Si è svolto il 15 maggio, a Pianello Vallesina nelle Marche, un evento pubblico di presentazione del progetto "Flourish", un progetto Horizon 2020 il cui obiettivo è "sviluppare un sistema robotico dotato di autonomia operativa per l'agricoltura di precisione adattabile ad una vasta gamma di colture e attività agronomiche". All'evento, organizzato dall'Agenzia Servizi al Settore Agroalimentare delle Marche (ASSAM) in qualità di partner del progetto e nell'ambito dell'iniziativa dimostrativa "Flourish Demo", hanno preso parte esperti di agricoltura di precisione, ingegneri informatici, membri del team di ricerca, economisti, esperti giuridici e responsabili di politica di sviluppo rurale per discutere di limiti, potenzialità e prospettive di crescita dell'agricoltura di precisione. L'evento si è concluso con una dimostrazione in campo dell'utilizzo e del funzionamento delle macchine e dei dispositivi messi a punto nell'ambito del progetto europeo.
Nel corso dell'iniziativa sono emersi diversi spunti di riflessione riguardanti l'agricoltura di precisione, che saranno di seguito discussi nel quadro di una valutazione più generale.
La prima questione che è stata affrontata concerne cosa si intende per agricoltura di precisione. Sebbene siano state avanzate diverse definizioni negli ultimi decenni, una delle più conosciute è quella di un approccio alla gestione del processo produttivo agricolo che consenta di "fare la cosa giusta, al momento giusto, al punto giusto", dove per "cosa giusta" si fa riferimento ad un intervento agronomico. Questa definizione riassume i principi e le finalità dell'agricoltura di precisione, che consistono nel tenere conto della variabilità nel tempo e nello spazio dei fattori che influiscono sul processo produttivo agricolo, al fine di migliorare l'efficienza degli input nella gestione dinamica del processo. Vi è quindi uno stretto legame con gli obiettivi della sostenibilità economica ed ambientale.
L'agricoltura di precisione ha iniziato a diffondersi negli anni '90, in quella che è stata definita l'era dell'Agricoltura 3.0, per mezzo dell'introduzione di tecnologie satellitari, GPS e software sui macchinari agricoli. Oggi, grazie alla piena maturazione delle tecnologie digitali, siamo entrati in una fase successiva, la cosiddetta Agricoltura 4.0 (agricoltura digitale o "smart agriculture"), caratterizzata all'avvento dei "Big Data", della realtà aumentata, di sistemi cibernetici avanzati e del "machine learning". Queste tecnologie consentono di gestire una mole considerevole di informazioni in maniera più accurata e tempestiva, di automatizzare operazioni ancora svolte manualmente e di integrare le attività di campo con le altre attività della filiera produttiva. Sebbene rappresentino un mercato da 2,3 miliardi di euro (dato 2014) con un tasso annuo di crescita del 12%, tanto da aver attirato l'attenzione di colossi come Microsoft e Google, la diffusione di sistemi tecnologici avanzati e cognitivi in Italia non supera l'1% della superficie coltivata complessiva. Su questo pesano gli investimenti ancora consistenti che l'agricoltura di precisione richiede, a cui si aggiungono le piccole dimensioni e le caratteristiche territoriali e produttive dell'agricoltura italiana e i livelli inadeguati di formazione e di propensione all'innovazione tecnologica. Ulteriori ostacoli sono rappresentati dall'incapacità di comunicare efficacemente i reali vantaggi dell'agricoltura di precisione, le strategie delle multinazionali orientate all'applicazione delle tecnologie di precisione nelle aree agricole più avanzate, la tendenza ad accostare l'agricoltura di precisione a pratiche intensive nell'uso di input contrarie ai principi della sostenibilità ambientale, oltre alle difficoltà di accesso alle informazioni (es. dati satellitari) ancora troppo centralizzate. Esistono tuttavia fattori che potrebbero favorirne lo sviluppo come l'orientamento spiccato della filiera agro-alimentare italiana verso produzioni di qualità a basso impatto ambientale, l'elevata specializzazione e diffusione delle imprese agro-meccaniche e la crescente attenzione politica nei riguardi dell'agricoltura di precisione, come dimostrano le relative linee guida approvate dal Ministero delle Politiche Agricole, Alimentari e Forestali con decreto n. 33671 del 22/12/2017.
