ETD

• agricoltura di precisione
• analisi costi-benefici. automation
• automazione
• cost-benefit analysis
• precision farming
• viticoltura
• viticolture

L’agricoltura attuale è chiamata ad incrementare la produttività garantendo al tempo stesso la sostenibilità ambientale che la riduzione dell’impiego di input chimici, in un contesto normativo sempre più restrittivo e distinto da una progressiva carenza di manodopera. In questo scenario, l’agricoltura 5.0 e la robotica costituiscono degli strumenti strategici per una gestione più efficiente e sostenibile delle colture. In particolare, nei sistemi viticoli l’automazione delle operazioni di gestione del sottofila consente la riduzione dell’uso dei pesticidi e contenere i costi operativi. Scopo del presente lavoro è valutare le prestazioni operative ed economiche di strategie di controllo delle infestanti nel sottofila basate sull’impiego di tecnologie meccaniche e robotiche in vigneto. La prova è stata condotta in vigneto confrontando due diverse strategie di gestione delle infestanti nel sottofila, comprendendo soluzioni meccaniche tradizionali e sistemi robotizzati. Sono stati rilevati dati relativi alla presenza e copertura delle infestanti, nonché alle prestazioni operative delle macchine (velocità, capacità di lavoro e tempi). Parallelamente sono stati raccolti dati economici relativi ai costi di investimenti, esercizio e manodopera. Le analisi economiche sono state effettuate mediante Cost-Benefit-Analysis (CBA) e Adaptive Cost-Benefit-Analysis (ACBA). I dati sperimentali sono stati sottoposti ad analisi statistica per verificare le differenze significative tra le strategie, utilizzando test di confronto tra medie con livello di significatività prefissato. I risultati evidenziano che le strategie basate su tecnologie automatizzate garantiscono un elevato livello di controllo delle infestanti, comparabile a quello ottenuto dalle soluzioni meccaniche convenzionali, con una rilevante riduzione dell’uso di input chimici e maggiore precisione operativa. Le prestazioni operative risultano influenzate sia dalla tipologia di macchina che dalle condizioni del terreno e dalla vegetazione. L’analisi economica evidenzia costi iniziali più elevati per la gestione robotica, compensato nel medio-lungo periodo da minori costi di gestione e manodopera, con estensione aziendale di almeno 50 ha. In conclusione, l’integrazione della robotica del vigneto rappresenta una prospettiva concreta per migliorare la sostenibilità, l’efficienza e sicurezza delle operazioni colturali.
In the framework of the ongoing digital and ecological transition in agriculture, this trial was designed to assess the real applicability of autonomous robotic systems for vineyard management. By comparing a traditional tractor-based approach with an autonomous robotic system for under-row weed control, the study aimed to provide objective data on performance, environmental sustainability, and operational efficiency, as well as to evaluate the feasibility of the autonomous approach through cost–benefit analysis (CBA) and adaptive cost–benefit analysis (ACBA).
The evaluation of both systems focused on several key performance indicators. First, the identified weed species were classified according to their biological form, and their percentage cover was calculated for the two tested strategies. Operational efficiency was assessed by measuring total working time, energy consumption, and the effective weeding area. Environmental performance was quantified through CO₂ emissions (kg ha⁻¹) and a comparative energy-use analysis between the robotic and tractor-based systems. Finally, work capacity (ha h⁻¹) and the degree of automation were evaluated by considering the time spent by operators on planning, supervision, and manual control, providing an integrated assessment of the technological and operational sustainability of each management approach. All collected data were used to perform both CBA and ACBA.
Results showed differences in hemicryptophyte coverage percentage (0,38% for the robot and 0,09% for the tractor) and in the area around the trunk (0.62% for the autonomous robot and 0.007% for the tractor). From an operational performance perspective, Strategy 2 achieved a substantial reduction in primary energy consumption compared to Strategy 1, with values of 10.75 kWh ha⁻¹ and 216.65 kWh ha⁻¹, respectively. Strategy 2 was characterized by CO₂ emissions per single treatment equal to 2.89 kg ha⁻¹, corresponding to a 94% reduction compared to Strategy 1, which reached an average value of 55.98 kg ha⁻¹. The CBA highlighted a positive net present value (NPV - inserti numerical value) for the adoption of the autonomous solution on a 50 ha area. The ACBA further clarified the organizational changes at the farm level associated with the introduction of the autonomous robotic system.