Case study: riduzione del 30% dell'Acqua di irrigazione in un noccioleto biologico grazie alla termografia aerea da drone
Il nocciolo (Corylus avellana L.) è una coltura arborea storicamente diffusa in aree collinari, la cui coltivazione si è…
Introduzione: la sfida dell'Efficienza idrica nel noccioleto biologico
Il nocciolo (Corylus avellana L.) è una coltura arborea storicamente diffusa in aree collinari, la cui coltivazione si è notevolmente espansa negli ultimi anni verso pianure ed aree intensive per soddisfare la crescente domanda dell'industria dolciaria e del mercato biologico. Tuttavia, il noccioleto è una pianta caratterizzata da un apparato radicale relativamente superficiale (80% delle radici assorbenti nei primi 40-60 cm di suolo) e da un'elevata sensibilità allo stress idrico durante le fasi fenologiche critiche dell'accrescimento dei frutti e dell'incoramento della mandorla (giugno-agosto).
Nelle aziende biologiche situate in contesti climatici caratterizzati da estati calde e siccitose, l'irrigazione di soccorso è indispensabile per prevenire la cascola precoce dei frutti e la sgranatura difettosa. Tuttavia, l'irrigazione a calendario tradizionale (basata su volumi fissi somministrati ad intervalli regolari) genera enormi sprechi idrici, favorisce il dilavamento dei nutrienti organici e crea zone di ristagno idrico che innescano marciumi radicali (Armillaria mellea, Phytophthora spp.).
In questo Case Study, esamineremo i risultati quantitativi ottenuti da un'importante azienda agricola biologica di 80 ettari situata nel viterbese (distretto della Nocciola Tonda Gentile di Viterbo), che ha adottato i servizi di monitoraggio radiometrico termico forniti dalla flotta ITALDRONI sotto la direzione di Dimitri Albino.
1. l'Inquadramento del problema e la metodologia operativa
Prima dell'adozione dei droni, l'azienda irrigava i propri 80 ettari suddivisi in 8 settori idraulici mediante un impianto a goccia sub-superficiale, erogando un volume standard di 3.500 m3/ha a stagione. Nonostante il consumo idrico elevato, l'analisi visiva evidenziava una forte disomogeneità nella resa tra le diverse zone del campo.
[ Problema: Irrigazione a Calendario Fisso ] ---> [ Sorvolo Termico LWIR ITALDRONI ] ---> [ Calcolo Indice CWSI ] ---> [ Irrigazione VRA Zonal ] (3.500 m3/ha, sprechi e ristagni) (GSD 3.5 cm, sensibilità <30 mK) (Mappa Stress Idrico) (Risparmio 30% Acqua)
Il protocollo di monitoraggio aereo ITALDRONI
Per individuare il reale stato di stress idrico della canopia, Dimitri Albino (pilota professionale certificato EU-STS abilitato al volo BVLOS) ha pianificato 4 sorvoli termici stagionali nei momenti fenologici chiave (maggio, giugno, luglio ed agosto), eseguiti nella finestra oraria di massimo stress traspirativo (12:30 - 14:00):
- Drone Impiegato: Unità professionale ITALDRONI dotata di sensore termico radiometrico LWIR (640 × 512 pixel, NETD < 30 mK) accoppiato a fotocamera RGB ad alta risoluzione.
- Quota di Volo: 70 m dal suolo, garantendo un GSD termico di 3,8 cm/pixel.
- Elaborazione Dati: Conversione delle temperature radiometriche della chioma nell'indice CWSI (Crop Water Stress Index), utilizzando come riferimenti di calibrazione una superficie fogliare bagnata (traspirazione massima, CWSI = 0) ed una superficie coperta di vaselina (traspirazione bloccata, CWSI = 1).
2. risultati dell'Analisi termografica aerea
Le mappe radiometriche elaborate da ITALDRONI hanno rivelato una variabilità spaziale dello stress idrico inattesa all'interno del noccioleto:
[ MAPPA TERMICA LWIR NOCCIOLETO ]
│
┌────────────────────────────────────────┼────────────────────────────────────────┐
▼ ▼ ▼
[ SETTORE A (Suolo Sabbioso) ] [ SETTORE B (Suolo Limoso) ] [ SETTORE C (Perdita Rete Goccia) ] Temp. Canopia: +4.2 °C su Aria Temp. Canopia: -2.1 °C su Aria Temp. Canopia: +6.8 °C su Aria CWSI: 0.72 (Stress Idrico Alto) CWSI: 0.18 (Nessuno Stress) CWSI: 0.91 (Anomalia Idraulica)
- Zone a Tessitura Sabbiosa (Settore A): La canopia mostrava temperature medie superiori di +4,2 circ C rispetto alla temperatura dell'aria (CWSI = 0,72), indicando una forte chiusura stomatica causata dalla scarsa capacità di ritenzione idrica del suolo.
