Testo vieri e- aiia 2007 rel 03 by emilio palchetti

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DISPOSITIVI E PROCEDURE NELLA “VITICOLTURA DI PRECISIONE” AI FINI DELLA TRACCIABILITÀ DI PRODOTTO E DELLA ECOCOMPATIBILITÀ DI PROCESSO Marco Vieri DIAF – Dipartimento di Ingegneria Agraria e Forestale – Università di Firenze

Riassunto L’agricoltura di precisione rappresenta una strategia gestionale che utilizza tecnologie informatiche avanzate per raccogliere dati relativi all’appezzamento ed alla singola pianta, al fine di razionalizzare il sistema produttivo con un ampliamento delle conoscneze. Vengono riportate alcune esperienze applicative che si stanno attuando in alcune aziende leader del comprensorio toscano ed in particolare la realizzazione di nuovi impianti con trapianto automatico progettato su CAD e controllato da GPS con rilievo delle specifiche di rintracciabilità del “materiale di partenza” a mezzo di RFID sulle barbatelle, il monitoraggio durante la fase colturale e la qualità del prodotto in fase di raccolta. Tali esperienze fanno parte delle ricerche del settore dell’Ingegneria delle Produzioni Viticole che vede la collaborazione di Leicageo, ISAGRI, BRAUD New Holland, Tenimenti MPS Azienda Poggio Bonelli. Parole chiave: Viticoltura di precisione, Tracciabilità, Ingegneria del Sistema Agricolo Summary The Precision Farming is an important monitoring tool aimed to improve the information basement that is necessary to optimize the managing strategy of the biological system as the grape production. In the paper are reported some research experiences carried out in representative farms of Tuscany vine area. In particular is mentioned the design of new vine plants by CAD-GPS softwares and the use of GPS driven machine in plantation. RFID systems to identify each vine plant to implement the registry as basement of tracaebility are used. To control the entire system chain trials has been recentlyconducted to verify a system able to control quality and quantity of site specific grape harvest. These experiences that involve general problems of Grape Production Engineering require a complex of competences that in our team are provided thanks LEICAGEO, ISAGRI, BRAUD New Holland, Tenimenti MPS Azienda Poggio Bonelli. Key words: Precision Viticulture, Traceability, Agricultural System Engineeting 1. PREMESSE L’impresa viticola, fondata sull’azienda agraria, sulla terra e su una coltura attuata nella previsione di un turno superiore ai venti anni, la cui durata supera ogni odierno limite di investimento ordinario, si trova oggi a progettare e gestire un sistema produttivo in cui sorgono maggiori esigenze di previsione e di verifica di tutti i fattori produttivi, con nuove competenze, più efficienti procedure e adeguati strumenti di monitoraggio e controllo per la realizzazione di “processi di qualità” con il perseguimento dei seguenti obiettivi:

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9 l’aumento delle capacità operative e della precisione nella esecuzione delle operazioni che oggi si può avvalere di sensori e sistemi di georeferenziazione integrata nelle fasi di progettazione, realizzazione e gestione del vigneto; 9 la realizzazione di impianti efficienti e d’altronde compatibili con le esigenze paesaggistiche ed ambientali (importante diventa ad esempio il problema dell’erosione); 9 il controllo della qualità igienico - ambientale nelle operazioni di difesa antiparassitaria; 9 il controllo della qualità di prodotto nelle fasi di raccolta; 9 la tracciabilità e rintracciabilità di tutto il processo. L’agricoltura di precisione, nella sua interpretazione europea, rappresenta una strategia gestionale che utilizza tecnologie informatiche per: a) il monitoraggio ambientale con l’acquisizione di diversi parametri di natura fisica, come la temperatura, l’umidità, la tessitura del terreno, la radiazione solare; e/o chimica come il pH, la sostanza organica presente, connessi all’ambiente su cui si sviluppa la coltivazione; b) il monitoraggio operativo che prevede l’acquisizione dei dati relativi allo svolgimento delle attività produttive come l’organizzazione aziendale e dei cantieri di lavoro; c) il monitoraggio produttivo distinto in monitoraggio colturale con l’acquisizione di informazioni su stadi fenologici, nutrizionali, fitosanitari e produttivi e il monitaraggio di prodotto attuato in fase di raccolta e necessario per attribuirne i parametri di qualità. Il presente lavoro analizza il problema descrivendo 4 esperienze tra loro complementari: 1. la realizzazione di impianti le cui basi progettuali sono vettorializzate e georeferenziate; 2. l’esecuzione del trapianto controllato dal sistema automatico di posizionamento che impiega le basi vettoriali di progettazione; 3. il controllo gestionale in fase di coltivazione; 4. il controllo sitospecifico di quantità e qualità della produzione raccolta. 2. LA GEOREFERENZIAZIONE 3D: BASI VETTORIALI DI PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE DEGLI IMPIANTI Gli attuali metodi di rilievo topografico attuati con sistemi di elevata precisione e rapidità di rilievo quali il Sistema Leica 1200, unitamente a specifici programmi CAD permettono di ottenere immagini tridimensionali vettoriali con cui valutare nel dettaglio problemi e interventi di realizzazione con le soluzioni ipotizzabili e di verificare inoltre la struttura definitiva dell’impianto potendo analizzare attraverso simulazioni la compatibilità ambientale in termini estetici e di erosione e l’efficienza operativa dei cantieri meccanizzati che vi dovranno operare. (Vieri et al, 2007). Nelle figure 1 e 2 è possibile vedere grazie alla grafica tridimensionale come sarà l'aspetto del vigneto, con la possibilità di valutare l’impatto paesaggistico e la logistica operativa dei cantieri di lavoro.

