Sfruttare trattori elettrici autonomi per la coltivazione della zolla di terra

I prati, un elemento iconico del paesaggio americano, ricoprono le periferie, forniscono superfici lussureggianti per i picnic nei parchi e offrono agli atleti di tutto il Paese una copertura per le partite negli stadi, nei campi da golf e nelle scuole. Gran parte di questo vasto verde curato proviene da fattorie di zolle. Una fattoria di zolle, chiamata anche fattoria di erba per tappeti erbosi, è un'attività agricola dedicata alla coltivazione e alla raccolta di erba che può essere trasportata e poi srotolata per il trapianto istantaneo di un prato vivo e verde o di un tappeto erboso esteso.

Ma proprio come i loro colleghi coltivatori di prodotti, la coltivazione di zolle di terra deve affrontare molte sfide e gli operatori del settore sono alla ricerca di modi per rimanere al passo con la domanda e la redditività. Una strategia che sta attirando l'attenzione delle aziende agricole è l'uso di un trattore elettrico autonomo.

Perché le aziende agricole di zolle sono importanti ?

La coltivazione di zolle di terra è una parte importante dello sviluppo di proprietà residenziali, pubbliche e commerciali, in quanto soddisfa le esigenze di sviluppatori, progettisti e proprietari di case che desiderano una certa estetica e funzionalità nel loro paesaggio. Nelle nuove costruzioni, la coltivazione di erba da tappeto erboso rappresenta una risorsa conveniente per prevenire l'erosione del suolo e per aiutare a regolare le temperature nelle "isole di calore" urbane e suburbane causate dalla pavimentazione nera e dalla mancanza di vegetazione.

L'erba da tappeto erboso svolge anche un ruolo importante nell'economia agricola degli Stati Uniti. Secondo l'indagine statistica agricola del Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti (USDA) del 2017, l'industria statunitense della zolla di erba naturale è stata valutata a oltre 1,1 miliardi di dollari, prodotta da 1.465 aziende agricole su 339.451 acri in 49 Stati. In breve, si tratta di un'importante coltura speciale che ha suscitato l'interesse dei nuovi arrivati sul mercato che si chiedono come avviare una coltivazione di zolle.

Quali sono le principali sfide della coltivazione di zolle?

Come molti coltivatori, la coltivazione di zolle di terra deve affrontare diverse sfide legate ai tempi di raccolta, al clima e alla stagionalità e alla carenza di manodopera.

1. Tempistica del raccolto

La tempistica è fondamentale nella coltivazione di zolle di terra, poiché la finestra di raccolta è stretta. Tagliare la zolla troppo presto o troppo tardi può avere un impatto significativo sulla qualità e sulla resa. La zolla deve raggiungere la maturità prima del raccolto. L'erba bermuda e l'erba blu del Kentucky, due varietà comuni di zolla, possono impiegare da 10 mesi a due anni per raggiungere la maturità. Una raccolta troppo precoce porta a una zolla immatura che potrebbe non attecchire bene, mentre un ritardo nella raccolta può portare a una zolla troppo cresciuta e legata alle radici.

La tempistica è fondamentale anche per quanto riguarda la logistica di consegna tra un'azienda produttrice di erba per tappeti erbosi e un cliente. La zolla di terra deve essere raccolta in base all'ordine e non deve essere immagazzinata, poiché può deteriorarsi rapidamente con il caldo se viene lasciata sui pallet per periodi prolungati. Un coordinamento preciso tra gli orari di raccolta e di consegna della zolla assicura che la zolla raggiunga i clienti in condizioni ottimali ed eviti la decomposizione.

2. Sfide legate al clima e alla stagionalità

Le condizioni meteorologiche e le variazioni stagionali possono avere un impatto significativo sulla crescita e sulla qualità della zolla. Le condizioni di siccità stressano la zolla e riducono i raccolti. Le precipitazioni eccessive, invece, aumentano la probabilità di malattie e muffe. La coltivazione della zolla è inoltre fortemente influenzata dai cambiamenti stagionali, con tassi di crescita e finestre di raccolta che variano durante l'anno. Nei climi più freddi, la stagione di crescita può essere limitata, rendendo necessaria un'attenta pianificazione e gestione per massimizzare la produzione durante i mesi ottimali. Inoltre, le condizioni meteorologiche estreme e i modelli imprevedibili possono interrompere le operazioni sul campo, come la semina, la concimazione e il raccolto, causando ritardi e potenziali perdite di resa.

