I sistemi per il monitoraggio operativo delle macchine agricole

Il controllo tecnico del parco macchine aziendale ha assunto grande importanza, sia per la tracciabilità di lavorazioni particolarmente delicate, sia per consentire in tempo reale interventi manutentivi in modalità remota, risolvendo situazioni che porterebbero diversamente a lunghi periodi di fermo-macchina

L'agricoltura del nuovo millennio deve affrontare scenari economici, sociali e ambientali in rapida evoluzione, che richiedono innovazioni tecnologiche atte a realizzare sistemi colturali a basso impatto e a costo ridotto, forme di management avanzato finalizzate all’ottimizzazione della produttività del lavoro e alla riduzione dei costi di produzione, nonché la produzione di opportuna documentazione ai fini di una completa tracciabilità a tutela del consumatore e dell’ambiente. Il conseguimento di questi obbiettivi è oggi possibile con le tecniche dell’agricoltura di precisione, tramite cui non solo si gestiscono in modo automatico le singole operazioni meccanizzate, ma che rappresenta una vera e propria forma avanzata di gestione dell’impresa agricola.

Il monitoraggio operativo. In questo ambito è senza dubbio compreso il monitoraggio operativo, ovvero la possibilità di raccogliere dati, archiviarli ed elaborarli in un sistema informativo aziendale al fine di ricostruire e di tracciare tutte le attività meccanizzate effettuate in azienda, creando in così un archivio storico delle lavorazioni effettuate e, più di recente, consentendo anche di gestire il proprio parco macchine secondo logiche di telemetria, sino a poco tempo fa possibili solo nell’ambito dell’automotive. L’attivazione del monitoraggio operativo è piuttosto complessa, non tanto per le difficoltà intrinseche, quanto per la necessità di dover organizzare in maniera sistematica le attività di registrazione di eventi effettuati a cadenza tipicamente irregolare, spesso soggetti a modifiche nella programmazione e di norma delocalizzati su vaste porzioni di territorio, con la conseguente impossibilità di verificare immediatamente lo stato di esecuzione dei lavori. Per questo tipo di monitoraggio prevalgono i processi di identificazione rispetto a quelli di misura. Infatti, per ricostruire in modo completo lo stato di un evento, oltre ovviamente agli aspetti temporali (data e durata, eventualmente suddivisa per fasi di lavoro), si devono individuare i principali attori che vi hanno preso parte: motrice, operatrice (ovvero tipo di lavorazione svolta), esecutore (non obbligatorio, per ragioni di privacy), luogo di lavoro, quantità di lavoro eseguito, eventuali materiali coinvolti (raccolti o distribuiti).

L’archivio storico delle operazioni meccanizzate, ormai presente nella maggior parte dei software commerciali pensati per la gestione aziendale, offre numerosi vantaggi. In primis, è possibile disporre dell’effettivo itinerario tecnico seguito per la messa a coltura di qualsiasi prodotto coltivato in azienda su più anni, permettendo di effettuare scelte di tipo agronomico ponderate in funzione dei reali risultati produttivi (positivi, o più spesso negativi) ottenuti in determinate annate particolari. L’interrogazione del database che ne deriva si può effettuare, oltre che per annata, anche per appezzamento e/o per coltura. Ciò agevola il calcolo dei costi legati alla produzione, passando da stime (comunque ragionevoli) a valori effettivi, permettendo la stesura di un bilancio a consuntivo sostanzialmente di tipo analitico. Un’ulteriore possibilità è quella di conoscere, con un elevato grado di dettaglio, le modalità di utilizzo del proprio parco macchine in termini di ore effettivamente lavorate, sia per le motrici che per le operatrici, con i relativi consumi di combustibile e la suddivisione dei tempi di lavoro.

In tal caso, è possibile effettuare un conto economico accurato per ciascuna macchina, potendo valutare, oltre all’impatto che questa ha sul bilancio aziendale, anche il suo utilizzo reale. Grazie a questa tecnologia, è possibile eseguire analisi tecniche che si basano sul calcolo di indici sintetici computati, a partire proprio da dati realmente misurati in campo, come ad esempio il coefficiente di utilizzazione della potenza, che rappresenta lo sfruttamento ottimale della potenza disponibile per le attrezzature, oppure il coefficiente di utilizzazione oraria, ovvero il raggiungimento del massimo valore di vita utile del trattore prima che esso risulti tecnologicamente obsoleto.