Figura 1 - Vista tridimensionale dell’impianto

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Figura 2 – Particolari di progetto dell’impianto da realizzare.

3. TRAPIANTO AUTOMATICO CON CONTROLLO VETTORIALESATELLITARE Le trapiantatrici più diffuse (Wagner, Clemens, Fornasier) possono essere tutte equipaggiate con i kit-GPS; tra i sistemi in commercio quello proposto da Leica Geo si compone di: • base di riferimento con palmare (Leica GPS 1200, stazione fissa per correzione RTK) • ricevitore satellitare di posizione (MNS 1230GG LEICA) a 72 canali a doppia frequenza, installato sulla macchina operatrice integrato all’unità hardware e al modem di comunicazione tra stazione fissa e ricevitore satellitare (rover); • antenna GPS (Leica MNA 1200) montata sulla trapiantatrice; • monitor touch screen in cabina collegato all’unità hardware dotata di software di acquisizione e gestione dei dati; • attuatore seriale per il controllo della slitta ad azionamento idraulico. Nel caso di trapiantatrici per vigneto corrisponde con il sistema di traslazione laterale dell’operatrice; consente la correzione dagli scostamenti dalla linea di guida ideale; • inclinometro per la correzione della verticalità dell’antenna nel caso di lavoro in terreni declivi; • motore elettrico collegato alla ruota di posa: ne regola la velocità in base alla velocità della trattrice consentendo di mantenere la distanza sulla fila delle barbatelle impostata in fase di progettazione dell’impianto; • sensore per il rilevamento della posizione delle pinze, necessario per la determinazione della velocità di rotazione della ruota di posa. Il sistema Leica è controllato da un software che può impostare direttamente i punti di trapianto con l’acquisizione diretta dei limiti della superficie da impiantare, la impostazione delle misure di interfila e di interpianta, l’orientamento dei filari e la linea delle testate.

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E’ d’altronde possibile immettere direttamente i dati di progetto avendo effettuato le necessarie verifiche di collimazione delle posizioni; una volta posizionata la stazione base, è necessario percorrere con il trattore una prima passata di riferimento al margine dell’appezzamento. Sulla base dei dati inseriti, il software visualizzerà la mappa georeferenziata dell’ impianto indicando l’area dell’appezzamento, il numero di barbatelle e di pali necessari e mostrerà all’operatore i riferimenti guida per la navigazione lungo i filari indicando il punto di partenza di ciascuno di esso e la posizione della trattrice all’interno dell’appezzamento.

Figura 3: Schermata del monitor di controllo della trapiantatrice – Schema grafico d’impianto. (Fonte: Leica Geo)

Figura 4: Schermata del monitor di controllo della trapiantatrice Avvicinamento all’impianto e posizionamento –allineamento del cantiere di lavoro [il punto rosso esterno all’impianto indica la posizione del trattore]. (Fonte: Leica Geo)

Figura 5: Schermata del monitor di controllo della trapiantatrice – Navigazione lungo i filari. (Fonte: Leica Geo)

Una volta all’interno dell’area d’impianto, attivati tutti i dispositivi, la ruota di posa della trapiantatrice entrerà in funzione automaticamente avviando il posizionamento delle barbatelle. L’operatore dovrà esclusivamente controllare sul display in cabina che la trattrice segua la linea ideale di lavoro evitando scostamenti troppo accentuate.

