Mail: francesco.marinello@unipd.it APR: Possibilità di utilizzo in agricoltura Francesco Marinello, Luigi Sartori Milano 26/09/2015
Breakthrough technology Il MIT ha messo i droni come la prima delle 10 tecnologie che cambieranno il mercato futuro
Breakthrough technology I DRONI POSSONO ESAUDIRE LE ASPETTATIVE?
Attualmente l attenzione in agricoltura è rivolta in modo principale a Micro e Mini APR per: - Costi (acquisto e manutenzione) - Praticità di trasporto - Praticità d uso - Flessibilità d uso - Facilità di pilotaggio Cosa sono gli APR
Gli APR in agricoltura Attualmente gli APR trovano tre impieghi fondamentali in ambito agricolo: fini commerciali Riprese video dall alto per la valorizzazione mediatica dei siti aziendali operazioni varie Operazioni mirate e localizzate in aree specifiche senza necessità di ingresso in campo con mezzi pesanti rilevamento dati Rilevamento di dati georeferenziati diversi a seconda dei sensori trasportati (ottici, elettrici, chimici, )
Gli APR in agricoltura: fini commerciali Gli APR consentono riprese video dall alto per la valorizzazione mediatica dei siti aziendali
Gli APR in agricoltura: fini non commerciali 1) L APR è in grado di fare l operazione che desidero? 2) Ci Intensità sono tecniche del vento? alternative più economiche, più efficaci o più efficienti? Capacità di carico? 3) Sono in grado di elaborare grosse quantità di dati? 4) Sono in grado di sintetizzare i dati in informazioni? 5) Sono in grado di utilizzare le informazioni ricavate? Autonomia di volo (15-30 min)
Gli APR in agricoltura: fini non commerciali 1) L APR è in grado di fare l operazione che desidero? 2) Ci sono tecniche alternative più economiche, più efficaci o più efficienti? 3) Sono in grado di elaborare grosse quantità di dati? Il dato low-cost è ormai comune a tutte le piattaforme, dal 4) Sono in grado di sintetizzare i dati in informazioni? satellite, all aereo, all APR, rendendo i dati accessibili anche 5) Sono in grado di utilizzare le informazioni ricavate? alle organizzazioni medie e piccole
1) L APR è in grado di fare l operazione che desidero? 2) Ci sono tecniche alternative più economiche, più efficaci o più efficienti? 3) Sono in grado di elaborare grosse quantità di dati? 4) Sono in grado di sintetizzare i dati in informazioni? 5) Sono in grado di utilizzare le informazioni ricavate? Gli APR in agricoltura: fini non commerciali Quantità di dati: 1 ha 5 cm 4 coord. 4 λ = 292 Mb Analisi e ricostruzione dei dati Mappatura di parametri ORTOFOTO DEM NDVI
Gli APR in agricoltura: fini non commerciali Per gli utilizzi non commerciali è importante definire le prestazioni di funzionamento degli APR. Analisi su 269 modelli sul mercato hanno evidenziato:
Gli APR in agricoltura: fini non commerciali Per gli utilizzi non commerciali è importante definire le prestazioni di funzionamento degli APR. Analisi su 269 modelli sul mercato hanno evidenziato:
Gli APR in agricoltura: fini non commerciali Per gli utilizzi non commerciali è importante definire le prestazioni di funzionamento degli APR. Analisi su 269 modelli sul mercato hanno evidenziato: velocità ala fissa elicotteri multicotteri max km/h km/h km/h da 50 50 10 a 170 120 80 media 90 90 40 L autonomia è tanto più bassa quanto più aumenta il carico autonomia ala fissa elicotteri multicotteri di volo min min min da 20 20 10 a 120 120 60 media 40 35 18
Gli APR in agricoltura: fini non commerciali Per gli utilizzi non commerciali è importante definire le prestazioni di funzionamento degli APR. Analisi su 269 modelli sul mercato hanno evidenziato: In generale i costi dei sistemi APR variano tra i 600 e i 3000 /kg, più il costo della strumentazione aggiuntiva di rilascio dei prodotti o di rilevamento dati
Analisi dei costi di volo Risultati dei dati raccolti Proiezioni di utilizzo degli APR Costi di utilizzo degli APR Unità Secondo proc. ENAC Amatoriale Tempo per volo min 6,2 7,6 Tempi accessori per volo min 21,8 5,3 N operatori 1-2 1 N voli eseguibili al giorno 8 11 Tempo volo effettivo min 49,5 83,4 Tempo di volo + accessori min 224,0 142,1 Tempo operatore totale ore 6,23 4,87 Spese aggiuntive 35 35 Costo operatore/i 25 /h 218,2 121,7 Costo drone + strumenti 40000 20000 20000 2000 Capacità di carico kg 6 2 2 1 Ammortamento drone /minuto 3,3 1,7 1,7 0,17 Costo al minuto di volo effettivo /minuto 8,4 6,8 3,5 2,0
L utilizzo degli APR può avvenire in modalità: Analisi dei costi di volo LENTA - Aree ridotte in molto tempo - Bassa velocità di volo - Bassa quota di volo VELOCE - Ampie aree in poco tempo - Elevata velocità di volo - Elevata quota di volo Effetti sugli usi degli APR in agricoltura: ESECUZIONE OPERAZIONI - Qualità dell operazione? - Omogeneità? - Perdite? - Costi? RILEVAMENTO DATI - Qualità dei dati? - Quantità di dati? - Risoluzione? - Costi?
