Progetti innovativi

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Copertina della rivista


Immagine coordinata Premio Sapio

Innovazione tecnologica nella raccolta meccanica delle uve attraverso strumenti di viticoltura di precisione

Anche il settore agricolo sta vivendo negli ultimi anni un interessante periodo di rinnovamento tecnologico secondo i moderni strumenti messi a disposizione dall'informatica applicata in agricoltura, dalla geomatica, dalla elettronica e dai sistemi di posizionamento globale (Gps).


 



La tendenza attuale del mercato vitivinicolo verso la rivalutazione delle produzioni tipiche dei diversi areali viticoli italiani, fa si che lo studio delle caratteristiche e della qualità del vigneto assumano una importanza indiscutibile al fine di preservare le caratteristiche di identità di un territorio di produzione. Anche il settore agricolo, seppur in ritardo rispetto ad altre realtà imprenditoriali, sta negli ultimi anni vivendo un interessante periodo di rinnovamento tecnologico secondo i moderni strumenti messi a disposizione dall'informatica applicata in agricoltura, dalla geomatica, dalla elettronica e dai sistemi di posizionamento globale (Gps). Le nuove tecnologie hanno reso da tempo necessario l'adeguamento di alcuni settori dell'agricoltura, come la meccanica agraria, a nuovi approcci multidisciplinari che oggi vengono meglio identificati con il termine “Ingegneria delle produzioni vitivinicole”.

Si tratta di una branca della meccanica agraria nata alla fine degli anni '90 e che si prefigge l'obiettivo di integrare le moderne innovazioni tecniche, colturali e meccaniche nell'ottica di una generale razionalizzazione dei processi produttivi di filiera, al fine di ottenere importanti vantaggi dal punto di vista agronomico, economico, di qualità percepita del prodotto finale e di riduzione degli input, soprattutto di natura chimica, alla coltura. La viticoltura di precisione rappresenta ad oggi una importante fase operativa del processo integrato appena accennato. Esso permette – grazie a strumentazioni come Gps, sensori infrarossi, velivoli attrezzati al monitoraggio dei vigneti, software Gis – di approfondire intimamente la conoscenza del vigneto, in modo da comprendere, valutare ed infine valorizzare le disomogeneità di sviluppo che vengono identificate all'interno degli appezzamenti.

Intervento Dott. Dossi

Monitoraggio della produzione viticola
La sperimentazione in oggetto ha avuto come obiettivo principale un primo approccio tecnico applicativo per lo sviluppo di una "vendemmiatrice di precisione" allestita secondo le moderne tecnologie disponibili in grado di monitorare le caratteristiche quanti-qualitative delle uve in tempo reale durante le operazioni di raccolta, grazie alla presenza di strumentazioni di bordo quali Gps, sensori di analisi in continuo delle uve e sistema di telemetria per il monitoraggio "a distanza" del lavoro della macchina.

Questa integrazione di tecnologie consente di:
• localizzare in tempo reale la macchina in lavoro e sfruttare la tecnologia di telemetria per controllo delle flotte;
• rilevare in tempo reale parametri quali peso, grado zuccherino, acidità, polifenoli, ecc;
• differenziare la raccolta fra le due “benne di carico” in base alle differenze qualitative delle uve all’interno dello stesso vigneto;
• creare un archivio storico sui dati di raccolta di importanza fondamentale per i tecnici e oggi pressoché assente;
• trasmettere istantaneamente ai computer aziendali tutti i dati, utili all’organizzazione delle linee di vinificazione, ancor prima che le uve arrivino realmente nella zona di conferimento.


Prove in campo di monitoraggio dinamico delle caratteristiche delle uve raccolte a macchina
La sperimentazione in oggetto fa parte del più ampio progetto di ricerca "Qual&Vigna: sviluppo di tecnologie innovative per la viticoltura sostenibile nel comprensorio del Chianti Classico" coordinato dal gruppo di ricerca di ingegneria delle produzioni viticole dell'Università di Firenze e finanziato dalla Fondazione Monte dei Paschi di Siena. Le prove sono state effettuate durante la campagna vendemmiale 2007 presso l’azienda agricola Poggio Bonelli dei Tenimenti MPS su tre vigneti a cultivar Sangiovese posti in tre altrettante differenti aree dell'azienda. Il giorno precedente alla vendemmia sono stati rilevati i seguenti parametri: mappe di vigore vegetativo con laboratorio mobile attrezzato, calcolo della superficie fogliare, indice LAI (leaf area index), peso medio dei grappoli, numero dei grappoli per campata e produzione a filare stimata, FRF forza di ritenzione del frutto ovvero indice di distacco degli acini misurato con dinamometro a forcella.

I vigneti campione sono stati georeferenziati tramite DGPS RTK con base a terra (che assicura una precisione sub-centimetrica del rilievo) e sulla vendemmiatrice si sono misurati i tempi di ritardo e la distanza percors< dalle uve nel tragitto dalla pianta fino alle tramogge di carico della macchina. Al momento della raccolta, con le dovute dotazioni di sicurezza, i campioni di uva per ogni campata dei filari prescelti sono stati prelevati manualmente direttamente all’uscita dei nastri elevatori a panieri. Ciascun campione prelevato, corrispondente ad ogni campata, è stato georeferenziato e memorizzato come waypoint sul sistema GPS adottato. I campioni sono stati immediatamente analizzati nel laboratorio aziendale con ammostamento e successive analisi dei parametri enochimici standard, pH, acidità totale, tenore zuccherino. Il quadro analitico risultante per ciascun campione è stato poi associato alle coordinate Gps rilevate, in modo da localizzare anche visivamente all'interno dei diversi filari, le risultanti caratteristiche qualitative delle uve.