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La differenza di precisione fra i diversi sistemi è legata alla precisione del sistema DGPS e soprattutto alla frequenza di aggiornamento poiché il sistema si muove ad una velocità compresa fra 0,5 e 1,5 m/s (1,8-5 km/h). L’errore di scostamento rispetto al punto teorico d’impianto, dovuto al ricevitore GPS, è dato dal rapporto tra la velocità di spostamento della trattrice (espresse in m/s) e gli impulsi al secondo (espressi in Hertz) del ricevitore stesso. errore di posizionamento (m) = velocità di avanzamento (m/s) aggiornamenti al secondo (Hz) L’errore di scostamento trasversale all’avanzamento, in riferimento al punto teorico d’impianto, può essere considerato trascurabile; al contrario, l’errore di scostamento longitudinale, direttamente proporzionale alla velocità di avanzamento del mezzo, può essere considerebolmente diverso in relazione al sistema DGPS impiagato. Come risulta dalla tabella n°2, notevole è stato l’incremento di precisione di tali sistemi dopo il passaggio dall’utilizzo dei ricevitori GPS a 5Hz ai recenti ricevitori a 20Hz. Tabella n 1:: Errori teorici di scostamento longitudinale dei ricevitori a 5 e 20 Hz

Velocità della trattrice Km/h m/s 1,0 0,3 2,0 0,5 3,0 0,8 3,6 1,0 Errore medio

Errore longitudinale (±cm) Ricevitore 5Hz Ricevitore 20Hz 5,6 1,4 11,1 2,8 16,7 4,2 19,4 5,0 12,5

3,2

Prove sperimentali sono state fatte nella primavera 2007 presso l’Azienda Agricola “Tenuta di Sticciano” ubicato nel comune di Certaldo (Firenze) in località Fiano, caratterizzato da: sesto d’impianto 2,5 x 0,8m; distanza tra i pali 5,6m; densità 5000 piante/ha; estensione 2,5 ha; filari disposti a rittochino; pendenza variabile mediamente 4-6%; varietà Sangiovese. L’ impianto è stato realizzato utilizzando una trapiantatrice Wagner trainata da una trattrice John Deere 6410 da 105 CV equipaggiate con un kit satellitare Leica. Del cantiere facevano parte anche quattro operatori: uno alla guida della trattrice, due addetti al magazzino e un addetto al controllo della corretta messa a dimora delle barbatelle. Per verificare la reale precisione d’impianto del kit satellitare per il trapianto di barbatelle, è stata fatta una comparazione con lo squadro fatto con strumenti topografici classici ed una misurazione manuale della distanza progressiva di alcune piante consecutive, a partire da un riferimento fisso posto all’inizio del filare. All’ interno del vigneto sono stati scelti casualmente quattro filari; di questi è stata rilevata, con l’ausilio di una rotella metrica, la distanza progressiva di ciascuna barbatella; assumendo come riferimento la prima pianta di ciascun filare. Sulla base delle rilevazioni effettuate sono stati calcolati gli errori di scostamento longitudinale rispetto al progetto d’impianto, che prevedeva una distanza sulla fila di 0,80m. L’errore planimetrico medio è risultato di ±0,06 m pari al 7,5% della distanza interpianta (0,8m) con una deviazione standard di ±0,04.

