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.
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
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).
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.
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.