3. Carenza di manodopera

Come molti settori agricoli, anche la coltivazione di zolle di terra deve affrontare sfide significative in termini di manodopera. Trovare dipendenti affidabili e qualificati per lavorare nell'azienda agricola o per completare i lavori di installazione può essere un ostacolo importante. La natura fisicamente impegnativa della coltivazione di zolle di terra, unita alle fluttuazioni stagionali del carico di lavoro, può rendere difficile attrarre e mantenere una forza lavoro costante.

La carenza di manodopera può influire su vari aspetti delle operazioni di coltivazione di zolle di terra, dal lavoro nei campi alla consegna e all'installazione. Senza manodopera sufficiente, attività come la falciatura, la raccolta, l'accatastamento e il caricamento della zolla sui camion possono essere ritardate o compromesse, con conseguenti perdite potenziali e insoddisfazione dei clienti. Inoltre, la disponibilità di manodopera qualificata può essere un problema per le attività che richiedono conoscenze o esperienze più specialistiche.

Cosa sono i trattori elettrici autonomi?

Un trattore elettrico completamente autonomo è un veicolo agricolo a batteria a guida autonoma progettato per operare senza un conducente umano a bordo. Questi trattori sono dotati di tecnologie avanzate come GPS, telecamere, sensori e sistemi di intelligenza artificiale (AI) che consentono loro di navigare nei campi, eseguire attività come la falciatura, la semina e la coltivazione, prendendo decisioni in modo autonomo, ad esempio fermandosi quando rilevano la presenza di un uomo o di un oggetto nelle vicinanze del trattore.

La vera autonomia in un trattore è una tecnologia complessa e, a partire dal 2024, Monarch Tractor è l'unico produttore che è riuscito a portare sul mercato il suo trattore MK-V elettrico autonomo. Le operazioni completamente autonome richiedono l'addestramento del trattore a gestire molte variabili, tra cui diversi tipi di colture, attrezzi, spazio a fine campo, larghezza delle file e topografia, il tutto mantenendo rigorosi standard di sicurezza e precisione operativa. Monarch sta rilasciando l'autonomia in più fasi per garantire il successo delle aziende agricole. Poiché l'MK-V è progettato con hardware abilitato al software, il trattore può essere aggiornato con nuove funzioni e miglioramenti, che vengono trasmessi al trattore con aggiornamenti over-the-air. Gli sviluppi vengono rilasciati per espandere le capacità a nuove colture e parametri operativi. A partire dal 2024, Monarch punta attivamente sull'Autodrive nella falciatura in campo aperto per le aziende agricole a zolle.

Alcuni trattori incorporano sistemi avanzati di assistenzaalla guida (ADAS), che forniscono una versione di autonomia parziale alle operazioni. Con gli ADAS, una persona deve rimanere seduta al posto di guida, ma il trattore è in grado di gestire automaticamente alcuni aspetti dell'operazione, come il mantenimento dell'allineamento all'interno di un filare durante l'utilizzo di un attrezzo. Molti veicoli moderni in circolazione sono dotati di varie funzioni ADAS ed è probabile che stiate già utilizzando questa tecnologia regolarmente senza rendervene conto. Gli ADAS nelle autovetture assistono in compiti come il cruise control adattivo, il mantenimento della corsia e la frenata automatica di emergenza. Mentre molti trattori utilizzati nelle grandi aziende agricole industriali dispongono di una funzione di guida automatica semi-autonoma, Monarch è il primo a portare questa funzione (che chiama Row Follow) e i vantaggi che ne derivano, alle piccole aziende agricole specializzate.

Quale ruolo possonosvolgere i trattori elettrici autonomi di nella coltivazione della zolla?

Le aziende agricole che producono erba da tappeto erboso, alle prese con un numero sempre maggiore di braccianti e di budget aziendali, stanno cercando nuove strategie che le aiutino ad andare avanti. L'impiego di un trattore elettrico autonomo sta emergendo come una potenziale soluzione ad alto valore aggiunto. Un trattore che combina elettrificazione e completa autonomia, come l'MK-V, può svolgere un ruolo significativo nella coltivazione di zolle d'erba, migliorando l'efficienza delle risorse, garantendo la precisione, contribuendo ad alleviare le preoccupazioni legate alla manodopera e riducendo l'onere di rispettare i rigorosi standard ambientali.

Efficienza delle risorse

I coltivatori di zolla devono rispettare i requisiti di falciatura giornaliera per mantenere l'erba all'altezza ottimale. Questa altezza varia a seconda della specie, ma mantenere l'erba entro i parametri di altezza stabiliti richiede un'attenzione costante. Il raggiungimento degli obiettivi di efficienza è fondamentale per la redditività. Affinché un trattore elettrico abbia un qualche valore in un'azienda agricola di zolle, deve soddisfare gli obiettivi di efficienza dell'azienda. L'MK-V, ipotizzando una giornata lavorativa di 12 ore con un breve ciclo di ricarica durante la pausa pranzo, esegue 80-120 acri di falciatura al giorno, a seconda delle dimensioni dell'attrezzo.