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Per meglio valutare e comparare il sistema è stata fatta un’analisi per classe di errore: • I classe: errore strumentale. Valori inferiori al 4%. Il limite superiore di questa classe è stato ottenuto come media degli errori teorici di scostamento longitudinale corrispondenti alle diverse velocità di avanzamento della trattrice espressa in percentuale rispetto ad una distanza sulla fila di 0,80m (considerando una gamma di velocità variabile da 1 a 3,5Km/h ed un ricevitore GPS 20Hz); • II classe: errore normale. Valori compresi tra l’errore teorico e l’errore normalizzato sulle tecnologie attuali (4%< x <13%). L’errore normalizzato sulle tecnologie attuali, è stato ottenuto considerando di voler impiantare un filare di lunghezza 300m con una distanza sulla fila di 1m utilizzando un sistema di allineamento laser. Per fare ciò occorrerà montare sulla trapiantatrice un rocchetto di 300mm di diametro con un avvolgimento di spessore 30mm. Procedendo con l’impianto, a causa dello svolgimento del filo, il raggio del sistema rocchetto + avvolgimento passerà gradualmente da 180mm a 150mm facendo così variare la distanza di posa sulla fila. Infatti, se le prime barbatelle verranno piantate ad una distanza di circa 1,13m, le ultime saranno messe a dimora ad una distanza di circa 0,94m. In questo modo si assisterà ad un progressivo accorciamento della distanza sulla fila con un errore teorico di scostamento longitudinale che varia in un intervallo da + 13cm a – 6cm rispetto al progetto d’impianto. L’errore massimo (+13cm), espresso in percentuale (13%) rispetto alla distanza sulla fila voluta (1m) è l’errore normalizzato sulle tecnologie attuali scelto come limite superiore della seconda classe nonché come soglia di accettabilità dell’errore del sistema GPS. • III classe: errore elevato. Della terza classe fanno parte gli errori considerati elevati, compresi tra l’errore normalizzato sulle tecnologie attuali 13 % ed il 20%. • IV classe:errore grave. Scostamenti superiori al 20% La classe con la maggior frequenza risulta essere la seconda con il 63,08% dei valori rilevati; seguono la prima e la terza rispettivamente con il 24,62% e il 10,77%; in ultimo la quarta con 1,54%. (Figura 6) I classe

II classe

< 4%

4% - 13%

errore STRUMENTALE errore NORMALE

IIIclasse 10,77%

IV classe 1,54%

I classe 24,62%

III classe

13% - 20%

errore ELEVATO

IV classe

> 20%

errore GRAVE

II classe 63,08%

Figura 6- : Percentuali di frequenza nelle 4 classi di precisione

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4. COSTRUZIONE E DELL’IMPIANTO

GESTIONE

UNA

MAPPA

ANAGRAFICA

4.1. IL CASO DEL PROGETTO GEOVIGNA (LEICA) L’esperienza precedentemente illustrata rende possibile l’immediata adozione di tecniche ormai disponibili per attribuire ad ogni pianta messa a dimora una posizione anagrafica d’impianto cui riportare tutte le informazioni che dal vivaio e per tutta la durata dell’impianto caratterizzano la storia della pianta e dell’impiato. Analizzando una possibile applicazione delle moderne tecnologie attuali applicate alla viticoltura, possiamo prendere in considerazione il progetto promosso da Leica Geosystem S.p.A. e cioè il “Progetto GEOVIGNA: Tracciabilità del Vino”. Il progetto GeoVigna permette grazie ad un trasponder (RFID Radio Frequency Identification) di monitorare la produzione del vino dalla fase d’impianto della barbatella, alla fase della vendita al consumatore finale. Nella pratica i trasponder sono dei microchip che contengono un identificativo (ID) univoco, in grado di identificare qualsiasi oggetto in cui vengono applicati. Questi possono essere applicati direttamente sulle bottiglie e quindi seguirne tutta la storia dall’imbottigliamento alla vendita, ma ancora prima possono essere applicati sulle singole barbatelle riuscendo così grazie a dei varchi o antenne di comunicazione a leggere i dati anagrafici e seguire passo passo la vita di ogni barbatella. Questi rilevatori possono quindi essere montati sulle trapiantatrici che ne attribuiscono i dati di georeferenziazione. Questi dati si inseriscono quindi nella catena di rintracciabilità fino al prodotto finale. Nel caso specifico delle bottiglie di vino, un microchip delle dimensioni e spessore di un francobollo viene applicato sotto l’etichetta della bottiglia. Ciò può essere effettuato dalla macchina etichettatrice utilizzata dall’Azienda. Successivamente tramite un lettore RFID, ogni codice univoco del microchip viene inserito all’interno di un database creato appositamente dall’azienda ed abbinato ad ogni singola bottiglia prodotta. Molti sono i dati che possono essere abbinati, tra i più importanti possiamo avere le caratteristiche del prodotto, il nome del vigneto di origine, la varietà, le analisi chimico fisiche, la tipologia di produzione, la varietà, le condizioni del suolo e dello specifico appezzamento da cui deriva la singola bottiglia (pendenza, assolazione, esposizione, pedologia, geologia, ecc), il giorno e l’ora della vendemmia e la data di imbottigliamento. Inoltre possono essere anche inseriti: la descrizione dell’azienda, le caratteristiche organolettiche, i premi/certificati ottenuti nei vari concorsi internazionali e nelle guide di settore, i relativi abbinamenti gastronomici, i consigli sul come servire il vino, i numeri delle bottiglie prodotte. Infine, ma non da considerare meno importanti, sono i dati di interesse solamente aziendale come il distributore di destinazione.

