L'agricoltura moderna è un settore in continua evoluzione, dove l'innovazione tecnologica gioca un ruolo cruciale nel miglioramento dell'efficienza e della sostenibilità.
Tra le tecnologie più influenti, i Sistemi Globali di Navigazione Satellitare (GNSS) si sono affermati come uno strumento indispensabile, trasformando ogni fase del ciclo agricolo: dalla preparazione del terreno alla semina, dalla gestione delle colture fino al raccolto.
Come il GNSS ha Cambiato il Lavoro sul Campo
Tradizionalmente, l'agricoltura si basava su una combinazione di esperienza e osservazione. Inizialmente, la precisione metrica offerta dai sistemi GPS base era sufficiente per il tracciamento dei veicoli, ma l'evoluzione delle tecniche di posizionamento ha aperto la strada a nuove possibilità.
Oggi, l'utilizzo di tecnologie RTK (Real-Time Kinematic) permette di raggiungere un'accuratezza di pochi centimetri. Questa precisione è fondamentale per una serie di applicazioni che un tempo sembravano inimmaginabili:
- Guida automatica: I trattori dotati di GNSS RTK possono operare in modo completamente autonomo, seguendo percorsi predefiniti con estrema precisione. Questo riduce la sovrapposizione del lavoro, minimizza il consumo di carburante e ottimizza l'uso di sementi, fertilizzanti e pesticidi.
- Semina e impianto di precisione: La precisione centimetrica consente di piantare ogni seme alla giusta distanza e profondità, massimizzando la resa per ettaro e garantendo un uso efficiente delle risorse.
- Mappatura del suolo e delle rese: I dati GNSS, integrati con sensori e droni, permettono di creare mappe dettagliate dei campi. Queste mappe identificano le aree che necessitano di più nutrienti o acqua, consentendo una gestione "a rateo variabile" che ottimizza la produzione e riduce gli sprechi.
L'Agricoltura 4.0
Il GNSS si integra in un ecosistema più ampio di tecnologie, definendo il concetto di Agricoltura 4.0. Droni e robot agricoli, dotati di sensori e sistemi GNSS, possono monitorare la salute delle colture, diserbare o raccogliere in modo autonomo. Questi sistemi, supportati da dati geospaziali di alta qualità, trasformano l'azienda agricola in una rete di dispositivi connessi e intelligenti, dove ogni operazione è pianificata, eseguita e analizzata con la massima precisione.
Per funzionare correttamente, le applicazioni di agricoltura di precisione dipendono da un segnale GNSS stabile e affidabile. Tuttavia, esistono fenomeni atmosferici che possono degradare severamente la qualità del segnale. Uno dei più problematici è la scintillazione ionosferica.
La ionosfera è uno strato dell'atmosfera terrestre, tra i 60 e i 1000 km di altitudine, carico di particelle elettriche (ioni ed elettroni). Quando i segnali GNSS attraversano questo strato, possono incontrare delle irregolarità nella densità di elettroni. Queste irregolarità agiscono come una lente, disturbando il segnale in due modi principali:
● Scintillazione di ampiezza: Causa una rapida fluttuazione della potenza del segnale, che può indebolirsi al punto da causare una perdita del "lock" da parte del ricevitore, interrompendo il posizionamento.
● Scintillazione di fase: Altera la "forma" del segnale, introducendo un rumore che il ricevitore può interpretare erroneamente come "cycle slip". Questo degrada la qualità delle misure e, di conseguenza, la precisione del posizionamento.
L'effetto finale è una perdita di accuratezza che può passare da pochi centimetri a diversi metri, rendendo di fatto inutilizzabili le tecniche di guida automatica o di semina di precisione. Questo fenomeno è particolarmente intenso e frequente nelle regioni equatoriali, come il Brasile, un'area chiave per l'agricoltura globale.
Il Progetto FAIR: Una Soluzione Concreta da Gter
Per rispondere a questa sfida, Gter ha partecipato al progetto FAIR (Future Agriculture through Innovative GNSS Robustness), un'iniziativa dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA) mirata a validare soluzioni innovative per garantire la robustezza del posizionamento GNSS in agricoltura.
L'obiettivo principale del contributo di Gter partner di SpaceEarth Technologies (SET) era testare sul campo l'efficacia dei propri algoritmi brevettati per la mitigazione degli effetti della scintillazione e del multipath (l'errore causato dalle riflessioni del segnale su superfici).
Per fare ciò, è stata condotta un'intensa campagna di test in Brasile tra ottobre 2024 e febbraio 2025, in collaborazione con prestigiose università locali come l'UNESP di Presidente Prudente e l'USP di Piracicaba. La sperimentazione è stata articolata in due scenari:
● Esperimenti Statici: Sono stati installati dei ricevitori fissi, chiamati Scintillation Box (SB), che hanno raccolto dati ininterrottamente per mesi. Questi dati, pur provenendo da un punto fermo, sono stati processati in modalità cinematica per simulare il movimento e valutare l'impatto della scintillazione.
● Esperimenti Cinematici: Un rover GNSS è stato montato su un braccio rotante per seguire una traiettoria circolare perfettamente nota, permettendo di misurare con precisione l'errore di posizionamento con e senza l'attivazione degli algoritmi di mitigazione.
I risultati hanno dimostrato che la soluzione sviluppata è in grado di identificare e correggere efficacemente gli errori indotti dalla scintillazione, filtrando il rumore e prevenendo i picchi di errore che compromettono il posizionamento. In questo modo, è stato possibile mantenere un'accuratezza centimetrica anche durante eventi di forte scintillazione, garantendo l'affidabilità richiesta dall'agricoltura di precisione.
In conclusione, l'adozione di soluzioni GNSS di alta precisione sta rivoluzionando il settore agricolo, offrendo agli agricoltori gli strumenti necessari per affrontare le sfide del futuro. La capacità di prendere decisioni informate e basate sui dati non solo aumenta la produttività e la redditività, ma apre anche la strada a un'agricoltura più sostenibile ed efficiente.