Risultati e considerazioni

Presidente della camera e dirigenti Sapio Secondo la metodologia classica di analisi di viticoltura di precisione, si è cercato di correlare i dati provenienti dal monitoraggio della qualità delle uve, con le mappe di vigore vegetativo.

Le mappe dei tre vigneti campione sono state elaborate in collaborazione con Terradat a partire da ortofoto satellitari analizzate nello spettro rosso ed infrarosso. Le mappe evidenziate visualizzano i valori di un indice derivato dall’elaborazione spettrale delle immagini trasmesse a terra dai satelliti americani (NOAA 12,14,15,16,17). Gli indici di vegetazione si basano sul principio della riflettenza che, in ottica, indica la proporzione di luce incidente che una data superficie è in grado di riflettere. Uno degli indici più conosciuti ed utilizzati in questo ambito è il NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) definito dal rapporto tra la differenza e la somma della riflettanza nel vicino infrarosso (Rnir) e rosso (Rr) rispettivamente influenzate dal tipo di struttura fogliare e dal contenuto di clorofilla, carotenoidi e antociani. Il valore ottenuto è adimensionale e assume valori nell’intervallo (-1+1).
Consegna Riconoscimento presidente della repubblica

Valori bassi di NDVI si verficano in zone a basso vigore vegetativo o dove la vegetazione è sofferente e senescente, mentre gli alti valori sono sintomo di elevato vigore vegetativo e una situazione di forte efficienza fotosintetica. Il lavoro ha dimostrato la estrema eterogeneità delle caratteristiche qualitative delle uve all’interno dei vigneti sperimentali.

La grande variabilità di valori di pH, acidità totale e zuccheri presente all’interno dello stesso filare, addirittura tra campate (circa 7 piante) successive, rende ragionevolmente raccomandabile un suo controllo futuro in termini di raccolta meccanica differenziata, attraverso l’utilizzo di “vendemmiatrici di precisione”. Il sistema di analisi dinamica georeferenziata in tempo reale ipotizzato in questo lavoro permette d’altronde la creazione immediata di mappe tematiche del vigneto (Figura 3) e questo è impiegabile direttamente per il controllo della destinazione del prodotto nelle due benne di carico o, anche con invio dei dati in tempo reale via GPRS o UMTS alla cantina, per prevedere la gestione delle uve raccolte e i processi di vinificazione prima del loro conferimento. Il sistema di monitoraggio in continuo permetterebbe una conoscenza “preventiva” delle uve in arrivo in cantina, non più solo in merito al vigneto di provenienza, ma in base alle reali caratteristiche enochimiche di ciascuna zona omogenea interna all'appezzamento.

I vincitori

Tutta questa serie di informazioni ottenibili possono essere recepite dai tecnici aziendali in tempo reale grazie al sistema di telemetria installabile a bordo della vendemmiatrice, in grado di localizzare e visualizzare la macchina su tutta la superficie aziendale e di mostrare con aggiornamento continuo la quantità e le caratteristiche delle uve appena raccolte.


Conclusioni
Le tecniche di ingegneria vitivinicola rappresentano una grossa opportunità per superare importanti problemi legati al mantenimento della qualità e del valore della produzione viticola italiana. In particolar modo, la metodologia di monitoraggio tipica della viticoltura di precisione, che è possibile organizzare con queste tecniche, permette una conoscenza approfondita di caratteristiche del vigneto che fino ad oggi era possibile solo "stimare e approssimare" come il suolo e il vigore vegetativo. La qualità del vigneto, termine ad oggi sconosciuto in letteratura, diventa perciò il fattore chiave per il raggiungimento di obiettivi come la sostenibilità di processo e la tipicità delle produzioni enologiche italiane. Applicazioni di questo tipo, e nell'insieme il complessivo approccio della viticoltura di precisione alla gestione del vigneto, permettono oggi di recuperare quella conoscenza e quel rapporto intimo con la coltura che ha da sempre caratterizzato l'epoca mezzadrile.

Il "vecchio" mezzadro difatti, facilitato anche dalle ridotte dimensioni aziendali, aveva la possibilità di conoscere metro per metro i propri vigneti e le proprie piante e in base a questa conoscenza andare ad agire su ciascuna di esse in modo diverso e differenziato in base alle reali esigenze riscontrate. Oggi le moderne tecnologie permetteranno alle aziende, la cui superficie media è notevolmente aumentata, di recuperare questo fondamentale rapporto con il vigneto. L’esperienza diretta di questo lavoro mostra quale importante ruolo potrebbe assumere il monitoraggio dinamico delle caratteristiche delle uve che vengono raccolte meccanicamente, installando a bordo della vendemmiatrice un sistema GPS e sensori di analisi in continuo.