Figura 7 - Esempio di PAPER-TAG (Leica Geosiytems S.p.A. – Progetto Geovigna – La tracciabilità del Vino)

Il distributore di destinazione sarà fornito di un lettore portatile RFID per controllare l’originalità della bottiglia (anticontraffazione) e per fornire il codice al cliente finale, in modo

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tale da avere la certezza della sua autenticità. Quando venderà il prodotto, fornirà così l’identificativo come certificato di garanzia. Collegandosi al sito internet dell’Azienda e digitando il codice ottenuto, il cliente finale sarà in grado di visualizzare le informazioni contenute nel microchip. I vantaggi di questa innovazione sono facilmente comprensibili, innanzitutto risulta molto semplice controllare i canali distributivi, e di conseguenza gestire tutta la produzione, automatizzando anche le varie fasi di bollettazione, carico/scarico di magazzino e fatturazione. Gli impieghi del microchip nel settore vitivinicolo, non si limitano però all’utilizzo sulle bottiglie, ma possono essere usati per la manutenzione e gestione dei vigneti, infatti essi permettono di memorizzare all’interno del chip stesso, o collegandosi con il loro ID univoco al database aziendale, una grande quantità di dati che possono essere aggiornati e/o modificati continuamente. Un possibile impiego è quello della loro applicazione sulla capezzagna di un vigneto oppure sui singoli filari dei vigneti, in modo da essere in grado di memorizzare tutte le informazioni necessarie per controllare, fare manutenzioni, aggiornare il vigneto stesso, semplicemente leggendo il chip al passaggio del mezzo agricolo. Il microchip di cui si vedono esempi in figura 8 può essere inserito sulla testa di un bullone, su fascette ecc. e costituisce un identificatore i cui dati, collegati al sistema di georeferenziazione, vengono inseriti nella registrazione cronologica degli eventi, delle operazioni attuate, delle modalità operative quali, come esempio più significativo, quelle relative ai trattamenti antiparassitari.

Figura 8 PATCH-TAG microchip adesivo di dimensioni BOL-TAG microchip installato sulla testa di un bullone

4.2. IL CASO DEL PROGETTO DI RICERCA “GOODFOOD: QUALITÀ E SICUREZZA DEGLI ALIMENTI CON MICROSISTEMI “AMBIENT INTELLIGENCE” Nei vigneti dell’azienda agricola Montepaldi dell’Università di Firenze, a San Casciano Val di Pesa, si sperimenta da ottobre 2005 una tecnologia molto innovativa. Alle piante è stato infatti applicato un sistema di microsensori, connessi in rete con modalità wireless, cioè senza fili. Una grande quantità di dati sono tenuti sotto controllo dai microsensori, come ad esempio lo stato di salute delle viti, le condizioni del terreno, gli agenti patogeni e molto altro ancora; in modo da monitorare la qualità di quello che sarà il prodotto finale. L’esperimento di Montepaldi è una delle prime applicazioni di una nuovissima tecnologia, quella del Wireless Sensor Network, la prima in assoluto, a livello europeo, nel settore alimentare. È infatti uno dei risultati di un progetto europeo di ricerca, GoodFood (http://www.goodfoodproject.org), che sta studiando come garantire la qualità, la sicurezza e la tracciabilità dei principali alimenti (vino, frutta, cereali) attraverso la micro-nanoelettronica. Lo scopo del progetto è quello di sviluppare nuove generazioni di micro-nano sensori

