ALADIN è un sistema integrato per irrigazione di precisione e a rateo variabile di colture intensive a pieno campo come mais e pomodoro. ALADIN integra protocolli operativi, tecnologie sensoriali meccaniche e informatiche, sistemi esperti agronomici, e sistemi evoluti di interazione per fornire all'agricoltore una ricetta irrigua puntuale che tiene conto del tipo di coltura, delle caratteristiche geopedologiche del terreno, dei rilievi dello sviluppo vegetativo (a terra e da drone o da satellite), della attrezzatura irrigua in campo, eventualmente adattata per consentire l'attuazione di un piano irriguo spazialmente variato. L'agricoltore riceve dal server ALADIN il piano irriguo sul proprio tablet o smartphone e ne può comandare l'esecuzione monitorandone anche a distanza lo stato di avanzamento. ALADIN consente di erogare ad ogni porzione di terreno (ad esempio 10m x 10m) la corretta quantità di acqua ottimizzando la qualità delle produzioni e riducendo i consumi irrigui.

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Laboratorio
Referenti
Area di specializzazione
Agroalimentare
Keyword
Macchine irrigue a rateo variabile
Internet of Things in agricoltura
Rilievi mediante drone e satellite
Sistemi di consiglio irriguo
Dal rilievo dello sviluppo vegetativo al consiglio irriguo differenziato alla macchina irrigatrice 4.0. Dal rilievo dello sviluppo vegetativo al consiglio irriguo differenziato alla macchina irrigatrice 4.0.
Descrizione prodotto

Il ciclo di attività del protocollo irriguo ALADIN inizia con l’acquisizione dell’informazione sullo stress idrico di una coltura, registrata in precedenza, e si sviluppa in modo completamente automatico fino al comando da remoto di una macchina irrigatrice a rateo variabile.
ALADIN, dopo aver sperimentato e validato innovative soluzioni sensoristiche di campo per il monitoraggio dell'esigenza idrica delle colture, ha messo a punto tecnologie per il telerilevamento mediante droni e/o satellite Sentinel2, con la produzione di mappe georeferenziate. Integrando queste ultime con il servizio di assistenza irrigua Irrinet e sviluppando nuove tecnologie IoT e 4.0 per macchine irrigue semoventi, ha completato la sequenza funzionale che realizza un protocollo di irrigazione di precisione a rateo variabile.

In dettaglio, il Server Irriguo ALADIN governa la seguente sequenza:
• preleva il dato sullo stress idrico di una coltura acquisito da sensori a terra, da satellite o da drone;
• elabora il dato e divide il campo in celle a diversa esigenza idrica;
• comunica la mappa dell’esigenza idrica al servizio Irrinet che calcola una “ricetta irrigua” cella per cella;
• trasforma la ricetta irrigua in una lista di comandi per la macchina irrigatrice e si pone in attesa di una chiamata dall’utente/agricoltore;
• l’utente chiama l’esecuzione della ricetta irrigua tramite l'ALADIN Mobile App;
• l’utente trasmette l’esecuzione alla centralina che comanda la macchina irrigatrice.

Aspetti innovativi

• Produzione di ricette irrigue a rateo variabile mediante integrazione nel servizio IRRINET di misure per celle 10m x 10m dello sviluppo vegetativo della coltura.
• Macchina irrigatrice semovente 4.0 per irrigazione di precisione.
• App mobile per richiedere piani di irrigazione, comandare la macchina irrigatrice, monitorare l'esecuzione.
• Rilievi da drone e satellite dello sviluppo vegetativo di colture di mais e pomodoro con produzione di mappe NDVI.
• Sensori innovativi basati su letture di gas e raggi gamma per misura della risposta a irrigazione e del contenuto di acqua nel suolo.

Applicazioni

• Ottimizzazione nell'uso della risorsa idrica in colture a pieno campo di mais, pomodoro, soia, patate, ed altre produzioni vegetali idroesigenti la cui qualità finale dipende da una corretta irrigazione.
• Sviluppo in prodotti commerciali di macchine irrigatrici comandabili mediante reti di comunicazione standard ed in grado di operare fertirrigazione a rateo variabile.
• Monitoraggio della esigenza idrica degli utenti da parte dei consorzi di bonifica a fini previsionali e di approvvigionamento.
• Sistemi di monitoraggio dello sviluppo delle produzioni agricole vegetali.

Il protocollo irriguo ALADIN: dal rilievo sensoriale all'attuazione della ricetta irrigua a rateo variabile. Il protocollo irriguo ALADIN: dal rilievo sensoriale all'attuazione della ricetta irrigua a rateo variabile.
Esempio di applicazione

Dimostrazione pratica del server irriguo ALADIN presso l'Acquacampus di Budrio (BO) del Consorzio CER

Descrizione applicazione e risultati

Nel giugno 2018 è stata condotta una dimostrazione pratica del funzionamento del protocollo irriguo ALADIN presso l'Acquacampus CER alla presenza di 50 addetti ai lavori (agricoltori, produttori di macchine per irrigazione, rappresentanti di enti e organizzazioni agricole, ricercatori). Il servizio IRRINET ha trasmesso un piano irriguo a rateo variabile ad un tablet dotato della app ALADIN. L'operatore ne ha comandato l'esecuzione ad una irrigatrice ad ala piovana (RM Irrigation Equipment) equipaggiata con una centralina 4.0 sviluppata nell'ambito del progetto, che lo ha attuato variando la velocità di arretramento per rilasciare l'esatto volume di adacquata impostato in ogni cella.
In precedenti esperimenti è stata misurata l'effettiva acqua rilasciata verificandone la corrispondenza, entro i normali margini di errore, ai volumi comandati.
Macchine equipaggiate con centraline per il rateo variabile sono presenti sia presso l'Acquacampus CER sia presso l'azienda agricola sperimentale Stuard di Parma, e il loro funzionamento integrato nel sistema ALADIN può essere dimostrato su richiesta.
Altri esperimenti hanno stabilito la corrispondenza tra i rilievi NDVI eseguiti da drone e da satellite e verificato l'efficacia dei sensori prossimali sia per la misura diretta della fase vegetativa sia per la calibrazione dei dati ottenuti tramite rilievi aerei.

Partner coinvolti

Partner: CIDEA, Terra&Acqua Tech, CER, CRPA Lab, SSICA.
Associati: UniBO, ARPAE, Stuard, AeroDron, SACMI, RM Irrigation Equipment, Tomato Colors.

Tempi di realizzazione
1 mese-persona per installazione presso nuovo sito
Livello di maturità tecnologica
TRL 6 - tecnologia dimostrata in ambiente rilevante
Valorizzazione applicazione

La valorizzazione di ALADIN prevede la verifica dei componenti nella prossima stagione irrigua presso aziende agricole qualificate per raggiungere una maturità tecnologica più elevata (TRL7). Le competenze su centraline IoT con funzionalità di rateo variabile sono condivise con aziende costruttrici di macchine per irrigazione di precisione per stimolare l'evoluzione del settore in open innovation.

Dimostrazione del sistema ALADIN presso l'Acquacampus CER (giugno 2018). Dimostrazione del sistema ALADIN presso l'Acquacampus CER (giugno 2018).