L'agricoltura è quasi antica quanto l'umanità. Insieme a caccia, pesca e raccolta, l'agricoltura e la coltivazione sono praticate fin dai tempi primordiali e sono state i pilastri dell'economia in tutte le civiltà antiche. La natura umana è sempre la stessa e, poiché l'inedia non alletta la maggior parte delle persone, l'agricoltura non perde la sua importanza e continua a fornire cibo a un'umanità in continua crescita.
Essendo un'attività millenaria, l'agricoltura contemporanea sta attraversando cambiamenti rapidi e profondi causati da numerosi fattori sociali e tendenze tecnologiche. L'espansione della popolazione mondiale determina un aumento della domanda di cibo che, a sua volta, comporta un incremento dei prezzi dei prodotti agricoli, un ripensamento delle politiche commerciali, spostamenti nelle catene di approvvigionamento e una ridefinizione delle tradizionali rotte di distribuzione degli alimenti.
Nonostante la crescita complessiva della popolazione mondiale, il numero di lavoratori agricoli è in costante diminuzione, il che lascia presagire una carenza di manodopera ancora più grave nel settore per i decenni a venire. Inoltre, la tendenza diffusa verso alimenti biologici e prodotti in modo sostenibile, particolarmente evidente nei Paesi occidentali, implica una maggiore attenzione alla coltivazione e alla raccolta, aggiungendo nuove sfaccettature alla definizione di agricoltura moderna.
Alla fine, l'agricoltura moderna si trova di fronte a un dilemma. Gli agricoltori aspirano a produrre colture di qualità superiore in quantità maggiori, ma il numero di braccia disponibili necessarie per farlo si sta riducendo costantemente, con scarse probabilità che la situazione cambi a breve. Venendo meno l'afflusso di lavoratori in agricoltura, l'unica alternativa è ricorrere a strumenti più efficienti.
Meccanizzazione agricola e agricoltura automatizzata
Nel mondo di oggi l'automazione regna sovrana. Viene impiegata in una miriade di ambiti – dagli arredi per ufficio e la meccanizzazione dell'ambiente domestico alla medicina e a vari settori industriali. L'agricoltura non fa eccezione: strumenti moderni e automazione agricola possono snellire il ciclo di produzione delle colture rendendolo più efficiente e meno dispendioso in termini di manodopera.
Questa spinta verso l'automazione agricola è diventata particolarmente evidente nel nuovo millennio, con più denaro convogliato verso startup agricole e sistemi agricoli automatizzati. TechCrunch ha stimato gli investimenti di capitale in tali aziende in una cifra sorprendente di 1,5 miliardi di dollari nel 2017, ossia sette volte e mezzo in più rispetto a dieci anni prima. Anche il numero di startup registra una crescita significativa, con 160 aziende di automazione agricola in cerca di finanziamenti rispetto alle 31 del 2007.
L'elenco delle tecniche agricole moderne abbraccia tutti gli aspetti della produzione colturale. Alcune aziende introducono software che consentono una gestione efficiente di sementi e fertilizzanti, nonché il controllo del suolo e dell'irrigazione, fino alla previsione delle rese. Altre startup propongono droni utilizzati non solo a scopo di sorveglianza, ma anche per applicare dall'alto trattamenti alle colture come fertilizzanti, pesticidi, erbicidi e simili. Altre ancora progettano e impiegano attrezzature agricole automatizzate con una ampia gamma di applicazioni – dalle coclee per cereali, alle mietitrebbie e ai trattori automatizzati, fino ai robot per la raccolta della frutta.
Per quanto allettanti possano sembrare tali prospettive, gli agricoltori si rendono conto che l'agricoltura automatizzata non inizia dalle macchine moderne, bensì da un'adeguata intelligence e ricognizione, cioè dalla raccolta dei dati.
Internet delle Cose: lascia che le macchine lavorino per te
Le informazioni accurate sulle condizioni della tua azienda agricola sono fornite dai sensori. Ad esempio, i sensori remoti prodotti da CropX vengono distribuiti in tutto il campo per avvisare gli agricoltori di uno stato non adeguato del suolo, come la mancanza di umidità. Tuttavia, l'automazione in agricoltura rende superfluo il riscontro immediato dell'agricoltore, poiché i sistemi agricoli automatizzati includono altri dispositivi collegati a sensori e strumenti di misura che reagiscono ai dati ottenuti seguendo passaggi e procedure preimpostati. Così, il sistema di irrigazione si attiva e convoglia l'acqua quando e dove è più necessaria.
Tale tecnologia agricola moderna è chiamata Internet delle Cose (IoT) e non richiede la presenza umana per controllare i vari processi agricoli. Al contrario, sensori, strumenti di misura e macchine funzionano in autonomia, collegati tra loro tramite rete cellulare, Internet mobile, Bluetooth o qualsiasi altro tipo di connessione wireless. L'applicazione dell'IoT in un'azienda agricola automatizzata consente l'ottimizzazione della fornitura di risorse e la massima efficienza dell'agricoltura di precisione, entrambe traducendosi in rese maggiori di colture di qualità superiore.
Si prevede che le attrezzature agricole automatizzate collegate tramite Internet registrino una crescita del 20% nei prossimi anni, grazie al potenziale impiego in ogni fase della catena del valore agricola.
