“L’idea è nata dalla nostra curiosità e da un’esigenza reale. Il progetto è davvero decollato in pochi anni ed è stato migliorato e sviluppato con numerose altre applicazioni, inclusa la fertirrigazione.”
L’idea di partenza
Gefion S.r.l. è un’azienda italiana specializzata nella progettazione e nella costruzione di sistemi di irrigazione agricola.
Per molti anni, si è focalizzata sulle necessità degli agricoltori in cerca di soluzioni all’avanguardia e personalizzate per i loro requisiti specifici, offrendo sistemi di gestione dell’irrigazione e della fertirrigazione che integrano dispositivi di filtraggio autopulenti e senza necessità di manutenzione, comandati da remoto tramite una VPN privata o una rete mobile.
Gefion sviluppa la soluzione più adatta per qualsiasi terreno in base ai dati raccolti da un proprio tecnico specializzato durante la fase di sopralluogo: questa include la raccolta di informazioni sull’area irrigabile, sull’interdistanza delle piante, sulle differenze di altitudine e sulla distanza dalla fonte di acqua.
Ciò che distingue l’azienda è il suo continuo investimento nella ricerca e nello sviluppo, con l’obiettivo di offrire agli utenti finali soluzioni in grado di semplificare e automatizzare i cicli di produzione, ottimizzando i processi e permettendo di risparmiare acqua.
Per rendere tutto questo possibile, Gefion collabora con Eaton da quasi 10 anni, potendo contare su un team di tecnici specializzati e su soluzioni, tecnologie e competenze innovative nel settore dell’industria 4.0.
La sfida
In un settore sempre più dominato dall’imprevedibilità climatica che influenza il successo dei raccolti annuali, dalla necessità di ottimizzare i processi di produzione e dal dovere di contribuire alla riduzione dell’impatto ambientale, gli agricoltori si trovano ad affrontare sfide molto più complesse rispetto al passato – il che significa che hanno bisogno di partner affidabili e innovativi che siano in grado di sostenere la trasformazione digitale per rimanere competitivi sul mercato.
Internet of Things e Big Data consentono di ricevere e gestire le informazioni più rapidamente e in modo più accurato. Nel settore agricolo, questo permette di automatizzare le attività di produzione altrimenti non sincronizzate, ottimizzando la produttività e la sostenibilità di varie colture come quelle dell’uva, del melograno e di nocciole.
Ad esempio, un nutrimento bilanciato di acqua e minerali è essenziale affinché i vigneti offrano i risultati di produzione previsti nel contesto della viticoltura sostenibile. I fertilizzanti da utilizzare su ogni singolo terreno devono essere decisi in base alle caratteristiche del vigneto e all’obiettivo che il produttore di vino intende raggiungere (ad esempio quantità o qualità).
I produttori di vino sono in grado di prevedere l’andamento dell’annata già a marzo/aprile, gestendo di conseguenza la produzione attraverso la fertirrigazione, ovvero la tecnica che consente una distribuzione ottimale dell’acqua e dei nutrienti in base all’estensione del terreno e al tempo disponibili.
Per garantire che il vigneto sia produttivo, è altrettanto importante che le viti non subiscano stress idrico e che non attivino di conseguenza meccanismi di protezione: l’acqua e le sostanze nutritive insufficienti possono effettivamente causare danni che generano una minore raccolta.
Se l’impianto non è in grado di fornire sufficiente acqua, la pianta inizierà a prelevare l’acqua dall’uva, la quale inizierà a collassare. Questo processo di disidratazione può essere evitato eseguendo un’analisi incrociata della quantità di acqua fornita e del peso dell’uva.
Gefion desiderava offrire ai propri clienti vitivinicoli non solo macchine intelligenti in grado di agire sulle viticolture in modo mirato ed efficiente, considerando i requisiti di coltivazione effettivi e delle caratteristiche biochimiche e fisiche del suolo, ma anche della possibilità di monitorare e pianificare l’irrigazione e l’impianto da remoto.