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di tutti i tipi (chimici-fisici-genomici) che possano tracciare e quindi garantire tutto l’iter, dalla produzione agricola al consumatore, con fine di garantire la qualità del prodotto minimizzando l’impatto di agenti chimici. Vengono così registrati tutti i parametri fisiologici relativi alla pianta (crescita diametrale, temperatura della foglia, umidità e temperatura del suolo, umidità e temperatura dell'aria), dati che sono leggibili a distanza attraverso un semplice collegamento Internet. Il funzionamento è semplice, alcuni sensori che rilevano l’umidità sono disposti su circa un ettaro in due diverse schiere, circa ogni 20 metri di distanza formando così una stretta maglia. I sensori di umidità del terreno sono posti a due differenti profondità: -10 e -30 cm (in modo da tenere sotto controllo diversi livelli della radice della pianta), altri sensori posti in campo sono quelli climatici o di crescita diametrale. Questa come altre esperienza quali il Progetto Leica rappresentano il quadro delle ampie possibilità prevedibili dalle loro integrazioni 5. IL MONITORAGGIO PUNTUALE DELLA PRODUZIONE VITICOLA Il passaggio finale di controllo della filiera vitivinicola riguarda la raccolta del prodotto. Attualmente si sta ricercando sulla integrazione del sistema vendemmiatrice con quello di analisi georeferenziata del raccolto con rilevazioni in tempo di peso, grado zuccherino, acidità, ecc…, trasmettendo i dati direttamente sui computer della cantina per poter indirizzare il materiale su diverse linee di processo. La prima applicazione reale è quella relativa alla determinazione della massa di raccolta (Spezia, 2006). Sulle macchine vendemmiatrici dotate di ricevitore satellitare, sono installati dei sensori per la determinazione del peso dell’uva oppure del suo volume, in questo caso però si necessita di un prodotto perfettamente pulito, perché le foglie potrebbero falsare la misura. In commercio sono gia disponibili alcuni di questi dispositivi che possono essere montati sulla maggior parte delle vendemmiatrici. Questi sono nati per valutare le rese medie per appezzamento e per percorso, ma per ottenere mappe molto più accurate occorre isolare il prodotto raccolto per l’unità di misura prescelta sui nastri trasportatori, così da poterlo pesare singolarmente (Dosso e Spezia, 2006). Prototipi sperimentali sono stati realizzati come distributori rotativi a passi, ad esempio il sistema Canlink 3000 GRM della Scanfarm , applicabile alle macchina vendemmiatrici, in grado di pesare in continuo l’uva raccolta e di collezionare i dati georeferenziati in una memory card per gli usi futuri. La centralina di controllo a disposizione dell’operatore è collegata ad un’antenna GPS che va a georeferenziare i dati registrati: da un lato il peso dell’uva rilevato delle celle di carico (load cell) poste al di sotto di un nastro trasportatore dell’uva raccolta, dall’altro la velocità dello stesso nastro rilevata da un sensore in prossimità (proximity swicth) che legge le tacche del disco (target disc) montato sull’albero di trazione del nastro trasportatore. Il peso dell’uva è però insufficiente per poter valutare la qualità , sono quindi stati messi a punto altri sensori per analizzare il grado zuccherino, l’acidità ed il pH. Soprattutto in Francia dove viene raccolto meccanicamente oltre l’80% delle uve, grazie all’impiego di 17.000 macchine vendemmiatrici, negli ultimi anni alcune ditte costruttrici hanno sviluppato una serie di sensori in grado di georeferenziare la produzione e al medesimo tempo di rilevare in tempo reale alcune delle caratteristiche dei mosti: contenuto zuccherino, acidità, pH. L’errore nella determinazione automatica di tali parametri è dell’ordine del 2%. Sulla base di queste premesse in collaborazione si sono avviate in Toscana

