Irrigazione di precisione

A.A. 2021/2022
5
Crediti massimi
60
Ore totali
SSD
AGR/08
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Nell'ambito del caso di studio proposto dal laboratorio integrato di "Agricoltura di precisione", il corso si prefigge di fornire allo studente le conoscenze necessarie ad affrontare tematiche relative alla gestione di precisione dell'irrigazione nell'azienda agraria. Tale obiettivo viene perseguito analizzando la variabilità del sistema suolo-coltura alla scala di campo, elaborando mappe di prescrizione irrigua, progettando e gestendo (anche con il supporto di reti di sensori) impianti irrigui in pressione, in modo da incrementare l'efficienza di uso dell'acqua e nel contempo migliorare la qualità dei prodotti agricoli.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente acquisirà capacità di elaborare dati sito-specifici relativi allo stato del sistema suolo-coltura al fine di ottenere mappe di prescrizione irrigua, individuare soluzioni irrigue di precisione che consentano di dare attuazione alle mappe di prescrizione, pianificare una gestione di precisione delle soluzioni implementate. Acquisirà competenze relative all'utilizzo di strumenti di calcolo e analisi statistica, GIS e sensoristica per il monitoraggio dello stato idrico dei suoli. Infine, lo studente acquisirà padronanza di linguaggio tecnico e scientifico e capacità di interazione con altre figure professionali in attività di equipe.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
Periodo
Primo semestre
La modalità di erogazione della didattica potrebbe subire variazioni a seconda dello stato dell'emergenza sanitaria COVID-19 durante il 1° semestre. Al momento è pianificato che le sole lezioni frontali (2.5 CFU) vengano erogate con modalità di didattica a distanza, mentre le attività da condursi nei laboratori informatici e di fisica/idrologia del suolo e in campo (2.5 CFU) saranno erogate in presenza. Sarà cura del docente informare gli studenti tempestivamente nel caso di qualunque cambiamento imposto da UNIMI in seguito ad un peggioramento dell'emergenza sanitaria COVID-19.
Programma
2.5 CFU - Lezioni frontali [20 ore]
Introduzione all'insegnamento: obiettivi formativi, contenuti, modalità d'esame, materiale disponibile.
I passi principali dell'irrigazione di precisione: acquisizione di dati georeferenziati del sistema suolo-coltura, zonazione in aree omogenee e creazione di mappe di prescrizione irrigua, attuazione dell'irrigazione VR (impianti e loro gestione).
Acquisizione dati georeferenziati: droni e sensori geofisici.
Creazione di mappe di prescrizione irrigua tramite tecniche di analisi multivariata e di data-fusion.
Attuazione dell'irrigazione VR: impianti di microirrigazione e macchine irrigue VR.
Attuazione dell'irrigazione VR: gestione tramite sensori e sistemi di supporto alle decisioni.
1.5 CFU - Attività di campo e Laboratorio di fisica/idrologia dei suoli [24 ore]
Rilievo topografico dell'appezzamento oggetto di studio con un GPS differenziale. Acquisizione dati nell'appezzamento su suolo nudo con un sensore EMI. Progettazione della campagna di campionamento dei suoli dopo aver redatto la mappa di zonazione sulla base dei dati EMI. Prelievo campioni disturbati e indisturbati di suolo a più profondità, che saranno poi analizzati nel laboratorio di fisica-idrologia dei suoli.
1 CFU - Laboratorio informatico [16 ore]
Mappa di zonazione del campo sulla base dell'acquisizione con sensore EMI. Elaborazione di dati VIS-NIR e TIR acquisiti da drone nel luglio 2020. Applicazione di tecniche di data-fusion per l'ottenimento di una mappa di zonazione unica, da cui ricavare la mappa di prescrizione irrigua. Applicazione di un modello suolo-coltura per verificare l'efficienza irrigua relativa alla conduzione aziendale standard e per programmare una gestione irrigua VR nelle diverse zone, valutando l'incremento di efficienza irrigua.
Prerequisiti
Per poter seguire proficuamente l'insegnamento, gli studenti dovrebbero possedere i seguenti requisiti:
- buone basi teoriche di idraulica, idrologia del suolo e irrigazione;
- una discreta familiarità con il calcolatore (ambiente Windows, programmi di videoscrittura e calcolo; Sistemi Informativi Geografici - GIS).
Metodi didattici
L'insegnamento è articolato in 2.5 CFU di lezioni frontali (20 ore), 1 CFU di esercitazioni in laboratorio informatico (16 ore) e 1.5 CFU di attività di campo e di laboratorio di fisica-idrologia dei suoli (24 ore). I principali software di calcolo utilizzati durante l'esercitazione in laboratorio informatico sono i seguenti: Excel (fogli elettronici con implementate procedure di calcolo), QGIS, software per elaborazioni statistiche e geostatistiche, software per elaborazione di immagini da drone, modelli di bilancio idrologico nel sistema suolo-coltura. Il CFU in campo è finalizzato all'acquisizione diretta da parte degli studenti di dati georeferenziati del sistema suolo-coltura indagato nel caso di studio (inclusi campioni di suolo che verranno analizzati nel laboratorio di fisica-idrologia dei suoli).
La presenza alle lezioni e alle esercitazioni è fortemente raccomandata. Le lezioni non seguite potranno essere recuperate tramite studio individuale utilizzando il materiale di riferimento indicato dal docente.
Materiale di riferimento
Il materiale di riferimento per l'insegnamento è costituito dagli appunti che gli studenti prendono a lezione e dal materiale reso disponibile dal docente sul portale ARIEL dell'insegnamento stesso (copia delle diapositive presentate a lezione; materiale integrativo: indicazioni relative a capitoli di libri, testi di leggi, articoli scientifici e tecnici, siti web). Sarà cura del docente indicare agli studenti come utilizzare i diversi materiali a supporto.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'insegnamento si chiude con un esame. L'esame consiste di una prova orale, articolata come segue: (a) discussione della relazione scritta relativa al caso di studio affrontato nell'insegnamento (la relazione è da consegnarsi entro la data di iscrizione all'esame e potrà essere svolta singolarmente o in gruppi di 2-3 persone); (b) discussione di un articolo scientifico fornito dalla docente nel corso dell'insegnamento o scelto dallo studente perché di suo interesse e successivamente approvato dalla docente, che illustra tecniche e metodologie di irrigazione di precisione; (c) domande su parti teoriche dell'insegnamento non coperte dalla relazione scritta. I tre punti comporranno rispettivamente il 40%, il 30% ed il 30% del voto finale. Non sono previste prove intermedie. Durante l'esame orale lo studente potrà consultare sia la propria relazione che l'articolo scientifico selezionato.
Durante l'esame verranno valutati i seguenti aspetti: conoscenze acquisite, livello di comprensione, capacità di ragionamento e collegamento, capacità di comunicazione utilizzando una terminologia di settore adeguata, capacità di organizzare un documento tecnico dettagliato ed efficace.
AGR/08 - IDRAULICA AGRARIA E SISTEMAZIONI IDRAULICO-FORESTALI - CFU: 5
Attivita' di campo: 24 ore
Esercitazioni in aula informatica: 16 ore
Lezioni: 20 ore
Docente: Facchi Arianna
Docente/i
Ricevimento:
Previo appuntamento.
DiSAA - Uffici del gruppo di Idraulica Agraria (piano rialzato, palazzina a sinistra dell'atrio entrando da via Celoria 2)