Allo scopo di superare i limiti dimensionali, gli sforzi si stanno indirizzando verso la cosiddetta "small scale precision farming", ovvero l'agricoltura di precisione su piccola scala. Un esempio su tutti è rappresentato dal progetto "Farmbot" (https://farm.bot/) indirizzato alle "piccole" agricolture, dalle serre fino all'orto domestico. Il progetto è totalmente open source ed il kit di montaggio può essere acquistato direttamente dal portale. Farmbot è stato concepito per automatizzare tutte le operazioni, dalla semina alla rimozione delle infestanti, all'irrigazione, tutto gestibile da smartphone. In particolare, l'intelligenza artificiale presente nel software è in grado di riconoscere automaticamente le infestanti ed estirparle, valutando anche se le malerbe si localizzano in un'area potenzialmente a rischio di danni alle piante. Un'altra possibile direzione dell'agricoltura di precisione a favore delle piccole aziende è rappresentata dall'utilizzo delle "blockchain" allo scopo di facilitare l'accesso alle informazioni mediante la loro decentralizzazione.
In questo contesto, si inserisce il progetto Flourish (http://flourish-project.eu/), avente durata triennale ed un costo totale di quasi 5 milioni di euro. Il progetto, iniziato nel 2015, riunisce partner con competenze che vanno dalla progettazione di robot alla gestione agronomica e quattro paesi europei, ossia Svizzera, Germania, Francia e Italia. Oltre all'ASSAM, gli enti coinvolti sono l'ETH di Zurigo, l'Università di Bonn (Dipartimento di "Photogrammetry and Remote Sensing"), l'Università di Freiburg (Laboratorio di "Autonomous Intelligent Systems"), il gruppo Bosch, il Laboratorio di "Data-driven Robotics for Environment Assessment and Monitoring", frutto della collaborazione tra il Centro Nazionale francese di ricerca scientifica (CNRS) e il "Georgia Institute of Technology", e l'Università "Sapienza" di Roma (Dipartimento di Ingegneria informatica automatica e gestionale).
Il progetto nasce con l'intento di risolvere uno dei limiti dell'attuale tecnologia di precisione applicata in agricoltura, ossia l'eccessiva specializzazione e la mancanza quindi di adattabilità degli attuali sistemi robotici utilizzati per il monitoraggio fitosanitario delle colture. Con questo obiettivo, il progetto sviluppa un sistema robotico che combina le capacità di monitoraggio aereo di un piccolo multirotore autonomo "Unmanned Aerial Vehicle" (UAV) con quelle di un veicolo di terra multiuso e autonomo "Unmanned Ground Vehicle" (UGV). In sostanza, l'UAV sorvola l'area di interesse per raccogliere dati utili alla valutazione dello stato fitosanitario delle colture e creare mappe sulla base dei dati acquisiti. L'obiettivo è identificare le aree della coltura ad alta probabilità di presenza di infestanti o di criticità fitosanitarie che necessitano di intervento. L'UAV è in grado di dar inizio alle missioni autonomamente e di monitorare lo stato della propria batteria. Se il livello di carica scende a livelli critici, l'UAV atterra sull'UGV per ricaricarsi e riprendere la sua missione di volo. Al termine, l'UAV si riposiziona sull'UGV per trasmettere i dati raccolti in volo all'archivio dati. In tal senso, l'UGV funge da piattaforma mobile di atterraggio e di ricarica per l'UAV. Inoltre, grazie alle informazioni acquisite sia in volo che a terra riguardanti diverse tipologie di dato (posizione, temperatura, informazioni 3D e immagini visibili e spettrali), l'UGV è in grado di procedere autonomamente lungo un percorso ottimale, evitando ostacoli e modulando la propria velocità, allo scopo di eliminare selettivamente le infestanti in maniera meccanica o con l'impiego dosato di prodotti fitosanitari. I dati raccolti possono essere inviati ad un server (destinato all'archiviazione, la gestione, l'analisi dei dati e la creazione di mappe) e ad un dispositivo in dotazione dell'agricoltore qualora l'agricoltore voglia sovraintendere le operazioni e approvare le richieste dell'UGV per l'acquisizione di immagini o per l'intervento in campo. In questa modalità di utilizzo, il sistema formula quindi raccomandazioni agronomiche e richieste di intervento che possono essere o meno autorizzate dall'agricoltore. Per la progettazione del sistema robotico è stata scelta la barbabietola da zucchero come caso d'uso primario e il girasole come caso d'uso secondario. A livello operativo, l'UAV è in grado di sorvolare 10 ettari in un'ora mentre l'UGV, nella sua forma prototipale, ha una velocità media di 0,25 ha/ora, paragonabile a quella del diserbo manuale, e può operare su pendenze fino al 10%. Dal momento che oltre il 50% dei terreni ad uso agricolo nelle Marche ha pendenze superiori al 10%, risultano evidenti i limiti di applicazione di questa tecnologia nei contesti caratterizzati da una prevalenza di terreni collinari e montani. Va comunque ricordato che trattandosi di un prototipo concepito nell'ottica dell'adattabilità sono comunque possibili ed auspicabili possibili e futuri miglioramenti in direzione di un utilizzo più esteso.