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sperimentazioni per mettere a punto soprattutto la valutazione dei dati ottenibili da tali tecnologie e l’importanza nella gestione colturale dell’impianto, nell’incremento qualitativo ottenibile nella fase di trasformazione. E’ stato pertanto messo a punto un piano operativo che permetta di raggiungere tali obiettivi operando per gradi successivi: 1. vendemmia 2007: simulazione in campo di un controllo delle uve in continuo tramite raccolta manuale di campioni dalla vendemmiatrice e analisi standard di laboratorio. In tale fase si è cercato di capire l’importanza di un monitoraggio in continuo delle caratteristiche delle uve e, in secondo luogo, si è cercato di costruire delle mappe tematiche da tecnologia GPS che descrivessero il monitoraggio effettuato. 2. vendemmia 2008: sviluppo di un sistema di raccolta e analisi delle uve in continuo da applicare su vendemmiatrice, collegata a sistema GPS per l’acquisizione dei dati. 5.1. SPERIMENTAZIONE VENDEMMIA 2007 Nell’Azienda Poggio Bonelli (tenimenti MPS) sono stati scelti 3 vigneti a cultivar Sangiovese posti in 3 differenti zone dell’azienda situate nel comune di Castelnuovo Berardenga (Siena). Il monitoraggio effettuato ha riguardato 3 filari per ognuno dei vigneti, per complessivi 9 filari analizzati. Su ogni filare sono state monitorate tutte le campate, in modo da restringere al massimo il campo di analisi. I parametri considerati in fase prevendemmiale per una descrizione generale dello stato del vigneto sono stati: nome vigneto, sesto di impianto, cultivar, esposizione, pendenza del vigneto; superficie fogliare tramite indice LAI (leaf area index); peso dei grappoli; FRF indice di distaccamento degli acini. Durante la fase di vendemmia vera e propria si è proceduto alla raccolta, direttamente dalla vendemmiatrice New Holland Braud serie VL570, dei campioni di uva raccolti in corrispondenza di ogni campata dei filari, per un totale di 318 campioni. Tutte le fasi di raccolta sono state monitorate e georeferenziate mediante l’utilizzo di 2 sistemi GPS (gentilmente messi a disposizione da LEICA e ISAGRI), che hanno rilevato il tracciato percorso dalla vendemmiatrice durante il lavoro. Immediatamente nel laboratorio aziendale si è proceduto all’ammostamento dei campioni per le analisi di pH, ac.totale e zuccheri. 5.2. PRIMI RISULTATI PROVE 2007 Questa prima elaborazione dei dati rilevati ha permesso di comprendere l’importanza di un monitoraggio in continuo del lavoro della vendemmiatrice, per la grande variabilità di valori di pH, ac.tot. e zuccheri presente all’interno dello stesso filare e tra campate successive. Ad esempio, come si vede nei grafici sottostanti, il monitoraggio in continuo delle uve permette di registrare un eventuale “danneggiamento” del carico in tramoggia per effetto di una pioggia improvvisa (della durata di pochi minuti e intensita inferiore a 0,5 mm) verificatasi durante il campionamento del vigneto V3 filare 1). Questo evento, anche se lieve e di breve durata, ha influito sulle caratteristiche qualitative delle uve, causando: - una diluizione degli zuccheri: 20 campioni su 7 si trovano sotto ai 18,5°, con una media per il filare di 17,4° Babo (rispettivamente 11,10% Vol. e 10,44% Vol. medio) Tale grado alcolico non si presta ad una vinificazione “top di gamma” a meno di una correzione del grado zuccherino. - valori di pH abbastanza elevati. La media dei valori di pH che caratterizzano il raccolto del filare F1 si attesta su 3,44. Tale valore in letteratura viene considerato un

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“confine” oltre il quale si passa da una ottimale stabilità dei vini ad una zona di rischio da contaminazioni. Ribereau-Gayon (Trattato di enologia) afferma in merito ai rischi di contaminazione di batteri acetici: “ l’acidità svolge egualmente (alla temperatura) un ruolo giacchè lo spunto è praticamente impossibile a pH 3,0 e diviene agevole a pH 3,4.” Si può presumere che con queste caratteristiche, le uve raccolte meccanicamente, pur provenendo da un vigneto solitamente destinato a produzioni di alta qualità (cru), non dovrebbero essere inserite in una vinificazione per vini di alta gamma. Correlazione ac.tot-pH (V3-F1) 8,00

3,65

7,50

3,60 3,55

7,00

3,50 6,50 3,45

Ac. Tot F1 pH F1

6,00 3,40 5,50

3,35

5,00

3,30

4,50

3,25 1

c a m pa t e

co r r el az io ne B ab o - A c.T o t ( v3 - f 1)

8,50 21,50 8,00 20,50 7,50 19,50 7,00 18,50

6,50

°Babo F1 Ac. Tot F1

17,50

6,00

16,50

5,50

15,50

5,00

14,50

4,50 1

c a mpa t e

Figura 7 – Risultati esemplificativi delle analisi puntuali (in ascissa la sequenza delle campate)

Un sistema di questo tipo permette tramite la georeferenziazione di avere un quadro molto dettagliato delle caratteristiche qualitative delle uve all’interno di un appezzamento. In questo modo, ad esempio, sarà possibile conoscere le caratteristiche delle uve presenti nelle tramogge di raccolta della vendemmiatrice, prima ancora che queste vengano conferite alla zona di vinificazione. Il quadro completo delle uve raccolte, una volta in cantina, può essere analizzato dai responsabili, per decidere preventivamente la destinazione enologica del carico conferito.

