un risparmio stimabile vicino al costo del Protector stesso. Il grosso vantaggio sta nella minore energia necessaria al pompaggio dell’acqua, ferme restando le condizioni al boccaglio. L’analisi di alcuni scenari operativi ha evidenziato, su base annuale, minori emissioni climalteranti fino al 38% e minori costi energetici fino a oltre 1000 euro. Riguardo all’impatto complessivo sul clima, l’impiego di questo dispositivo rappresenta il valore aggiunto che può fare dei nuovi semoventi il termine di confronto della moderna irrigazione.

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Il prototipo di Protector

L’evoluzione delle macchine

I rotoloni nascono all’inizio degli anni Settanta e si caratterizzano per tempestività di intervento, elevata capacità di lavoro (ettari irrigabili) e conseguente economicità complessiva della pratica irrigua. A fronte di aspetti senz’altro positivi, i primi modelli non erano esenti da limiti, di cui porteranno il segno per molti anni nell’immaginario collettivo nonostante le prime evoluzioni avessero già permesso di ridurne i difetti in maniera rilevante. Erano in particolare l’impatto delle gocce su suolo e pianta, la difficoltà di movimentazione delle macchine e l’elevato consumo energetico per la messa in pressione dell’acqua a suscitare critiche, ridotte nel tempo molto più lentamente di quanto lo sviluppo delle macchine sia progredito. All’inizio del nuovo millennio i più importanti produttori di semoventi danno vita ad Amis, un’associazione che li riunisce per supportare in maniera più incisiva la loro attività e per contrastare un’idea di prodotto ancora viziata da antichi retaggi.  Giorgio Gazzotti, storico consulente di Amis e indimenticabile figura umana e professionale, è profondamente convinto che la strada da percorrere sia la diffusione delle prestazioni dei prodotti supportate dai numeri e che i numeri, per essere compresi, debbano essere confrontati quando possibile con quelli dei prodotti di riferimento. In pratica, comprende l’importanza del benchmarking, ovvero il confronto con i leader del settore allo scopo di comprendere meglio l’attuale posizione e migliorarla. Nel settore dell’irrigazione il riferimento è senza dubbio rappresentato dall’irrigazione localizzata, alla quale si attribuiscono i migliori valori di efficienza d’uso delle risorse e basso impatto ambientale.

La spinta di Amis

A cavallo del nuovo millennio, Amis decide di coinvolgere enti pubblici di ricerca e divulgazione affinché la fotografia delle aziende e dei prodotti, che vanno dai sistemi completi alla componentistica, sia corredata di informazioni che vadano oltre la nota pubblicitaria. La consapevolezza della qualità dei prodotti immessi sul mercato supporta la fiducia nelle proprie capacità e spinge Amis a cercare verifiche sul campo attraverso il confronto, dal quale possano emergere soluzioni alle criticità per veicolare sempre meglio il proprio messaggio. Per il confronto vengono scelti indicatori di tipo agronomico (produzione, qualità, consumi di acqua ed energia) ed economico (plv, costi), che per definizione devono essere oggettivi, comprensibili, poco costosi da misurare, rappresentativi di un processo critico.

Dal confronto svolto nell’ambito di un progetto triennale e fatto in campo dagli agricoltori di una decina di aziende sparse nel territorio del centro nord Italia, gli indicatori hanno evidenziato che le prestazioni agronomiche ed economiche nelle condizioni di prova erano pressoché allineate laddove le condizioni permettevano l’uso di entrambe le tipologie irrigue. A livello di utilizzo in campo, la richiesta energetica da parte delle macchine fu generalmente maggiore, soprattutto quando erano collegate a grossi irrigatori e questo, se da un lato era prevedibile, dall’altro contribuì a stimolare le aziende a migliorare ulteriormente le prestazioni in fase di utilizzo attraverso l’incremento delle prestazioni degli irrigatori, la digitalizzazione delle operazioni e l’abbattimento delle emissioni climalteranti, senza per questo rinunciare a comprendere l’effettiva entità dell’impatto globale, valutato con l’approccio Lca.

In campo con Nova Agricoltura Irrigazione

Per saperne di più partecipa all’evento in campo organizzato da Edagricole in collaborazione con il Cer (Canale Emiliano-Romagnolo). La manifestazione si terrà il 26 settembre a Budrio (Bologna) presso il centro prove e sperimentazioni del Cer (Acqua Campus) e l’azienda Tugnoli, che metterà a disposizione i campi situati lungo il Canale Emiliano-Romagnolo, nei quali si svolgeranno le prove dimostrative.

Irrigatori semoventi sempre più “intelligenti” - Ultima modifica: 2019-09-13T12:01:37+00:00 da Simone Martarello

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