Droni per agricoltura di precisione.

Precision farming – Remote sensing

I droni per l’agricoltura di precisione sono aeromobili utilizzati per il monitoraggio e la distribuzione localizzata di mezzi tecnici in agricoltura. Esistono diversi modi per definire l’agricoltura di precisione (precision farming), ma sostanzialmente può essere definita come un sistema integrato di informazione e produzione che ha come obiettivi di lungo termine l’aumento della produttività sito-specifica, dell’efficienza produttiva ed della redditività aziendale, riducendo al minimo l’impatto ambientale e questa voce oggi ha ancora più importanza con l’entrata in vigore del PAN (piano di azione nazionale).

L’agricoltura di precisione si pone come tecnica atta a gestire tempestivamente i fattori limitanti del sistema produttivo, una gestione sito-specifica in cui la decisione sull’applicazione delle risorse e delle pratiche agronomiche sono dettate dalla variabilità rilevata sul campo all’interno della coltura in atto.

Una gestione sito-specifica significa che gli input (acqua fertilizzanti, fitofarmaci, operazioni agronomiche, ecc.) sono applicati solo dove, quando e quanto necessari alla massimizzazione del risultato che ci si prefigge, che nella maggior parte dei casi è il maggior reddito.

Le informazioni sito-specifiche si possono ottenere con rilievi agronomici in campo (campionamento ed analisi) e con il rilievo di prossimità o telerilevamento. Queste informazioni devono essere georeferenziate, ovvero gli si deve attribuire il dato della dislocazione geografica attraverso un sistema di coordinate ottenute grazie al GPS o più recentemente al GNSS. La georeferenziazione permette d’importare i dati nei sistemi GIS (Geographic Information System) per l’analisi geostatistica.

E’ proprio nel rilievo di prossimità che gli APR (aeromobili a pilotaggio remoto) svolgono la loro importante funzione all’interno dell’agricoltura di precisione, raccogliendo con diversi tipi di sensori su di essi installati, le informazioni georeferenziate che saranno utilizzate per l’elaborazione delle mappe di prescrizione.

I più comuni sensori trasportati dagli APR sono di tipo ottico atti a rilevare la luce riflessa dalla vegetazione nel visibile e nell’infrarosso. E’ infatti noto che le piante durante l’attività fotosintetica, riflettono maggiormente le lunghezze d’onda nell’infrarosso vicino in quanto non hanno sufficiente energia per la sintesi di molecole organiche e se assorbite causerebbero un surriscaldamento dei tessuti con danni al vegetale. I cloroplasti, per la fotosintesi, assorbono invece la luce blu con lunghezza d’onda compresa tra i 0.4 ei 0.5 µm e la luce rossa con lunghezza d’onda compresa tra i 0.6 e i 0.7 µm mentre riflettono fortemente la luce verde con lunghezza d’onda compresa tra 0.5 e 0.6 µm. E’ il parenchima lacunoso, ricco di aria, che riflette la luce NIR con lunghezza d’onda tra i 0.7 e i 1.1 µm.

Una vegetazione in buona salute si avrà un grande divario tra la luce rossa assorbita e quella NIR riflessa, mentre piante sofferenti assorbiranno meno luce rossa per via della ridotta attività fotosintetica e di conseguenza si avrà un cedimento della struttura cellulare della foglia e quindi la riflettanza NIR diminuirà facendo ridurre significativamente la differenza tra i due valori. Il suolo sarà facilmente discriminabile in quanto invece ha valori alti di riflettanza nel rosso e molto bassi nel NIR.

La riflettanza in queste bande è stata utilizzata per sviluppare una serie di rapporti, il più conosciuto dei quali è l’NDVI (Normalised Difference Vegetation Index)

Tale indice varia tra -1 e +1, valori inferiori allo 0 non hanno significato ecologico, mentre valori leggermente positivi indicheranno una piccola differenza tra il NIR e il rosso tipico di assenza di attività fotosintetica e quindi caratteristici di suolo, acqua, rocce o piante morte, mentre valori prossimi a 1 indicheranno un’intensa attività fotosintetica e quindi caratteristici di una vegetazione in buona salute.

Gli APR (o droni) che vengono utilizzati in agricoltura di precisione, sono aeromobili a pilotaggio remoto, ovvero dei velivoli radiocomandati da un pilota che rimane a terra e sono in grado di compiere delle missioni automatiche impartite tramite software per agevolare le operazioni di mappatura e acquisizione dei dati multispettrali. Esistono due tipologie di APR, gli ala fissa, i classici aerei e gli ala rotante o multirotori, simili ad elicotteri ma che in genere possiedono da 4 fino ad 8 rotori. Il loro peso varia mediamente dai 2 ai 10 kg.

Questi velivoli se utilizzati per uso professionale, sono soggetti alla normativa ENAC (Ente Nazionale per l’Aviazione Civile) e in base a tale normativa il pilota/operatore dell’APR per operare legalmente deve essere riconosciuto da tale ente e quindi inserito nell’apposito elenco pubblico.

La normativa attualmente in vigore, consente agli APR di volare fino ad un’altezza di 150m, in un raggio di 500m dal pilota (se al di fuori di CTR e corridoi di atterraggio/decollo) e salvo autorizzazioni “speciali”, solo in aree che non prevedono il sorvolo, anche in caso di avarie, di aree congestionate, assembramenti di persone, agglomerati urbani e infrastrutture sensibili (autostrade, ferrovie, etc.).

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