di Donato Bonanni
Il settore agricolo sta affrontando numerose sfide, come la crescita demografica, le risorse naturali in esaurimento, la sicurezza alimentare e la sostenibilità ambientale.
La popolazione continua a crescere nel mondo: nei prossimi decenni si stima che aumenterà del 33%, arrivando a toccare la soglia dei 10 miliardi nel 2050; circa un quarto di tutte queste persone saranno concentrate nelle grandi città. Tendenze che richiederanno un'enorme quantità di cibo e un cambiamento radicale delle abitudini di consumo improntate sulla sicurezza nutritiva e sulla prevenzione delle malattie croniche. La contaminazione del suolo agricolo è un altro fenomeno che impatta negativamente sull’ecosistema e sulla salute umana.
Nel mirino ci sono i pesticidi quali sostanze antiparassitarie destinate a proteggere e regolare i processi vitali dei prodotti agricoli (ma che comportano l’accumulo nel suolo di nitrati e l’elevata presenza nelle acque di sostanze nutritive, come l’azoto e il fosforo, altamente inquinanti e l’acidificazione del suolo stesso), altre sostanze chimiche e i residui di plastica. Senza dimenticare le altre fonti “esterne” di inquinamento del terreno, quali le attività industriali, i vetusti sistemi di riscaldamento urbani, lo smaltimento illegale dei rifiuti e le emissioni dei trasporti. L’agricoltura assorbe la maggior parte delle risorse idriche. Si calcola che, a livello mondiale, circa il 70% dell’acqua prelevata dai fiumi, dai laghi e dalle falde sotterranee sia destinato all’irrigazione. In alcune regioni dell’Europa mediterranea, tra cui l’Italia, il consumo di acqua raggiunge percentuali prossime all’80% del totale nazionale. Dal momento che l’acqua è un bene prezioso e indispensabile per le vite umane e per l’ecosistema naturale, l’uso irriguo dovrà rispondere alle esigenze del settore agricolo con pratiche sempre più efficienti dal punto di vista del risparmio idrico, incrementando, inoltre, la produzione di benefici per l’ambiente. Detto ciò, Agricoltura 4.0 può essere una risposta strategica a questi problemi ed è un modello economico sostenibile a misura di smart city in grado di garantire produzioni innovative, sicure, pulite e una logistica più efficiente. Un cambiamento di mentalità che non persegue la massimizzazione delle risorse ma il loro minimo utilizzo e la loro massima rendita. Ma quali sono queste tecnologie e soluzioni 4.0 già sviluppate e consolidate in altre parti del mondo, come negli Stati Uniti e nel Nord Europa, e che possono aiutare anche le nostre città a diventare più intelligenti e sostenibili? Possiamo suddividerle in due grandi macrocategorie: le tecnologie che consentono una produzione differente dalla precedente, con un miglioramento dell’efficienza della filiera agro-alimentare, e le soluzioni digitali, che provengono da altri settori e si inseriscono in quello agricolo. Nella prima categoria ci sono le produzioni agricole verticali (aeroponica) o quelle idroponiche: entrambe hanno la caratteristica comune di svilupparsi al chiuso, evitando l’esposizione a catastrofi naturali, al riscaldamento globale e agli insetti. Ciò significa che le produzioni di ortaggi e frutta sono veloci, continuative e intense rispetto a quelle tradizionali e consentono di risparmiare molta terra, acqua e pesticidi. Vediamo come funziona la tecnologia aeroponica che si adatta meglio ai contesti urbani. Queste coltivazioni si sviluppano in altezza grazie a delle scaffalature poste una sopra l’altra, permettendo così di superare la mancanza di terreni disponibili per l’agricoltura. In queste serre a elevato sviluppo tecnologico tutti i parametri ambientali (come la temperatura, l’umidità, la luce e l’anidride carbonica) sono controllati artificialmente e i vegetali si ottengono attraverso un sistema che nebulizza le sostanze nutritive disciolte nell’acqua. Inoltre, il fatto che le radici siano sospese in aria permette di incrementare il livello di ossigenazione dell’apparato radicale, fondamentale per lo sviluppo della pianta. Ma c’è di più. Nei contesti urbani le vertical farms hanno il beneficio di azzerare la distanza tra produzione e consumo e le emissioni di Co2 associate ai trasporti e sono, quindi, un’alternativa sostenibile alla grande distribuzione. Dal punto di vista energetico, queste produzioni sono ancora non sostenibili, in quanto l’utilizzo di luce artificiale e di climatizzazione comporta un grande dispendio di energia elettrica e costi di produzione al momento ancora elevati. La ricerca tecnologica avanzata sta già lavorando per risolvere questa criticità. Nella seconda categoria, includiamo quelle soluzioni tecnologiche già esistenti in altri settori ma che, applicate nel campo agricolo, consentono di migliorarne la produttività, attraverso le tecniche di precisione. Alcuni esempi per capirne meglio: la blockchain può essere una grande alleata dell’agricoltura verticale perché consente la tracciabilità del cibo e garantisce la qualità, la trasparenza e la sicurezza degli alimenti lungo tutta la catena di approvvigionamento, creando un legame diretto tra produttori e consumatori; i sensori IoT (Internet of Things) possono misurare parametri come umidità, temperatura e ossigeno disciolto nell’acqua nebulizzata, garantendo che le radici siano raccolte in un ambiente ideale per una crescita ottimale, e la concentrazione dei nutrienti nella soluzione nebulizzata alle radici; tante altre misurazioni e monitoraggi finalizzati a sostenere la crescita delle piante e a raggiungere il massimo rendimento. Infine, l'integrazione dell'Intelligenza Artificiale (IA) nella gestione dei dati derivanti dai sensori e dai dataset pre-allenati è fondamentale per estrarre insight significativi, ottimizzare le decisioni agronomiche e migliorare l'efficienza delle colture aeroponiche. Si tratta, insomma, di affacciarsi all’agricoltura con un nuovo approccio culturale (e digitale) e costruire un intero ecosistema tecnologico che ruoti intorno al valore più importante: la sicurezza alimentare e la sua sostenibilità, per la nostra vita e per il nostro ecosistema naturale.