Quando un trattore elettrico è in grado di raggiungere gli obiettivi di efficienza, una zolla di terra è in grado di ottenere altri vantaggi in termini di efficienza delle risorse grazie a un trattore EV. La riduzione del consumo di carburante e le emissioni zero favoriscono la diminuzione dei costi operativi. Non solo i trattori elettrici eliminano la necessità del diesel, ma l'economia dell'energia elettrica per la ricarica e il funzionamento di un trattore elettrico è di gran lunga inferiore a quella di un trattore diesel. Inoltre, i trattori elettrici autonomi hanno costi di manutenzione inferiori rispetto ai trattori diesel tradizionali: i loro motori elettrici sono più efficienti e hanno meno parti in movimento di un motore a combustione interna convenzionale, il che riduce i requisiti di manutenzione.

La precisione

Grazie alla guida GPS, ai sensori e alla visione con telecamera a 360 gradi, un trattore autonomo come l'MK-V opera con un elevato livello di precisione, eseguendo compiti come la falciatura con grande accuratezza. I sistemi di guida precisi e il ritmo costante ottimizzato dagli algoritmi riducono al minimo la sovrapposizione delle passate, aumentando ulteriormente l'efficienza. Se moltiplicato per il numero di ettari falciati in un'azienda agricola, la riduzione o l'eliminazione della sovrapposizione delle passate si traduce in un ulteriore risparmio di tempo e carburante.

Grazie alla tecnologia Wingspan Ag Intelligence (WingspanAI), l'MK-V migliora la visibilità sulle operazioni dei trattori, riportando metriche quali la distanza percorsa, le ore di funzionamento, la velocità media, l'energia utilizzata e le emissioni di carbonio risparmiate da ciascun trattore. Informazioni come queste consentono all'agricoltore di prendere decisioni basate sui dati e non sulle ipotesi.

Risparmio di manodopera

Le operazioni con trattori autonomi consentono a un singolo operatore di monitorare più trattori in remoto, riducendo la richiesta di manodopera e i costi associati. Un operatore che controlla più trattori libera la manodopera per concentrarsi su altre attività tempestive come la semina, il raccolto e il trasporto dei rotoli di zolla ai clienti. Poiché la manodopera è difficile da reperire, le aziende produttrici di zolle di terra possono aumentare il personale e il budget limitati senza sacrificare la produttività. Anche la scalabilità e l'adattabilità della zolla di terra sono più facili da ottenere, poiché le flotte di trattori autonomi possono aumentare o diminuire per gestire una superficie di zolla di terra variabile. Un coltivatore di zolle di terra può semplicemente aggiungere o rimuovere unità di trattore per adattarsi alle esigenze del carico di lavoro, senza essere vincolato dalla disponibilità di manodopera qualificata.

Il risparmio di manodopera si realizza anche con l'avanzamento del livello di competenza dell'operatore. Grazie alla precisione intrinseca di un trattore autonomo, i coltivatori di zolle possono addestrare rapidamente un nuovo operatore, che potrebbe non avere anni di esperienza, a falciare con alti livelli di efficienza e precisione. Monarch ha posto grande attenzione nel rendere il suo sistema Autodrive di facile comprensione, in modo che gli operatori che hanno familiarità con i trattori diesel possano sentirsi a proprio agio e sicuri nel controllare più trattori elettrici autonomi ad alta tecnologia.

Conformità ambientale

I trattori diesel rappresentano una sfida per i coltivatori di zolle a causa della frequenza e dei costi associati alle riparazioni e alla conformità alle normative sulle emissioni Tier 4 dell'Agenzia per la Protezione dell'Ambiente (EPA). Le normative EPA sulle emissioni Tier 4 sono gli standard di emissione più severi stabiliti per i motori diesel fuoristrada e mirano a ridurre in modo significativo le emissioni di particolato e ossidi di azoto dai motori diesel fuoristrada, come i trattori. La trasmissione elettrica di un trattore EV produce zero emissioni, eliminando i costi e i problemi legati alla conformità alle normative sulle emissioni Tier 4.

L'eliminazione delle emissioni diesel è positiva per un ambiente di lavoro più sicuro e salutare per gli operatori. La piena autonomia porta la sicurezza a un livello completamente nuovo. L'eliminazione dell'operatore umano dal sedile del trattore elimina i rischi di ribaltamento, collisione e impigliamento della presa di forza, creando condizioni di lavoro più sicure.