Dal punto di vista economico, due sono i problemi maggiori che sono stati messi in evidenza. Il primo riguarda la mancanza o la scarsa presenza di un "ecosistema produttivo", ossia tutte quelle attività e quei servizi che risultano necessari all'innovazione (in questo caso l'agricoltura di precisione), perché possa diffondersi, così come accaduto con l'ingresso e la diffusione della meccanizzazione in agricoltura, ossia la formazione, la maturità e la standardizzazione della tecnologia, una rete capillare di fornitori di servizi e componenti, una politica di sostegno mirato e un quadro normativo certo e semplificato che regoli l'utilizzo dei droni e dei robot in agricoltura. Il secondo problema concerne l'effettiva applicabilità dell'agricoltura di precisione che richiede la disponibilità di strumenti decisionali alla portata di tutti finalizzati a valutarne la convenienza economica, l'impatto ambientale e la fattibilità da un punto di vista finanziario. Questo al fine di evitare investimenti inadeguati o sovradimensionati sospinti da politiche di marketing aggressivo ma anche allo scopo di rendere misurabili gli eventuali benefici dell'agricoltura di precisione. A tale proposito, la Rete Rurale Nazionale, nell'ambito di un progetto formativo, sta mettendo a punto uno strumento che sarà disponibile online per valutare la convenienza economica associata ad un investimento in agricoltura di precisione mediante utilizzo dell'analisi costi-benefici. Sulla base di alcuni risultati preliminari che emergono dall'impiego dello strumento, emerge, per esempio, che per realizzare un investimento stimabile nell'ordine di 30-50 mila €, che prevede la sostituzione della guida manuale con una guida semi-automatica, la regolazione della larghezza di lavoro delle macchine agricole ad evitare le sovrapposizioni in testata, oltre alla mappatura e alla distribuzione di input a rateo variabile su appezzamenti a conformazione regolare e investiti a mais, occorrono circa 30 ettari di superficie per coprire almeno i costi di investimento e manutenzione. Considerando che la superficie agricola utilizzata italiana è in media di quasi 8 ettari (nelle Marche ammonta ad 11 ettari), emergono chiaramente quelli che sono gli ostacoli dimensionali alla diffusione della tecnologia di precisione nell'agricoltura italiana.
Come già detto, una delle questioni concernenti l'agricoltura di precisione riguarda la presenza di un quadro normativo che ne chiarisca l'applicabilità. A questo riguardo, durante l'evento si è discusso di regolamentazione dell'utilizzo in remoto dei droni. Nel gergo aerospaziale, un drone assieme ai relativi dispositivi di controllo viene definito Sistema Aeromobile a Pilotaggio Remoto (SAPR). L'utilizzo dei SAPR è normato dal regolamento ENAC "Mezzi aerei a pilotaggio remoto" che risale al luglio del 2015 (seconda edizione). Il regolamento distingue i SAPR per massa operativa al decollo minore di 25 kg e uguale o maggiore di 25 Kg, fino ad un massimo di 150 Kg. Nel caso di SAPR con meno di 25 Kg, l'utilizzo viene a sua volta distinto in operazioni critiche e non critiche. Queste ultime sono tutte quelle modalità di impiego che non comportano il sorvolo di aree congestionate, assembramenti di persone, agglomerati urbani e infrastrutture sensibili, come avviene generalmente nei casi di applicazione in agricoltura. In queste circostanze, è richiesta soltanto una dichiarazione da parte dell'operatore da comunicare all'ENAC sul rispetto delle condizioni e dei limiti previsti. Per le operazioni critiche, è invece richiesta un'apposita autorizzazione da parte dell'ENAC. Oltre alla dichiarazione o all'autorizzazione, a seconda del tipo di operazioni, è richiesto il possesso di un attestato di pilota di aeromobili a pilotaggio remoto e un certificato medico di idoneità psicofisica rilasciato da un esaminatore aeromedico. Nel caso di SAPR con massa operativa uguale o inferiore ai 2 Kg, le operazioni di sorvolo sono sempre considerate non critiche a patto che i dispositivi abbiano caratteristiche di inoffensività accertate dall'ENAC o da soggetto autorizzato. Le operazioni in cui il pilota mantiene il contatto visivo con il drone (VLOS - "Visual Line of Sight") sono ammesse solo di giorno fino ad un'altezza massima di 150 metri e fino ad una distanza massima sul piano orizzontale di 500 metri. Negli altri tipi di operazioni (per esempio se non è possibile mantenere il contatto visivo), è richiesta una specifica autorizzazione/approvazione dell'ENAC. Se non si ottemperano agli obblighi di legge, le sanzioni consistono nella sospensione totale o parziale delle autorizzazioni o delle certificazioni, l'annullamento dei privilegi ottenuti nei casi in cui sia prevista una dichiarazione, la sospensione temporanea o la revoca dell'attestato o della licenza, fino a giungere a sanzioni pecuniarie e detentive nei casi più gravi. Data la rapidità con cui la tecnologia si sta evolvendo, la regolamentazione sui SAPR è in continua evoluzione. Nonostante i frequenti aggiornamenti in direzione di una maggiore semplificazione (l'ultimo emendamento risale a marzo 2017), la normativa risulta però ancora troppo articolata e complessa. A questo si aggiungono la difficoltà a garantire il rispetto della normativa e un sistema sanzionatorio con effetti deterrenti forse poco efficaci.