Enrico Manieri, Responsabile Ricerca e Sviluppo presso Gefion ha commentato: "Le discussioni con le persone che lavorano in quest’area hanno inizialmente evidenziato la necessità di monitorare le loro colture ovunque siano dislocate e di ricevere indicazioni dal suolo e dal sistema: questo è importante perché permette loro di essere sicuri di ciò che sta accadendo nella coltivazione. I nostri clienti utilizzavano unità di comando con timer tradizionali e senza nessuna tecnologia installata nei loro sistemi. Questo rendeva impossibile monitorare le condizioni del suolo, le perdite o la carenza di acqua, e di conseguenza non disponevano di nessun dato sul processo di produzione. Allo stesso modo, i viticoltori dovevano attivare e disattivare manualmente i sistemi d’irrigazione in qualsiasi momento del giorno e della notte in base agli orari e ai turni stabiliti dai consorzi. L’idea è nata dalla nostra curiosità, non da un’esigenza reale. Il progetto è partito in pochi anni ed è stato migliorato e sviluppato con numerose altre applicazioni, compresa la fertirrigazione."
La soluzione
Affinché la vite cresca correttamente, l’equilibrio tra i composti minerali presenti nel suolo e la pianta deve essere rispettato. Poiché l’esposizione a una quantità insufficiente o in eccesso può essere dannosa, è necessario utilizzare una miscela bilanciata per garantire una crescita sana.
Sulla base dei vantaggi tangibili della fertirrigazione delle colture stimati dal viticoltore, Eaton ha implementato sistemi I/O modulari della serie XN300, inverter (compresi DE1 e DA1) e pulsanti integrandoli nei sistemi Gefion in base alla complessità della macchina.
Questo ha permesso all’azienda di offrire agli agricoltori una soluzione integrata nei sistemi di irrigazione, con componenti di automazione a bassa manutenzione in grado di dosare la quantità di fertilizzanti necessari per il raccolto in modo preciso e controllato in base ai dati raccolti nella coltura. Questi dati vengono elaborati utilizzando il pacchetto software Gefion Hydro Evolution V3, in grado di gestire la sezione di fertirrigazione (applicazione CODESYS 3). I sistemi di filtrazione sono dotati di miscelatori per mescolare l’acqua all’interno dei contenitori e di sonde per controllare la temperatura e monitorare il flusso, l’EC e il pH dell’acqua.
La miscela di irrigazione, calcolata in base a parametri specifici che proporzionali all’area e configurabili in base alle esigenze agronomiche e nutrizionali, è calibrata in modo che i fertilizzanti idrosolubili al suo interno siano aggiunti nella quantità corretta. In effetti, in presenza di una quantità eccessiva di fertilizzante o con una temperatura dell’acqua non ideale, non è possibile dissolvere il fertilizzante, causando problemi al sistema. Questo problema è abbastanza comune nei sistemi tradizionali e crea molti problemi nella sezione di distribuzione, con malfunzionamenti dei processi di fertirrigazione.
I sensori Eaton inviano dati sulla pressione di ingresso e di uscita e sulle condizioni dei filtri e della sezione di fertirrigazione al software di gestione Hydro V3. Questo permette al sistema Hydro V3 di correggere la pressione di alimentazione della fertirrigazione, garantendo che la fertirrigazione venga iniettata nel flusso di irrigazione in modo lineare, garantendo così la corretta distribuzione della fertirrigazione nel raccolto.
I componenti Eaton delle macchine Gefion consentono il monitoraggio intelligente del sistema di irrigazione e fertirrigazione. La soluzione consente di eseguire anche varie funzioni da remoto, tra cui la gestione della fase di filtraggio, il monitoraggio delle pressioni di ingresso e di uscita del filtro, l’avvio dei cicli di lavaggio, la notifica all’utente dello stato della pressione in caso di ostruzione del filtro, il controllo e il monitoraggio dello stato di funzionamento della pompa, la segnalazione di eventuali guasti, e la gestione dello stress idrico.
Inoltre, il sistema di alimentazione fotovoltaica per le pompe di alimentazione del sistema e per la gestione elettronica è stato potenziato. Questo rende le soluzioni offerte da Gefion uniche e al 100% ecologiche, consentendo la creazione di sistemi autonomi in grado di gestirsi automaticamente e di semplificare la vita degli agricoltori.