Preoccupazioni comuni

L'implementazione di un trattore elettrico autonomo in una fattoria di zolle introduce alcune preoccupazioni per i coltivatori di prato:

Tempo di funzionamento della batteria e ricarica

I trattori elettrici hanno una durata limitata della batteria e la mancanza di familiarità con la nuova tecnologia delle batterie rende molti agricoltori diffidenti sulla durata complessiva. È comprensibile. Le piantagioni di zolla richiedono un lavoro continuo e l'impossibilità di soddisfare le esigenze operative rischia di essere un problema. Con un'infrastruttura di ricarica adeguata, l'MK-V di Monarch ha dimostrato un'autonomia che può arrivare fino a un'intera giornata di lavoro, a seconda dell'azienda, dell'operazione e dell'attrezzo.

Potenza in cavalli

Molti agricoltori si chiedono se un trattore elettrico abbia una potenza sufficiente per soddisfare gli standard di efficienza di un'azienda agricola. Se è vero che i trattori diesel hanno una potenza in cavalli (HP) più elevata, ciò che molti agricoltori non sanno è che il sistema by-wire consente a un trattore elettrico di cambiare più rapidamente la distribuzione della potenza tra la trasmissione, l'impianto idraulico e la presa di forza rispetto a un trattore diesel. Ciò significa una migliore reattività quando il trattore ha bisogno di potenza supplementare per uno di questi tre sistemi, ad esempio per la trazione.

Monarch ha portato questa flessibilità nella distribuzione della potenza a un nuovo livello, letteralmente. Nell'MK-V, il motore è stato scelto per avere una potenza molto superiore a quella richiesta da ciascuno dei singoli componenti, consentendo di mettere a disposizione di ciascun sistema 30 CV aggiuntivi. Di conseguenza, ogni sistema preleva ciò di cui ha bisogno, regolandosi e adattandosi alle esigenze di un'operazione. Con un trattore elettrico MK-V commercializzato a 40-70 CV, il trattore può erogare 40 CV alla presa di forza in modo continuo. Nel momento in cui la trasmissione o la presa di forza richiedono una maggiore potenza, sono disponibili altri 30 CV. La differenza tra un massimo di 70 CV e il massimo del sottosistema (40 CV) è superiore a quella di un diesel comparabile.

Inoltre, molti attrezzi comuni utilizzati nelle aziende agricole specializzate non richiedono tutti gli 85 CV. Molti agricoltori hanno constatato che la coppia istantanea di un trattore EV supera quella di un trattore diesel comparabile, una caratteristica particolarmente utile. Tuttavia, la richiesta di una potenza costantemente superiore accorcia il tempo di funzionamento, anche se in molti casi non abbastanza da influire negativamente su una giornata di lavoro. L'MK-V è stato testato con successo utilizzando gli attrezzi tipici di una fattoria di zolle e ha dimostrato un tempo di funzionamento affidabile per soddisfare le esigenze dell'azienda. Inoltre, le fattorie di zolle tendono ad essere pianeggianti, il che ottimizza il tempo di funzionamento del trattore.

In conclusione, quando si confronta un trattore EV con un diesel, la potenza è molto più importante del numero di cavalli pubblicizzato. Allo stesso tempo, è importante parlare con un rappresentante o un rivenditore di trattori EV per assicurarsi che la potenza di un trattore elettrico corrisponda alle esigenze operative dell'azienda agricola.

Prezzo del trattore

Il costo iniziale dei trattori elettrici autonomi è in genere superiore a quello di analoghi trattori convenzionali a diesel e questo investimento di capitale iniziale potrebbe rappresentare un ostacolo per alcuni proprietari di aziende agricole. Mentre il prezzo di acquisto iniziale di un trattore rappresenta la spesa iniziale, il vero costo include le spese operative e di manutenzione ricorrenti rispetto al potenziale di miglioramento della redditività del trattore. Il risparmio a lungo termine di un trattore elettrico e autonomo è molto interessante per i coltivatori di zolle.

Strategia di successo per le aziende agricole di zolla

Un trattore elettrico autonomo può contribuire in modo significativo al successo di una zolla di terra. Riduce i costi di manodopera, migliora le prestazioni, aumenta l'efficienza ed elimina le emissioni, promuovendo la sostenibilità. Con una navigazione precisa e prestazioni costanti, un trattore autonomo può ottimizzare la produzione di zolle. Con il progredire della tecnologia, l'adozione di trattori elettrici autonomi offrirà alle aziende agricole di zolle un vantaggio competitivo, riducendo i costi operativi e l'impatto ambientale e rafforzando al tempo stesso la capacità di resistenza dell'azienda alle continue sfide.

Riferimenti:
USDA National Agricultural Statistics Service, Censimento dell'agricoltura 2017. Dati completi disponibili su www.nass.usda.gov/AgCensus.