Applicazioni dell'IoT in agricoltura
Gestire un'azienda agricola è un'attività complessa che coinvolge decine di operazioni la cui esecuzione dipende da numerosi fattori. Questi fattori influenzano le decisioni degli agricoltori in merito alla scelta e all'applicazione di sementi, fertilizzanti, pesticidi e includono informazioni sulle condizioni meteorologiche, le precipitazioni attese, la temperatura dell'aria e del suolo, ecc. Questi dati sono forniti dai sensori, che attivano determinati algoritmi software per ottimizzare i processi agricoli corrispondenti nelle aziende automatizzate.
Un altro potenziale ambito di applicazione dell'IoT in agricoltura riguarda il tracciamento e la gestione delle risorse. Utilizzando il software appropriato, gli agricoltori saranno in grado di registrare tutte le applicazioni in campo, con il successivo tracciamento di queste risorse fino ai luoghi di stoccaggio e agli elevatori. Come risultato di tale ottimizzazione, i produttori di alimenti e bevande possono eccellere nel creare valore di marketing per le loro attività.
Le tecnologie agricole moderne traggono grande beneficio dall'uso dell'IoT per la sicurezza dello stoccaggio. Ad esempio, dotare silos ed elevatori dei sensori di OPI Systems consente di monitorare le condizioni ambientali interne e avvisare le persone in caso di calore o umidità eccessivi che possono essere dannosi per il grano stoccato, oppure di inviare allerte se è imminente un incendio.
L'automazione in agricoltura non si limita all'introduzione di tecnologie all'avanguardia. Comprende anche l'aggiornamento degli strumenti convenzionali e l'introduzione di macchine e attrezzature agricole moderne.
Macchinari agricoli moderni
Un'azienda agricola automatica punta a ridurre al minimo la partecipazione dell'elemento umano, il che presuppone l'impiego di macchine e robot autocontrollati. Ciò che ostacola l'introduzione su larga scala di tali apparecchiature agricole autonome moderne è il loro elevato costo e la limitata disponibilità commerciale. Tuttavia, la tendenza attuale alla meccanizzazione spinge molti produttori a sviluppare macchine per l'automazione agricola affidabili e convenienti.
Che cosa intendiamo per macchinari agricoli automatizzati moderni, come la maggior parte di noi li immagina? Probabilmente l'immagine mentale di un trattore, una mietitrebbia o una coclea motorizzata che fa tutto il lavoro da sola, senza alcuna partecipazione o intervento umano. Condividendo questa visione, molte aziende cercano di realizzarla sviluppando nuovi modelli con un uso crescente di funzionalità autonome. Ad esempio, i trattori moderni di John Deere dispongono di funzioni di mantenimento della traiettoria e di regolazione della profondità completamente automatizzate.
Altri importanti produttori di trattori procedono su strade simili, aspirando a progettare macchine controllabili a distanza e preprogrammate che consentano agli utenti di ridurre i costi della manodopera e degli input. Alcuni dei loro progetti sono già giunti a compimento. DOT Technology Corp ha realizzato una seminatrice diesel in grado di seminare un intero campo senza intervento umano seguendo percorsi predefiniti. Rowbot ha ideato una macchina per l'agricoltura moderna che può distribuire azoto tra i filari di mais e seminare colture di copertura prima che il mais maturo venga raccolto a fine stagione. A coronamento di questi sforzi di automazione agricola, nel Regno Unito è stato avviato il progetto Hands-Free Hectare, in cui macchine agricole completamente autonome hanno seminato, coltivato e raccolto un ettaro di orzo senza che un essere umano mettesse piede nel campo.
Dopo aver reso un'azienda di grano automatizzata una prospettiva concreta per un futuro molto prossimo, i produttori stanno definendo piani ambiziosi in altri ambiti agricoli, inclusi quelli tradizionalmente considerati difficili da automatizzare. Uno di questi è l'orticoltura, dove la raccolta di frutta e verdura è una procedura delicata perché deve evitare sia le ammaccature delle colture più delicate sia i danni alle piante. Le prime prove in questo ambito sono state realizzate da Abundant Robotics ed Energid, che hanno costruito robot per raccogliere rispettivamente mele e arance. Si tratta solo di prototipi pilota, che devono ancora essere sviluppati in modelli validi, idonei all'impiego nelle effettive condizioni del frutteto.
Agricoltura aerea
Una macchina moderna in agricoltura non è solo un mezzo che si muove a terra, come un trattore o una coclea per cereali. Alcune osservano le colture dall'alto fornendo informazioni sul loro stato, individuano le zone problematiche, irrorano prodotti chimici o addirittura soffiano via l'acqua dai ciliegi pronti per la raccolta per evitare che le bacche si spacchino dopo forti piogge. L'uso dei droni è particolarmente vantaggioso in condizioni di filari molto stretti, che possono essere aggravate dall'ubicazione su pendii. Tali condizioni sono evidenti nei vigneti di Napa, dove l'applicazione di fungicidi risulta particolarmente impegnativa. Così, invece di costringere i lavoratori agricoli a portare pesanti irroratrici sulle spalle, il compito è stato affidato a un elicottero a pilotaggio remoto di Yamaha Precision Agriculture, che ha snellito significativamente la procedura risparmiando alle persone un lavoro letteralmente sfiancante.
Conclusione
Con l'introduzione dell'automazione, l'agricoltura diventa sempre più facile da usare, con gli agricoltori che trascorrono meno tempo nei campi e più tempo al computer ad analizzare i dati e diagnosticare i problemi. Per ora le aziende completamente automatiche sono ancora un sogno ambito, ma il rapido sviluppo e la crescente sofisticazione delle macchine agricole spianano la strada all'avvento dell'agricoltura automatica come tendenza mainstream dell'economia moderna.