Agricoltura 4.0: l’onda della digital transformation e le tecnologie coinvolte

La storia dell’uomo si può raccontare con la storia dell’agricoltura. Il paesaggio agricolo è infatti la sintesi del patrimonio colturale e culturale delle diverse popolazioni che lo vivono e lo lavorano. Oggi ci troviamo nel pieno di un nuovo e travolgente cambiamento, in cui la tecnologia di ultima generazione la fa da padrona e ci permette di intraprendere un percorso indirizzato alla sostenibilità e al risparmio delle materie prime.

Affari in crescita

Secondo i dati della ricerca dell’Osservatorio Internet of Things della School of Management del Politecnico di Milano, il settore della Smart Agriculture è cresciuto del 20% nel corso del 2020 ed è arrivato a un giro d’affari complessivo di 540 milioni di €. Ma se si prende in considerazione la quota di suolo coltivato interessato da questa innovazione, si nota che la sua estensione è davvero ridotta, circa il 3-4%.

In termini di ambiti applicativi il digitale è sempre più pervasivo ed è presente in tutte le fasi della filiera produttiva, anche se con diversi focus (principalmente negli ambiti dell’ortofrutta, del vitivinicolo e del cerealicolo): 79% Coltivazione, 45% Semina, 35% Raccolta, 16% Pianificazione.

Visto dal lato dell’installatore, le imprese agricole premiano prima di tutto le soluzioni per il monitoraggio e il controllo dei mezzi agricoli che rappresentano il 36% della spesa in innovazione, seguono i macchinari connessi con il 30% mentre il software gestionale che un tempo era la voce centrale delle imprese agricole rappresenta adesso il 13% degli investimenti. Sono ancora marginali ma è significativo vedere un 2% della spesa destinata alla robotica di campo.

L’effetto della digital transformation

Smart Agriculture

L’obiettivo della Smart Agriculture è offrire soluzioni applicabili a tutti gli agricoltori, indipendentemente dalle dimensioni dell’azienda, della regione o del settore.
Finora i benefici attesi dall’introduzione e integrazione dei processi tecnologici in agricoltura sono stati classificati in maggiore efficienza produttiva e qualitativa, riduzione dei costi aziendali, ottimizzazione degli input e minimizzazione degli impatti ambientali, creazione di opportunità di lavoro per personale specializzato. Ma grazie al sostegno delle politiche agricole e alla crescente consapevolezza dei benefici economici ed ecologici che possono produrre, le nuove tecnologie in agricoltura hanno davvero le potenzialità per avviare un processo di trasformazione radicale del settore.

Uno dei temi più strategici nella prospettiva di sviluppo del digitale è rappresentato dalle soluzioni che attengono al mondo degli agridata: data collection, analytics, e condivisione. Il mercato italiano dello Smart Metering, infatti, avanza rapidamente e la crescita sembra destinata a continuare.

Questi dati, per esempio, possono essere fondamentali e strategici per l’agricoltore che si avvicina per la prima volta al mondo della Smart Agriculture. Rappresentano un vantaggio significativo per poter iniziare un percorso sulla base di conoscenze condivise come supporto alle decisioni, miglioramento e ottimizzazione dell’utilizzo delle risorse.

PAC e UE: sostentamenti economici e modernizzazione

Sono però necessarie politiche per garantire la trasmissione dei dati ad alta velocità e l’interoperabilità armonizzata, l’adozione di standard a livello europeo per promuovere la connettività negli scenari rurali, accompagnati da infrastrutture e servizi adeguati all’elaborazione dei dati.

La PAC ha l’obiettivo di aiutare gli agricoltori a produrre quantità di cibo sufficienti per l’Europa, garantendone la sicurezza e la qualità a prezzi accessibili, nonché un tenore di vita equo a tutti gli operatori del settore.
La PAC è strutturata in due pilastri:

• il primo prevede il sostegno diretto al reddito attraverso finanziamenti agli agricoltori che coltivano i propri terreni nel rispetto della sicurezza alimentare, ambientale e del benessere degli animali;
• il secondo pilastro è dedicato allo sviluppo rurale e favorisce la modernizzazione delle aziende agricole, la diffusione della formazione professionale, delle tecnologie, dell’innovazione, fornendo strumenti di gestione del rischio.

L’UE sta lavorando alla definizione di un codice di condotta in materia agricola. La condivisione dei dati riguarderà i princìpi generali per condividere i dati agricoli generati dai processi all’interno della catena agroalimentare.

