Dall’agricoltura di precisione all’agricoltura 4.0. La tecnologia in campo

Spesso, i termini Agricoltura di precisione (AdP) e Agricoltura 4.0 vengono utilizzati in modo analogo facendo riferimento a tutte quelle tecnologie impiegate nel settore agricolo in grado di facilitare il processo decisionale e di porre in essere interventi puntuali e mirati; in realtà la seconda è una naturale evoluzione della prima, che si configura nel momento in cui la tecnologia applicata nel settore agrifood si connette alle Rete dando vita al così detto “Internet of farming”.

Lo sviluppo dell’Agricoltura di precisione a partire dagli anni Novanta è stato in larga parte favorito dalla disponibilità di un nuovo assetto tecnologico articolato su tre livelli: posizionamento geografico, informazione geografica e applicazioni. L’applicazione sistematica di queste tecnologie nell’AdP consente di articolare il lavoro sul campo in quattro fasi:1) il monitoraggio di dati (ambientali, produttivi, pedologici, meccanici, ecc.); 2) l’analisi; 3) la decisione/azione e 4) il controllo. Questi quattro pilastri sono finalizzati alla gestione sostenibile delle risorse (fertilizzanti e nutrienti, sementi, prodotti fitosanitari, carburanti, acqua, suolo, ecc.) per mezzo del controllo delle macchine che le gestiscono. Big Data Analytics e Internet of Things. Ad integrare le tecnologie utilizzate dall’Agricoltura di Precisione hanno concorso negli ultimi anni Big Data e Internet of Things favorendo il passaggio ad un’Agricoltura 4.0.

I big data non costituiscono solo degli archivi cui attingere in fase di pianificazione e controllo, vi affluiscono anche i cosiddetti dati “real time”, provenienti da diverse fonti, che agevolano il processo decisionale anche quando questo deve essere tempestivo in situazioni di urgenza. L’analisi dei big data ha migliaia di applicazioni in tutte le fasi della filiera agrifood, offre supporto alle decisioni agronomiche per i produttori, consente la manutenzione predittiva di trattori e attrezzatura, l’efficientamento della supply chain per le aziende di trasformazione o la creazione di una tracciabilità certa e completa per dei prodotti in favore dei consumatori.

L’Internet of Things (IoT) comprende invece l’insieme di componenti, dispositivi (sensori, microprocessori, etc.) e piattaforme software che si possono incorporare all’interno di oggetti fisici e macchinari, per renderli in grado di comunicare attraverso la rete Internet: in questo modo, tutti i dispositivi possono essere monitorati e controllati in maniera remota da Internet, creando un filo diretto tra il macchinario e l’uomo. Il potenziale è enorme se consideriamo che nel 2020 si stima ci saranno circa 50 miliardi di dispositivi connessi ad Internet (Cisco, 2014). Nel settore agricolo sono state sviluppate diverse strumentazioni che si avvalgono della tecnologia IoT, ma sono ancora in pochi a fruirne. Esistono sistemi di monitoraggio sulla distribuzione del mangime per gli animali o la produzione di latte che consentono di controllare lo stato di salute degli animali, la produttività e lo status riproduttivo, sensori in grado di identificare tempestivamente la diffusione di patogeni sulle colture e suggerire interventi mirati distinguendo tra piante sane e malate o di dare informazioni sul grado di umidità del suolo per pianificare le irrigazioni.

La Blockchain, un’altra recente innovazione tecnologica, può essere definita come un grande registro digitale in cui le voci sono raggruppate in blocchi concatenati in ordine cronologico, le cui principali caratteristiche sono l’immutabilità dei dati inseriti, la trasparenza, la tracciabilità delle transazioni e la sicurezza basata su un sistema di crittografia per la protezione dei registri che rende praticamente impossibile qualsiasi tentativo di falsificazione. L’aspetto della tracciabilità assume un ruolo fondamentale per la competitività del Made in Italy, sempre più messo in crisi dai fenomeni di contraffazione e Italian sounding. Sfruttando la grande quantità di dati raccolti lungo tutta la filiera, è possibile tracciare e certificare i prodotti dal campo fino all’industria di trasformazione e monitorarne tutti gli aspetti logistici fino all’arrivo sulla tavola.

I gemelli digitali sono un’applicazione della tecnologia IoT e della Big Data Analytics che, attraverso un modello matematico, riproduce virtualmente un oggetto, un processo o un servizio sulla base dei dati raccolti da sensori e satelliti. L’uso dei digital twins elimina i limiti di tempo e di spazio esistenti nel mondo reale, inoltre, non rappresenta solo stati reali, ma può riprodurre anche stati passati e simulare stati futuri, rendendo possibile effettuare test e predizioni e minimizzare gli errori in fase di progettazione. In agricoltura, il gemello virtuale consente di affrontare gli eventi imprevisti identificando preventivamente i problemi e può anche accelerare l’attività agricola monitorando l’intero processo dall’attività sul campo, dalla produzione alla commercializzazione.

La Commissione Europea nel 2017  ha presentato le proposte legislative per la nuova Pac 2021-2027, dalle quali emerge, ancora più forte, l’importanza riconosciuta all’innovazione legata all’agricoltura. In particolare nel documento “The future of Food and Farming” (novembre 2017) viene evidenziato come il settore agricolo europeo sia uno dei principali produttori di cibo al mondo e garantisca la sicurezza alimentare di oltre 500 milioni di cittadini europei e conti più di 22 milioni di occupati (44 milioni considerando l’intero comparto agro-alimentare). Nonostante una complessiva riduzione delle risorse destinate al settore agricolo, la proposta prevede lo stanziamento di 10 miliardi di euro per gli investimenti nella ricerca sui temi dell’innovazione digitale a supporto della filiera agroalimentare, la diffusione dell’uso dei big data in agricoltura, per l’implementazione di sistemi di tracciabilità dei prodotti e di sistemi di supporto alle decisioni, da inserire all’interno del programma Horizon 2020.

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