Dal punto di vista finanziario, oltre ai fondi di ricerca europea (Horizon 2020), è stato evidenziato come, sul fronte regionale, esistano le opportunità offerte dai programmi di sviluppo rurale. Le Regioni che fanno esplicito riferimento all'agricoltura di precisione all'interno dei rispettivi PSR sono 13, tra cui rientrano anche le Marche. Nello specifico, la Regione Marche finanzia l'agricoltura di precisione, indirettamente, tramite le misure relative alla formazione (sottomisura 1.1), informazione (sottomisura 1.2) e consulenza aziendale (sottomisura 2.1), e, più direttamente, tramite le sottomisure concernenti la realizzazione di investimenti (sottomisura 4.1) e il finanziamento dei Gruppi Operativi (GO) (sottomisura 16.1). In merito alla sottomisura 4.1, è previsto infatti il finanziamento, dal 30 al 50%, del costo di acquisto di macchine e attrezzature nuove o usate tecnologicamente avanzate, finalizzate alla riduzione dell'uso di mezzi tecnici (concimi e fitofarmaci) attraverso l'applicazione di sistemi di agricoltura di precisione (sistema di guida automatica, controllo della sovrapposizione dei passaggi, ecc.). A conferma dell'importanza attribuita all'agricoltura di precisione, nella determinazione dei punteggi da assegnare alle domande di finanziamento, viene assegnato il peso più alto (35%) per investimenti in sistemi di rilevazione tramite droni applicati al settore vitivinicolo e in macchine (con esclusione delle trattrici) e attrezzature da impiegare per le colture cerealicole, oleaginose e proteaginose il cui utilizzo sia esclusivamente associato a sistemi di agricoltura di precisione. Perché l'investimento sia considerato prioritario è necessario che il valore sia uguale o maggiore del 70% del costo totale della domanda. Per valori inferiori, fino ad un minimo del 30% del costo totale, il peso si riduce gradualmente. Con riferimento alla sottomisura 16.1, tra le tematiche dei GO ammissibili a finanziamento, rientra anche l'agricoltura di precisione finalizzata, in particolare, alla riduzione dell'impatto ambientale delle tecniche produttive. In questo caso, i costi di investimento in macchinari e attrezzature funzionali al progetto possono essere recuperati solo per la parte relativa alle quote di ammortamento. I costi di realizzazione di prototipi di attrezzature e macchinari innovativi integralmente destinati all'attività progettuale sono invece imputabili fino al 100% del loro costo ma solo se i prototipi esauriscono la loro utilità con la conclusione del progetto. Attualmente, il bando di finanziamento dei GO risulta ancora aperto, di conseguenza non è dato sapere se nelle Marche vedranno la luce GO costituiti attorno al tema dell'agricoltura di precisione. A conclusione della fase di setting up, erano comunque emerse almeno un paio di proposte progettuali tra la ventina di proposte ammesse a finanziamento, chiaramente improntate sul tema.
In conclusione, nonostante i limiti attuali che ne ostacolano la diffusione su ampia scala, dall'evento emergono segnali incoraggianti riguardanti lo sviluppo dell'agricoltura di precisione così come il ruolo di primo piano che le Marche, attraverso l'ASSAM, dimostrano di ricoprire nella ricerca di soluzioni innovative che aiutano a migliorare le prestazioni sia economiche che ambientali degli agricoltori.
Andrea Bonfiglio
Rete Rurale Nazionale
Postazione regionale per le Marche
PianetaPSR numero 71 maggio 2018