Il 1° gennaio 2021 è entrato in vigore il regolamento transitorio che assicurerà il proseguimento delle attuali norme e la continuità dei pagamenti per il 2021 e il 2022, fino alla data di applicazione della nuova Pac che inizierà il 1° gennaio 2023. L’Italia potrà contare per la Pac 2021 e 2022 su una dotazione complessiva di circa 11,9 Miliardi euro, di cui:

• 7,3 Miliardi di euro per i pagamenti diretti;
• 3,9 Miliardi di euro per Sviluppo Rurale e NGEU a cui andrà aggiunta la quota di cofinanziamento;
• 727 milioni di euro per le misure di mercato.

Applicazioni della tecnologia IoT per l’agricoltura

I dispositivi agricoli connessi aumentano sia la resa che l’efficienza monitorando:

L’irrigazione di precisione e il contenuto di nutrienti

L’agricoltura di precisione richiede una rete agricola strategica IoT per monitorare l’umidità del suolo e il contenuto di nutrienti in ogni momento. Il monitoraggio di questo tipo di dati fornisce agli agricoltori un mezzo per:

• Calcolare l’utilizzo ottimale dell’acqua
• Identificare il tipo di fertilizzante più efficace 
• Migliorare i rendimenti 
• Diminuire le emissioni di gas serra (dal carburante utilizzato per il pompaggio dell’acqua e dai viaggi in camion per controllare manualmente i campi)
• Scegliere il momento migliore per la raccolta o la semina

Il monitoraggio del suolo rappresenta un caso d’uso ideale per la tecnologia LoRaWan, perché queste reti hanno i requisiti a lungo raggio e a bassa potenza necessari per comunicare su grandi campi per lunghi periodi di tempo. I dispositivi LoRaWan non necessitano di sostituzione della batteria tanto quanto i dispositivi più affamati di energia, riducendo il numero di volte in cui gli agricoltori devono completare la manutenzione sul campo.

L’attività e la posizione degli animali

La tecnologia IoT ha cambiato il modo in cui agricoltori e allevatori affrontano il monitoraggio del bestiame. Con una rete di sensori in atto, ora è possibile tenere traccia della posizione e del benessere di un animale istantaneamente e con precisione. Questo non solo fa risparmiare tempo, ma riduce anche i costi perché gli allevatori con connettività IoT possono identificare istantaneamente quando un animale è malato e prevenire la diffusione di malattie infettive.

I sistemi di monitoraggio della temperatura, della qualità dell’aria e dell’umidità degli edifici

I dispositivi IoT possono monitorare molte condizioni ambientali interne che colpiscono sia il bestiame che gli esseri umani. Queste misurazioni possono garantire che tutto vada bene in un edificio, avvisare un agricoltore quando qualcosa non va o riuscire a migliorare, in alcuni casi, anche la qualità dei prodotti stessi. Quindi, è come avere un intero team di persone a disposizione per monitorare ogni aspetto della fattoria, con maggiore precisione e velocità di qualsiasi essere umano. 

La gestione dell’acqua IoT

Non esiste una sostanza importante quanto l’acqua in una fattoria e, con le soluzioni IoT a disposizione, gli agricoltori possono capire meglio come stanno usando la loro acqua. Che si tratti di annaffiare le colture o di fornire acqua potabile agli animali, i dispositivi di monitoraggio dell’acqua aiutano gli agricoltori a ottimizzare l’utilizzo dell’acqua. 

Quale futuro si prospetta per l’Agricoltura 4.0?

Secondo le stime della FAO, entro il 2050 la popolazione mondiale toccherà quota 9,1 miliardi, contro gli attuali 6,8. Sulla Terra ci saranno un terzo di persone in più da sfamare, con una pressione enorme sull’ambiente. L’unica soluzione per le aziende agricole è essere capaci di produrre di più con meno. Qui entra in scena la Smart Agriculture, le cui tecnologie intelligenti permettono oggi di aumentare la resa agricola, risparmiare sulle risorse e migliorare la trasparenza.

Anche gli impegni e le regole definiti nella nuova Politica Agricola Comunitaria, così come gli indirizzi definiti nella nuova strategia Europea “Green Deal” e “Farm To Fork”, indurranno l’agricoltore italiano ed europeo ad adottare nuovi strumenti tecnologici e piattaforme abilitanti per gestire al meglio le nuove sfide.

Lo sviluppo e la crescita dell’Agricoltura 4.0 si dovrà quindi basare sul mercato dei sensori IoT, tecnologie di Advanced Analytics in grado di raccogliere e analizzare i Big Data, un accesso migliore alla rete internet (anche con lo sviluppo del 5G) e a sistemi Cloud-based per la condivisione delle informazioni.

La Digital Transformation del settore dovrà anche supportare l’automatismo delle operazioni delle macchine agricole, per rendere meno faticoso il lavoro nei campi e per permettere il loro svolgimento anche quando c’è l’impossibilità di recarsi sul luogo.