- Zone ad Alto Contenuto di Argilla/Limo (Settore B): Le chiome mostravano una temperatura di -2,1 circ C rispetto all'aria (CWSI = 0,18), dimostrando un'ottima traspirazione ed un apporto idrico persino eccessivo.
- Individuazione delle Perdite e Pressioni della Rete (Settore C): La camera termica ha identificato 3 linee di ala gocciolante ostruite da calcare ed 2 rotture di tubazioni principali, visibili come aree circolari di marcato stress o di allagamento superficiale.
3. rimodulazione dell'Irrigazione e bilancio quantitativo
Sulla base delle mappe CWSI fornite da ITALDRONI, l'agronomo aziendale ha ridisegnato la mappa dei tempi di apertura delle elettrovalvole dell'impianto di irrigazione:
+-----------------------------------------------------------------------------------+ | Parametro Gestionale | Gestione Ante-Drone (2024) | Gestione Post-Drone (2025) | +-----------------------------------------------------------------------------------+ | Volume Acqua Erogato | 3.500 m³/ha | 2.450 m³/ha (-30,0%) | | Consumo Energetico Pompa | 1.250 kWh/ha | 875 kWh/ha (-30,0%) | | Resa in Mandorla Sgusciata| 1,82 ton/ha | 2,15 ton/ha (+18,1%) | | Percentuale Sgranatura Bio| 81,5% | 92,3% (+10,8%) | | Incidenza Marciumi Radicali| 4,2% delle piante | 0,3% delle piante (-92,8%) | +-----------------------------------------------------------------------------------+
4. ritorno dell'Investimento (ROI) per l'Azienda biologica
[ Costo Servizio Termografico ITALDRONI ] ===> [ Risparmio Idrico ed Energetico ] + [ Aumento Resa Nocciole Bio ] (4.800 € / Anno) (8.400 € / Anno) (16.200 € / Anno) ===> NET ROI: + 412% al Primo Anno
Il costo totale del servizio di monitoraggio aereo termico erogato da ITALDRONI (comprensivo di 4 sorvoli, elaborazione dati e mappe CWSI GIS) è stato di 4.800 €/anno. Il risparmio diretto sui costi dell'energia elettrica per il pompaggio dell'acqua (3.600 €) abbinato al maggior ricavo derivante dall'aumento della resa e della qualità della mandorla (16.200 €) ha generato un Ritorno sull'Investimento (ROI) del +412% già al primo anno di applicazione.
Analisi dettagliata dell'Equazione fisiologica del CWSI nel noccioleto
Il calcolo dell'indice di stress idrico CWSI (Crop Water Stress Index) si basa sulla formalizzazione termodinamica sviluppata da Idso e Jackson, che mette in relazione la differenza tra la temperatura della canopia (Tc) e la temperatura dell'aria (Ta) con il Deficit di Pressione di Vapore dell'aria (VPD):
dove:
- (Tc - Ta)lower rappresenta il limite inferiore (canopia in massima traspirazione, stomi completamente aperti, CWSI = 0).
- (Tc - Ta)upper rappresenta il limite superiore (canopia priva di traspirazione, stomi totalmente chiusi, CWSI = 1).
[ Dati Termici LWIR Aerei (Tc) + Stazione Meteo (Ta, VPD) ]
│
▼
[ Calcolo Limite Inferiore (Non-Water-Stressed Baseline) ]
│
▼
[ Calcolo Limite Superiore (Fully-Stressed Baseline) ]
│
▼
[ Mappa CWSI Zonal per Settori Idraulici (0.0 - 1.0) ]
Modellazione dei limiti baseline per il noccioleto biologico
Durante la campagna condotta da ITALDRONI nel viterbese, le rilevazioni aeree condotte da Dimitri Albino hanno permesso di ricavare la retta di baseline non stressata per la varietà Tonda Gentile di Viterbo:
Questa equazione calibrata sul campo ha consentito di impostare la soglia di intervento irriguo al raggiungimento di un valore di CWSI = 0,45. Al di sotto di tale soglia, l'impianto di irrigazione a goccia rimane disattivato, preservando le risorse idriche aziendali ed evitando il dilavamento dell'azoto organico nella falda edafica.
Conclusioni
Questo case study dimostra che la termografia aerea da drone non è un costo, ma un investimento ad altissima redditività. Grazie alla precisione diagnostica dei droni ITALDRONI ed alla competenza di volo di Dimitri Albino, l'azienda biologica ha ridotto del 30% il consumo d'acqua, migliorando contestualmente la resa e la sostenibilità ambientale dell'impianto.