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L’applicazione in larga scala di questo sistema di monitoraggio in continuo, permetterà di diversificare i raccolti, non più in base al vigneto di provenienza, ma in base alle reali caratteristiche intrinseche delle uve anche di soli pochi filari. Bibliografia 9 Bastida R., Barriero P., Valero C. On – Board Sensors For Vine Harvesters. Best (2005), Hall (2003) Ortega (2003), Lakota, (2003) 9 Best S., Barrera J.A. (2005). Use Of Precision Agriculture Tools To Optimze The Harvest Of High Quality Grapes. 12-16 September 2005, Montpellier France 9 Brancadoro L., Dosso P., Faccincani M., Scienza A., Serina F. (2006): Viticoltura Di Precisione Assistita Da Satellite In Franciacorta. VQ. Marzo 2006 Pag. 22-33 9 Dosso, P. – Spezia, G. (2006) Viticoltura Di Precisione Grande Risorsa Per Il Futuro. Riv. L’informatore Agrario N° 24 , Pag. 58 – 63. 9 Mattolini V. Et Al. Development Of A Programmable Sensor Interface For Wireless Network Nodes For Intelligent Agricultural Applications 9 Mazzetto F. (2006): La Centralità Dei Sistemi Informativi Aziendali Tra Menagement Informatizzato E Agricoltura Di Precisione. Accademia dei Georgofili 9 Sartori, L. – Rota, M. (2006) Utilizzo Della Tecnologia Gps Nell’impianto Del Vigneto. Riv. L’informatore Agrario N° 7, Pag. 60 – 62. 9 Tisseyre, B., Ojeda, H. and Taylor, J. (2007) New technologies and methodologies for site-specific viticulture. J. Int. Sci. Vigne Vin, 41(2), p63-76 9 Vieri M. et al., (2006). Le lavorazioni conservative nella viticoltura collinare. (Romagnoli E., Bibbiani D.); La gestione dell’inerbimento nei vigneti terrazzati; L’utilizzo del compost come mezzo per contrastare l’erozione (Rimediotti M., Bibbiani D.); La gestione dello scheletro nei nuovi schemi sistematori (Panichi M., Corti G.); Nuovi strumenti di progettazione revisionale dei vigneti terrazzati (Alderighi F.). Linee Guida per la Gestione Sostenibile dei Vigneti Collinari. Autorità di Bacino del Fiume Arno. Pg 61-109. 9 Vieri M. (2003): L’evoluzione Tecnica E Tecnologica Nella Moderna Viticoltura Imprenditoriale. Accademia Dei Georgofili , Firenze 21 Ottobre 2003. 9 Vieri M., Parenti A. (2006): Vendemmia Meccanica Sempre Più Precisa E Pulita . L’informatore Agrario 19/2006. 9 Vieri M., Pergher G. (2007). Progressi della ricerca nella Ingegneria delle Produzioni Viticole. Convegno Nazionale III°, V°e VI° Sezione A.I.I.A, Pisa e Volterra 5-7 settembre 2007 “Tecnologie innovative nelle filiere:orticola, vitivinicola e olivicola-olearia”. Ringraziamenti Un ringraziamento particolare ai miei studenti senza i quali, con il loro impegno e il grande entusiasmo, molte delle nostre ricerche non sarebbero possibili: Dr. PiePaolo Pagni, Dr. Alberto Miglioli; Dr. Luca Iozzi, Dr. Lorenzo Albanese, Lorenzo Mengoni, Simone Nencioni. La gratitudine e la soddisfazione di aver collaborato con il pool di aziende che hanno condiviso dubbi, entusiasmo e prospettive: LEICA, ISAGRI, BRAUD, TENIMENTI MPS La gratitudine di sempre ai miei colleghi: Giancarlo Cosi, Riccardo Lisci, Angela Cannizzo, Dr. Marco Rimediotti,