"La filtrazione permette di ridurre i dosaggi dei fertilizzanti rispetto alle dosi indicate per le colture fertilizzate nel modo tradizionale. Grazie alla nuova tecnologia messa a punto con Eaton e al software di gestione Hydro V3, la miscela può essere monitorata e la distribuzione ripartita, localizzata e mirata. Si tratta indubbiamente di un vantaggio, non solo in termini di rispetto dell’ambiente, ma anche grazie alla capacità di gestire lo stress delle falde acquifere in modo più efficace", spiega Manieri.
Inoltre, Gefion ha trascorso l’ultimo anno sperimentando il controllo delle acque sotterranee per introdurlo nei sistemi attuali. Questo sistema è in grado di monitorare la capacità di acqua che un sistema di irrigazione può prelevare da un pozzo. Il sistema è in grado di capire quando la quantità di acqua richiesta è eccessiva, utilizzando un algoritmo nel pannello/PLC, procedendo ridimensionare automaticamente la quantità richiesta al sottosuolo e garantendo che la coltivazione non entri in stress idrico..
Il pannello PLC HMI XV300 di Eaton è stato installato anche all’interno dei sistemi Gefion per migliorare l’interazione uomo-macchina e semplificare la gestione del sistema, oltre a offrire una semplicità di utilizzo paragonabile a quella di uno smartphone grazie all’intuitiva interfaccia utente.
Il PLC XV300 HMI offre una grafica avanzata e consente di caricare le operazioni molto rapidamente, anche quando le pagine sono molto dettagliate.
"Gefion presta molta attenzione al tipo di esperienza che gli utenti hanno quando interagiscono con le loro macchine. L’affidabilità, la semplicità e la grafica immediata del software Hydro V3 realizzate con Galileo, così come il rapporto di fiducia che abbiamo con l’azienda, sono stati elementi che ci hanno guidato nella nostra decisione strategica di selezionare Eaton come partner rispetto ai suoi concorrenti." commenta il Sig. Manieri.
Risultato
La distribuzione controllata dei fertilizzanti nell’acqua ha migliorato l’assorbimento dei nutrienti da parte delle piante, garantendo al contempo un utilizzo più efficiente dell’acqua: La fertirrigazione ha raggiunto la sinergia tra acqua e fertilizzante, il che avvantaggia i coltivatori di vino sia in termini di consumo idrico che di continuità della produzione. La gestione dello stress delle falde acquifere garantisce una migliore resa delle acque sotterranee e un uso più lungo del pozzo, evitando così operazioni di drenaggio dannose e costose.
Inoltre, l’installazione dell’impianto fotovoltaico comporta un basso impatto ambientale, semplificando sia l’installazione che la necessità di infrastrutture necessarie per il funzionamento di un sistema standard. La possibilità di gestire il sistema interamente da remoto e l’analisi approfondita dei dati/avvisi rende più semplice non solo programmare i cicli di irrigazione, ma anche gestire e mantenere i sistemi.
Durante la stagione estiva, impostare avvisi per i componenti che non funzionano correttamente potrebbe migliorare la raccolta del 30-40%. I sistemi di filtrazione e fertirrigazione creati da Gefion hanno ottenuto un risparmio energetico - e di conseguenza un risparmio idrico - del 25-30% all’anno, anche grazie all’utilizzo delle soluzioni Eaton nelle loro macchine. Inoltre, il controllo da remoto del sistema consente di evitare i tempi di inattività indesiderati, il che ha avuto un effetto positivo sulla produttività e ha fornito una visibilità completa per i cicli di fertirrigazione.
"La tecnologia Eaton offre miglioramenti significativi in termini di affidabilità e capacità di gestire il processo di fertirrigazione e la diagnostica da remoto. Siamo stati in grado di passare da un ciclo di produzione tradizionale a un ciclo di ultima generazione e altamente competitivo, con feedback molto positivi anche da parte dei nostri clienti. Stiamo discutendo con Eaton per introdurre nuove funzionalitò di controllo meteorologico nel sistema al fine di ottimizzare ulteriormente la produzione vinicola. Grazie alla flessibilità offerta dal portfolio Eaton, possiamo continuare a lavorare allo sviluppo di nuove installazioni che ci consentano di soddisfare le esigenze in continua evoluzione dei nostri clienti", " il Sig. conclude Manieri.
Invia e-mail
