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Esa: lo sviluppo dell’agritech arriva anche dallo spazio

Mauro Bellini

Cosa c’entra la European Space Agency con le possibilità di sviluppo di un settore così “vicino alla terra” come l’agricoltura? Che ruolo si può pensare di attivare tra l’Esa e le imprese del mondo agricolo e della Food Industry?

La risposta a queste domande arriva direttamente da una serie di iniziative e di servizi dell’Agenzia spaziale europea  espressamente ideati, progettati e sviluppati per mettere a disposizione dell’agritech la possibilità di disporre di dati e conoscenza sui fenomeni che più incidono sulla produzione agroalimentare.

La premessa a questa strategia Esa per il mondo Agroalimentare parte dall’analisi delle potenzialità e delle criticità di questo mercato. Con oltre 5 trilioni di dollari di valore, in crescita costante, si tratta di un mercato che esprime un bisogno crescente di capacità previsionali ad ogni livello e che sente costantemente la necessità di aumentare la propria conoscenza sui molteplici fattori che favoriscono o penalizzano le capacità produttive di imprese e nazioni.

Come gestire la crescita nel consumo di acqua

Alcuni dati basilari possono aiutare a comprendere quali potenzialità emergono da una razionalizzazione nell’uso delle risorse. Se si pensa che ad oggi qualcosa come il 70% dell’uso di acqua a livello mondiale è legato all’agricoltura, un dato destinato ad esplodere e da alcuni calcoli già nel 2030 il 40% delle richieste di acqua non potrà essere esaudito. Ecco che già su questo punto il tema della razionalizzazione della “risorsa acqua” appare fondamentale. E non si tratta solo di questione legata, come correttamente deve essere, alla sola sostenibilità ambientale. Si tratta anche di un tema che ha fortissime implicazioni a livello di opportunità di business. Per tutti gli attori che hanno deciso o decideranno di fare innovazione a livello di gestione delle risorse idriche ci sono grandi opportunità, sia a livello strategico, sia a livello finanziario.

Internet of Things, Big Data, Intelligenza Artificiale e Blockchain

Aumentare l’efficienza degli impianti, razionalizzare l’utilizzo delle risorse, ridurre gli sprechi sono ambiti applicativi che vedono l’adozione di tecnologie innovative come l’Internet of Things, i Big Data, l’Intelligenza Artificiale, la Blockchain e che possono garantire grandi opportunità di rendimento.

Un altro tema importantissimo sul quale insiste l’innovazione del precision farming attiene ai sistemi di produzione agricola e all’equilibrio con l’ambiente. Il futuro del pianeta deve confrontarsi con il fatto che oggiper la produzione di 1 kg di Tè verde servono più di 8mila litri di acqua, per 1 Kg di riso si arriva a 2500 litri di acqua mentre per 1 Kg di caffè tostato tra produzione e cicli di lavorazione si impiegano quasi 20mila litri di acqua. Come si può sostenere questo consumo?

Aumentano i consumi e aumenta la capacità produttiva

Lo scenario è in evoluzione per i consumi, ma per fortuna lo è anche per quanto attiene le capacità produttive. Alla metà del secolo scorso un ettaro di terreno con le metodiche e le risorse del tempo dava sostentamento al massimo a due persone. L’evoluzione e l’innovazione nelle tecniche di coltivazione ha permesso di arrivare dopo circa 50 anni a raddoppiare il numero di persone che vivono grazie alle risorse generato dallo stesso ettaro di terra. Un risultato importante ma non basta perché nel frattempo la popolazione del pianeta è passata da 3 miliardi di persone a oltre 6 miliardi. E la domanda che sorge è: come possiamo fare a sostenere la crescita demografica che ci dovrebbe portare nel 2050 a oltre 9 miliardi di individui? Con quali risorse possiamo affrontare questa evoluzione? Nello stesso tempo questo tema presenta anche rilevanti opportunità di business, tanto che tanti investitori hanno iniziato a guardare all’acquisizione di terreni agricoli, e negli ultimi anni si è registrata una vera e propria corsa alle acquisizioni di superfici in vista di una crescita esponenziale nel valore della produzione. Non ultimo la produzione agricola è nella condizione di fronteggiare un altro fattore “concorrenziale”, che va a sua volta a diminuire la propria azione.