La tracciabilità. Per quanto riguarda la tracciabilità, che può riguardare singole lavorazioni (ad esempio la distribuzione di fitofarmaci o di effluenti di allevamento) o intere filiere produttive, la possibilità di disporre di un archivio delle lavorazioni basato su dati sicuri ed oggettivi porta all’aggiornamento ed alla compilazione pressoché integrale dei report, in conformità alla legislazione vigente (registro trattamenti, quaderno di campagna) o di adempimento degli obblighi previsti da specifici disciplinari di produzione. E’ intuitivo come una simile gestione informatizzata imponga la registrazione automatica dei dati di campo dei macchinari coinvolti, nonché delle modalità con cui tali dati vengono trasferiti sul database aziendale. Benché possibili in casi di emergenza, i trasferimenti dati manuali (ad esempio mediante chiavette USB o altre schede di memoria) sono altamente sconsigliati come prassi comune, a causa della loro scarsa affidabilità. Una soluzione praticata con successo riguarda la trasmissione dei dati su server tramite rete wireless o, più recentemente, tramite il cloud. In tal modo si ha l’ulteriore vantaggio, relativo al fatto che il sistema può operare in tempo reale e quindi può svolgere anche la funzione di strumento di controllo delle flotte.

Ad oggi, a meno di casi particolari in cui si possono impiegare datalogger appositamente sviluppati per installazioni in retrofitting, l’acquisizione dei dati avviene mediante sistemi elettronici connessi con la linea ISOBUS dei trattori, avvalendosi dell’ingente mole di dati già acquisiti dalla rete CAN di bordo e andando ad integrare le attività di monitoraggio operativo con le attività di automazione.

La telemetria. Sono sempre più numerose le case costruttrici di trattori e di macchine semoventi che offrono, solitamente come optional, un sistema di monitoraggio a fini soprattutto di manutenzione e di risoluzione remota di eventuali problemi meccanici. Sono disponibili vari livelli di telemetria, a crescente livello tecnologico, e di conseguenza di costi. La soluzione più semplice di monitoraggio riguarda la posizione della macchina e i suoi spostamenti in campo e su strada: in tal caso, è sufficiente un ricevitore satellitare a bassa accuratezza e con buona precisione, che tra l’altro trova applicazione come elementare controllo della flotta dei mezzi, ma anche come sistema antifurto. Nella versione più completa, il sistema di monitoraggio è in grado di misurare, oltre alla posizione corrente del mezzo, anche i principali parametri operativi del lavoro in corso, quali – ad esempio – il tipo di macchina operatrice abbinata alla motrice, la velocità di avanzamento, il carico motore, i consumi di combustibile istantanei e orari, le temperature di esercizio, la temperatura e la pressione dell’olio di lubrificazione, i parametri prestazionali della macchina e di eventuali parti soggette a regolazione automatica o manuale da parte dell’operatore.

Si tratta evidentemente di un sistema che, oltre a consentire il completo monitoraggio operativo delle attività, permettere di valutare lo stato di funzionamento corrente della macchina, individuando situazioni critiche ed eventuali malfunzionamenti. In tal caso, si possono implementare pacchetti che consentono l’assistenza da remoto e/o la telemetria cosiddetta “predittiva” da parte del servizio di assistenza. Entrambe le funzionalità sono rese disponibili (di norma a seguito del pagamento di una licenza annuale o pluriennale) da parte delle principali case costruttrici di trattori e macchine semoventi. L’assistenza da remoto consiste nella possibilità, da parte del relativo servizio, di intervenire a distanza su alcune componenti elettroniche della macchina, risolvendo in tempo reale un eventuale malfunzionamento o suggerendo all’operatore, nei casi più critici, il comportamento da tenere per salvaguardare il macchinario in attesa del necessario intervento. Inoltre, dato che tali sistemi sono connessi con la presa di diagnostica del trattore (analoga alla porta OBD2 presente sulle automobili), dopo l’identificazione del guasto, il servizio di assistenza può ordinare velocemente il componente da sostituire, riducendo in tal modo di molto i tempi di fermo-macchina. La telemetria predittiva consente di individuare un possibile guasto, evitando quindi che si verifichi. Tale logica, definita “profilo di missione”, è ancora in fase di studio, ma sembra molto promettente, in un’ottica di manutenzione preventiva. Peraltro, seppur limitatamente alle operazioni ordinarie, tale funzione è già attiva grazie al computer di bordo (in perfetta analogia con ciò che ormai si riscontra da tempo nel settore automotive), che sulla base di scadenze temporali predefinite avvisa l’operatore che si sta avvicinando il momento di effettuare il cosiddetto “tagliando”, in modo che l’officina possa programmare con il giusto anticipo gli interventi, mantenendo la macchina in efficienza. Tra l’altro, la possibilità di sostituire un componente meccanico o elettronico prima che effettivamente si guasti può evitare il danneggiamento di parti ad esso collegate, riducendo pertanto l’entità dell’intervento in termini sia economici che temporali. Questi sistemi telemetrici possono consentire all’assistenza di assumere, seppur momentaneamente, il controllo del trattore, collegandosi e interagendo con il terminale di bordo. Si comprende quindi come il livello tecnologico debba essere particolarmente elevato, risultando pienamente giustificabile ed economicamente sostenibile soprattutto per i trattori di alta gamma e per le grandi macchine semoventi da raccolta.