Valutazione della funzionalità di distribuzione di un atomizzatore innovativo

La dispersione nell’ambiente dei prodotti fitosanitari durante il trattamento è una problematica di rilevante importanza, impossibile da eliminare del tutto ma che può essere ampiamente limitata.
La maggior parte delle perdite è imputabile alla deriva, fenomeno che porta la miscela irrorata distante dal punto di applicazione. La deriva può essere di entità variabile, con perdite di miscela che possono andare dal 30% a più del 50%, con picchi del 70%.
Il lavoro di tesi si è inserito nelle attività del progetto Smart Sprayer finanziato dalla misura 16.1 azione 2 del PSR 2014-2020 della Regione Marche che ha avuto come obiettivo la progettazione e la messa in opera di un sistema di controllo della distribuzione di miscela antiparassitaria innovativo, economico e facile da utilizzare, basato su un rilevatore LiDAR o laserscanner. Il dispositivo, realizzato da ISELQUI Technology srl, permette all’atomizzatore di modulare in tempo reale l’irrorazione, localizzandola sul target grazie all’apertura e chiusura degli ugelli in funzione del carico vegetativo. La sperimentazione è consistita nella valutazione, con misure, della qualità della distribuzione della miscela così irrorata (sistema LiDAR) confrontandola con la distribuzione ottenuta con l’atomizzatore operante senza il dispositivo (sistema Standard).
Il sistema di controllo consta di due unità principali: una prima unità di acquisizione e processamento dati; una seconda unità provvista di attuatori, uno per ogni ugello dell’irroratrice.
I test sono stati condotti in un vigneto con elevata presenza di fallanze. L’appezzamento è stato diviso in due sezioni, ognuna destinata rispettivamente all’allestimento dell’atomizzatore con sistema LiDAR e con sistema Standard. In ogni sezione sono stati selezionati i filari da campionare, divisi a loro volta in tre blocchi. All’interno di ogni blocco sono state scelte, randomizzate, 30 aree di saggio: 15 in corrispondenza di vuoti e fallanze e 15 con vegetazione ben sviluppata e uniforme, per un totale di 180 aree di saggio. In ogni area di saggio sono state posizionate 3 cartine idrosensibili, Globalmente, sono state analizzate 450 cartine, raccolte in due rilievi effettuati nei mesi di giugno e luglio 2022 (Figura 1 successione di fotogrammi raffiguranti la distribuzione sitospecifica del prodotto fitosanitario operata dal prototipo.jpg).
Una volta terminati i trattamenti, le cartine impressionate dalla miscela irrorata sono state raccolte e portate in laboratorio per l'analisi (Figura 2 esempio di cartina posta sulla vegetazione prima e dopo il trattamento.jpg, in copertina).
La procedura di digitalizzazione e acquisizione dati è stata impostata per contenere le tempistiche e, allo stesso tempo, per rendere il procedimento replicabile.
La prima fase è stata l’acquisizione dell’immagine digitalizzata attraverso l’utilizzo di fotocamera digitale. Successivamente, per permetterne l’elaborazione mediante algoritmo, l’immagine è stata ritagliata e trasformata in file vettoriale attraverso il software Inkscape. I file prodotti sono stati processati con QGIS per eliminare le geometrie superflue, determinare il numero di impatti e la loro area. Dai dati ottenuti sono state calcolate le percentuali di copertura dell’immagine di ogni cartina, necessarie per l’analisi statistica.
L’analisi statistica è stata condotta con il test ANOVA a blocchi completamente randomizzati e significatività all’85% mettendo in evidenza:
•    il confronto delle distribuzioni di miscela su cartine posizionate in vegetazione ben sviluppata e ottenute con l’utilizzo di sistema Standard e con l’utilizzo di sistema LiDAR;
•    il confronto delle distribuzioni di miscela su cartine posizionate in corrispondenza di fallanze e ottenute con l’utilizzo di sistema Standard e con l’utilizzo di sistema LiDAR;
•    eventuali gradienti e differenze statistiche nella distribuzione di miscela in cartine posizionate su vegetazione ben sviluppata con il solo sistema LiDAR (differenza tra i blocchi).
Dai confronti è emerso che il sistema LiDAR è in grado di trattare la coltura al pari del sistema Standard, infatti, non sono emerse differenze statistiche rilevanti tra le coperture sulle piante campione. Il sistema LiDAR è stato inoltre in grado di regolare la distribuzione di miscela sulle fallanze, avendo rilevato una media di copertura del 50% in meno rispetto alla copertura rilevata in condizioni analoghe con sistema Standard.
In sintesi, il sistema testato è risultato efficace nei trattamenti fitosanitari, anche se, al fine di consolidare i risultati ottenuti, si ritiene opportuno ripetere i rilievi con ulteriori prove. Per migliorarne l’efficacia, è emersa la necessità di includere un odometro per sopperire ad eventuali problemi di ricezione dei segnali satellitari da parte dell’antenna GPS o di slittamenti del trattore che ne potrebbero inficiare il corretto funzionamento.

* L’Autore è vincitore dell’AgroInnovation Award, 5° edizione (categoria Meccanica e meccatronica), frutto della collaborazione fra Accademia dei Georgofili e Image Line”
Partecipa alla 6° edizione! Trovi le informazioni qui: https://agroinnovationedu.imagelinenetwork.com/it/award/descrizione/