Produzione agricola per la bienergia

L’acquisizione di terreni agricoli non è solo funzionale alle strategie delle grandi compagnie dell’agrifood impegnate ad aumentare la capacità produttiva in vista di un sicuro aumento della domanda. Ci sono anche le imprese del mondo dell’energia che acquistano e sfruttano terreni per la produzione di biocarburanti. Da una parte si cerca di indirizzare la produzione di energia verso soluzioni alternative, compatibili con l’ambiente, ma dall’altra il grande problema è che la soluzione dei biocarburanti sottrae terreno preziosissimo per le coltivazioni destinare all’agroalimentare.

Dai dati della International  Energy Agency entro il 2040 serviranno 100 milioni di ettari per soddisfare la domanda di biocarburanti per autoveicoli, con un incremento di oltre il 300% nelle superfici destinate alla coltivazione di biocarburanti in circa 40 anni. Non è dunque un caso se qualcosa come 50 milioni di ettari, pari al 10% della superficie terrestre coltivabile, è oggetto di acquisizioni da parte di imprese che stanno indirizzando il business agroalimentare.

Il grande tema è come passare dallo sfruttamento di queste straordinarie, ma drammaticamente limitate, risorse della terra, alla gestione oculata di un patrimonio che, in molte delle sue componenti (non tutte ovviamente) è nella condizione di rigenerarsi in presenza di determinate condizioni.

Investire in agricoltura e sconfiggere lo spreco alimentare

La popolazione del pianeta aumenta, in molti casi aumentano anche la domanda e l’intensità dei consumi, nello stesso tempo sulle stesse risorse insistono nuove forme di consumo. Il rischio di collasso appare evidente e vicino. Secondo il World Food Program dell’ONU (l’organizzazione delle Nazioni Unite specializzata nell’assistenza alimentare) le principali cause della fame nel mondo sono da attribuire a due fenomeni:

  • da una parte gli investimenti ancor scarsi in agricoltura
  • dall’altra una azione ancora poco incisiva a livello di riduzione dello spreco alimentare

In altre parole, il “pianeta può dare di più” e stiamo sprecando gran parte di quello che produciamo. I numeri sono drammatici: oltre il 30% della produzione alimentare non viene consumata, mentre secondo alcuni studi della FAO gli investimenti in innovazione nell’ambito dell’agrifood e della catena alimentare sono 4,5 volte più efficaci di altre tipologie di investimenti in termini di capacità di riduzione della fame e della povertà.

L’Unione Europea investe nella Smart Agrifood e nell’agricoltura sostenibile

Se poi si guarda allo scenario dello sviluppo agricolo anche nell’ottica di una “Governance” europea a livello di gestione delle risorse ambientali si deve notare che l”UE sta aumentando i propri investimenti con qualcosa come 4 miliardi di euro stanziati nell’ambito del programma Horizon 2020 per favorire e sostenere la ricerca negli ambiti dell’agricoltura sostenibile, della sicurezza alimentare, della silvicoltura, ma anche nella ricerca marina, marittima e indirizzando lo sviluppo di una cultura volta a considerare l’acqua come un bene comune e come base della bioeconomia.

Il ruolo dell’ESA per l’Agritech

E’ su queste basi che si colloca l’azione di ESA nell’ambito Agritech e il ruolo che i dati, possono svolgere, a più livelli per favorire una migliore gestione, sia a livello di produzione agricola, sia a livello di catena di trasformazione e distribuzione.

Se si guarda al solo “perimetro” europeo non si può non notare che il 40% degli alimenti nel Vecchio Continente viene sprecato in un contesto, come abbiamo visto prima in cui si prevede che il fabbisogno mondiale di cibo aumenterà del 70% entro 2050.

Lo sviluppo di applicazioni spaziali destinate all’agricoltura arrivano sulla base della convinzione, secondo l’ESA che l’agricoltore deve tornare ad essere il centro di questo processo di innovazione e produzione. L’analisi satellitare deve mettere a disposizione dei gli agricoltori prima di tutto dati e soluzioni che permettono di analizzare, mappare, monitorare, testare e capire meglio come la terra e i fenomeni che la circondano e la accompagnano, come ad esempio il clima, permetteranno di dare vita a processi più sostenibili e più efficaci per la produzione di cibo.

ESA Business Application

In particolare ESA opera attraverso l’area ESA Business Applications con specifiche azioni rivolte alle imprese del mondo agrifood, con soluzioni, servizi, consulenze, finanziamenti e supporto per l’ambiente Agritech in generale. Ma a fronte di uno scenario che offre alle imprese più innovative del settore agricolo nuove opportunità per gestire al meglio le risorse occorre prima di tutto domandarsi perché e in che modo i dati spaziali possono portare nuovi vantaggi alle imprese agricole e al mondo Agritech?