Gli APR in agricoltura: operazioni varie Gli APR possono essere usati per operazioni localizzate senza necessità di ingresso in campo con mezzi pesanti: TRATTAMENTI LOCALIZZATI LOTTA BIOLOGICA
Gli APR in agricoltura: operazioni varie L utilizzo degli APR può avvenire in modalità: LENTA - Aree ridotte in molto tempo - Bassa velocità di volo - Bassa quota di volo VELOCE - Ampie aree in poco tempo - Elevata velocità di volo - Elevata quota di volo - 10 km/h - 5 m di fascia - 12-15 min/ha 24-52 /ha ( amatoriale ) 80-130 /ha ( ENAC ) - 20 km/h - 10 m di fascia - 5-8 min/ha 10-28 /ha ( amatoriale ) 34-64 /ha ( ENAC )
Gli APR in agricoltura: operazioni varie COPERTURA: 100% 40-70 /ha 4-12 /ha 10-130 /ha COPERTURA: 10% 30-60 /ha 2-10 /ha 3-30 /ha
Gli APR in agricoltura: rilevamento dati Vi sono due approcci di raccolta di dati di tipo ambientale: 1) Raccolta di campioni - solo per analisi chimiche di aria e polveri - richiede sistemi di incapsulamento - campioni limitati 2) Analisi diretta - per analisi chimiche, ottiche o acustiche - richiede strumenti leggeri - elevata velocità di analisi
Gli APR in agricoltura: rilevamento dati Gli APR consentono il rilevamento di dati georeferenziati diversi a seconda dei sensori trasportati (ottici, elettrici, chimici, ), consentendo la raccolta di dati quali: - vigoria - numerosità - dimensioni - stress - attività fotosintetica -
Gli APR in agricoltura: rilevamento dati I dati possono essere utilizzati in ambito di agricoltura di precisione per migliorare le rese o per ridurre i costi degli input. POSSO AVERE UN RITORNO SULL INVESTIMENTO?
Gli APR in agricoltura: rilevamento dati I dati possono essere utilizzati in ambito di agricoltura di precisione per migliorare le rese o per ridurre i costi degli input. Spese [ /ha] Ricavi [ /ha] 1100-1300 2000-2200 Frumento g.t. 800-900 1300-1400 Soia 700-800 1500-1700 Riso 2800-3200 4000-4500 Barbabietola 1800-2000 2800-3000 Pomodoro 6000-7000 8000-8500 Vite 6000-7000 7000-15000 Mais
Gli APR in agricoltura: rilevamento dati I dati possono essere utilizzati in ambito di agricoltura di precisione per migliorare le rese o per ridurre i costi degli input. Spese [ /ha] Mais 1100-1300 Frumento g.t. 800-900 Soia 700-800 Riso 2800-3200 Barbabietola 1800-2000 Pomodoro 6000-7000 Vite 6000-7000 MOLTI LAVORI CONCORDANO NEL DIRE CHE I COSTI DEGLI INPUT POSSONO ESSERE RIDOTTI DALLO 0 AL 10%, SECONDO LA VARIABILITÀ DI SUOLI E COLTURE
Gli APR in agricoltura: rilevamento dati I dati possono essere utilizzati in ambito di agricoltura di precisione per migliorare le rese o per ridurre i costi degli input. Riduzione costi Spese [ /ha] FINO A [ /ha] Mais 1100-1300 120 Frumento g.t. 800-900 85 Soia 700-800 75 Riso 2800-3200 250 Barbabietola 1800-2000 180 Pomodoro 6000-7000 300 Vite 6000-7000 400
Gli APR in agricoltura: rilevamento dati I margini di guadagno sono compatibili con i costi di gestione dei droni (10-130 /ha), soprattutto quando vengono eseguite scansioni a quota elevata e ad alta velocità Riduzione costi per avere informazioni su ampie FINO A [ /ha] aree in tempi brevi. 120 I margini sono possibili quando: - è presente elevata variabilità di campo - l azienda agricola è attrezzata per gestire interventi di precisione - la velocità e la quota sono sufficienti per evidenziare le variabilità di campo - i dati sono georiferibili 85 75 250 180 300 400
1. SAPER COGLIERE LE OPPORTUNITÀ CHE VENGONO DALLE NUOVE TECNOLOGIE Conclusioni 2. ESSERE CONCRETI E CAPIRE COME TRASFORMARE VANTAGGI POTENZIALI IN VATAGGI EFFETTIVI 3. GLI APR SONO UNO STRUMENTO UTILE QUANDO NON CI SONO ALTERNATIVE PIÙ ECONOMICHE DI LAVORAZIONE O DI MONITORAGGIO 4. TRADURRE IL DATO IN INFORMAZIONE 5. TRADURRE L INFORMAZIONE IN AZIONE
GRAZIE DELL ATTENZIONE