ESA guarda al mondo dell’industria agro con diversi livelli di servizio e diverse tecnologie. Si parte dalla visione di insieme o se vogliamo, dallo sguardo al territorio dall'”alto”. Il satellite mette a disposizione dati che permettono di  individuare, capire e prevedere alcuni importanti fattori ambientali e gli strumenti di data analytics e Big Data, per la loro interpretazione consentono alle aziende di adeguare le loro attività di conseguenza per evitare rischi o per approfittare di determinate situazioni, ad esempio sul piano metereologico.

Si collocano in questo ambito le previsioni precise e accurate sulle condizioni metereologiche appunto piuttosto che su fenomeni che possono influire sulle condizioni di stagionalità nella coltivazione o nella lavorazione di determinati prodotti. Le informazioni sulle tendenze agricole generali sono altrettanto valide anche per quei servizi che indirettamente operano con il mondo agritech, ad esempio per tutto il mondo delle assicurazioni, per le filiere che si occupano delle materie prime, per la programmazione delle attività nell’industria di trasformazione e i trasporti stessi.

Dati per migliorare l’efficienza per tutte le imprese

L’altro grande tema che ci si pone davanti alle possibilità di “sfruttare”  ESA riguarda i costi. Ci si domanda se una tipologia di servizi così complessa, non sia riservata ad aziende di grandi dimensioni, ovvero ad aziende che sono attrezzate per poterli sfruttare? Ma se si pensa che nel territorio europeo ci sono ad oggi qualcosa come 11 milioni di imprese agricole e si osserva con attenzione che il 96% di queste imprese sono di piccole dimensioni e a conduzione familiare si può arrivare alla conclusione che, fermo restando un tema di competenze,  una maggior accessibilità alla conoscenza basata sui dati e in particolare sui dati satellitari può permettere anche a queste aziende di disporre gestire al meglio le risorse e lo stesso territorio nel quale si collocano. Perché è quanto mai importante evidenziare uno dei compiti “indiretti” delle imprese agricole, ovvero la loro capacità di generare conoscenza approfondita e capacità di azione sul territorio nel quale si trovano. La gestione delle risorse e la salvaguardia dell’ambiente dipende in misura sempre più rilevante dalla capacità di queste aziende di disporre di dati e informazioni su tutti i fattori che possono incidere sulla produzione agricola e sull’evoluzione del territorio nel quale si collocano.

Ma torniamo ai dati satellitari che permettono gli agricoltori di intervenire immediatamente e con estrema precisione su attività con una forte localizzazione come ad esempio le attività legate all’irrigazione e alla fertilizzazione. Conoscere con esattezza il fabbisogno territoriale e dosare la quantità di acqua piuttosto che di fertilizzante in funzione di variabili che arrivano tanto da territorio stesso con l’Internet delle cose, quanto dai dati satellitari (evitare di fertilizzare in caso di piogge imminenti ad esempio) permette di migliorare l’efficienza e ridurre i costi.

C’è poi tutto l’ambito del remote control. Le immagini satellitari consentono agli agricoltori di controllare da remoto numerose attività agricole, mentre la tecnologia GNSS ESA (Global Navigation Satellite Systems) permette a sua volta una facile focalizzazione e movimentazione dei mezzi verso i punti di interesse. Nello stesso tempo le comunicazioni via satellite sono estremamente importanti per la Smart Agriculture con tutti i contesti che prevedono anche forme di automazione e di robotica applicate ad esempio alla comunicazione macchina-macchina in aree in cui le reti terrestri convenzionali non sono adeguate o accessibili.

Nello specifico ci sono poi una serie di casi d’uso ESA che permettono di comprendere il potenziale dei servizi dell’Agenzia Spaziale Europea per le imprese agritech e agrifood. Il primo focus non poteva non essere dedicato al delicatissimo tema della gestione idrica e in particolare al tema drammatico della riduzione dello spreco di acqua.

Conservazione e gestione dell’acqua

La conservazione e la gestione dell’acqua è un tema centrale per l’agricoltura che deve misurarsi con le più specifiche richieste e i bisogni del territorio. L’irrigazione dei campi per definizione non è mai regolare. Ci sono aree umide e aree con maggior bisogno di acqua, ci sono colture che, a loro volta, richiedono più acqua di altre. I dati satellitari forniscono informazioni su dove e come l’acqua deve essere distribuita allo scopo di aiutare a prevenire un’irrigazione eccessiva e correggere un difetto di umidità. ESA calcola che questi dati, se correttamente utilizzati, permetteranno di ridurre di una quota variabile dal 18% al30% del rifornimento idrico di un’azienda agricola.

In questo senso la precisione nella previsione delle condizioni metereologiche è ovviamente importantissima. E’ evidente che le condizioni meteorologiche sono fondamentali per la crescita di tutte le colture sia nell’accezione delle informazioni che possono permettere di gestire la “stagionalità“, sia per i dati che riguardano imprevisti o gestione di situazioni eccezionali. Con l’aiuto dei dati satellitari, gli agricoltori possono ricevere indicazioni su quali colture coltivare e in quali momenti in funzione delle previsioni metereologiche. Le previsioni servono poi per sviluppare previsioni anche sui rendimenti attesi lavorando sui dati che arrivano da previsioni meteorologiche a medio-lungo termine.

Gestire gli agridata dei wearable degli animali

Nel campo dell’allevamento i servizi ESA possono portare a una nuova forma di gestione dei dati relativi agli animali, al loro stato di salute e al loro comportamento partendo ad esempio dal presupposto che il mercato dei wearable è oggi di fatto ampiamente presidiato da prodotti indossabili per il mondo animale. La tecnologia satellitare permette di monitorare e di effettuare il tracking di una serie di informazioni come spostamenti, livelli di attività, temperatura, comportamento e cicli del sonno, alimentazione. I wearable collegati al satellite sono in grado di avvisare gli agricoltori in caso di problemi e grazie a soluzioni di data analytics sono in grado di fornire anche dati per affrontare il problema e per risolverlo. Questo tipo di soluzione contente di prestare più attenzione allo stato di salute degli animali, di prevenire la diffusione di malattie, di controllare i loro spostamenti e ridurre i rischi di furto di bestiame. La Global Navigation Satellite Systems permette di localizzare ogni singolo animale e produrre dati precisi per la data analytics dell’allevatore.

L’altro grande tema è quello della cura dei terreni, della loro fertilizzazione e della distribuzione di agrofarmaci. Così come all’interno dello stesso campo di coltivazione cambiano i livelli di fabbisogno di acqua, così cambia lo stato di salute delle colture. Ci sono aree che richiedono più fertilizzante per una crescita ottimale rispetto ad altre che hanno già le risorse adeguate. I dati satellitari permettono agli agricoltori di utilizzare solo le quantità necessarie di fertilizzante. Il GNSS Global Navigation Satellite Systems permette agli agricoltori di leggere il “linguaggio” del terreno in termini ad esempio di bisogno di irrigazione o di fertilizzanti e di individuare con precisione le aree di campo che richiedono più acqua o più fertilizzante di altre. Questa procedura permette di ottenere una riduzione dei costi ma anche una riduzione dell’impatto ambientale dell’eccessiva fertilizzazione.

Il GNSS in collaborazione con i Droni e con la Robotica

il Global Navigation Satellite Systems associato all’uso di droni permette di disporre di un livello di informazione macro che arriva dalle immagini satellitari in orbita terrestre, che attivano una raccolta di dati attraverso l’uso di droni che vengono inviati inviati sulle aree segnalate dal GNSS per indirizzare rapidamente qualsiasi area problematica evidenziata con la massima precisione.

Grazie alle soluzioni ESA si possono mettere in opera anche soluzioni che portano l’agricoltura verso una meccanizzazione più spinta e verso l’automazione. Nello specifico permettono di attivare progetti per gestire trattori a guida autonoma e forme per erogare trattamenti in modalità controllata da remoto, senza intervento umano. Sempre grazie all’Uso di GNSS e di immagini satellitari, gli agricoltori dispongono degli strumenti e dei dati per calcolare il percorso ottimale per i mezzi di tipo selfdriving e per indirizzarli nei migliori percorsi nei campi.

Anche il mondo delle assicurazioni è direttamente interessato dalla diffusione di queste soluzioni. Nel caso di assicurazioni sulle colture ad esempio le previsioni metereologiche che permettono di prevedere eventi eccezionali come siccità o inondazioni permetteranno alle imprese assicurative di formulare polizze speciali per le imprese che utilizzano sistemi in grado di sfruttare queste previsioni e gestire dunque questi rischi con forme precise di Risk Management sulle colture.

Direttore responsabile delle testate “verticali” di Digital360: Blockchain4Innovation, PagamentiDigitali, Internet4Things, BigData4Innovation e Agrifood.Tech si occupa di innovazione digitale applicata alla realtà delle imprese, delle pubbliche amministrazioni e del sociale

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