Agricoltura

La ricerca aerospaziale per l’innovazione dell’agricoltura del domani

L’ottimizzazione dei fattori produttivi è un aspetto essenziale nel contesto agricolo attuale, sia dal punto di vista della sostenibilità economica, che per le ricadute che le scelte organizzative gestionali possono avere sull’ambiente. La sostenibilità e la riduzione dell’impatto ambientale, raggiungibile attraverso l’uso efficiente delle risorse esauribili, come suolo ed acqua, è ormai uno degli obiettivi prioritari richiesti al settore agricolo anche alla luce dell’evoluzione socioeconomica a cui è soggetta la popolazione. La scelta del modello agronomico adeguato e delle tempistiche d’intervento, una causa delle molteplici relazioni spaziali e temporali che intercorrono tra i diversi fattori che determinano lo sviluppo delle colture, non è sempre semplice. In tale ambito, l’agricoltura di precisione può essere intesa come uno strumento da adottare al fine di identificare meglio una strategia gestionale adeguata che si traduce in un’azione produttiva competitiva.

Le tecnologie dell’agricoltura di precisione sono in grado di conferire un alto valore aggiunto alle produzioni agricole, come quelle cerealicole che richiede un aumento dei parametri qualitativi delle produzioni primarie e una garanzia in termini tracciabilità del prodotto e dei derivati. Elementi di innovazione provengono dalle analisi legate alla ricerca dei vari “Space Food Laboratory”. Tali ricercatori si occupano dello sviluppo di idee e progettazione di contenitori e imballaggi idonei per lo stoccaggio a lungo termine. Inoltre, sono tenuti a soddisfare le esigenze nutrizionali di ogni membrodell’equipaggio, nel rispetto dello spazio limitato di stoccaggio, delle opzioni di preparazione limitate e delle difficoltà di mangiare in condizioni di microgravità. La produzione nello spazio di alcuni cibi freschi per garantire la parziale autosufficienza alimentare degli astronauti è una tematica dell’attualità. Per questo è necessario progettare speciali serre da installare sui veicoli spaziali, sulle stazioni in orbita o sulla superficie dei nuovi pianeti. Per riuscire ad incentivare la crescita di piante nello spazio si sta lavorando molto su alcuni elementi legati alle serre, all’agricoltura di precisione e all’innovazione tecnologica in ambito food. Una serra potrebbe fornire un contributo essenziale alla sostenibilità dei viaggi nello spazio.

Sebbene l’ambiente dello spazio sia molto diverso da quello della Terra, vi sono alcuni elementi che renderebbero comunque possibile il processo di crescita delle piante. Le piante necessitano essenzialmente di acqua, sostanze nutritive, aria e luce. Sviluppare le tecnologie per produrre cibo nello spazio vuol dire anche studiare come migliorare le prestazioni agricole sulla terra. Gli esperimenti che vengono fatti in ambienti pressurizzati in spazio extra-terrestre sono il frutto di anni di studi condotti dai più famosi centri di ricerca internazionali. Esperimenti per testare il comportamento delle piante in microgravità e in ambiente di stress, con lo scopo di trovare modalità di coltivazione innovative che possano quindi adattarsi ai climi più estremi e rispondere al fabbisogno di sempre più persone.

Intraprendere una progettualità per sviluppare una coltivazione e un’agricoltura di precisione in grado di fornire alle piante una luce selezionata con gli effetti che gli ambienti estremi possono avere sulla crescita e sulle qualità nutrizionali delle piante. Durante una recente iniziativa organizzata dal Santa Chiara Lab dell’Università degli Studi di Siena si è analizzato l’importanza di sviluppare serre hi-tech, dotate di un innovativo sistema di illuminazione a led, con l’obiettivo di riuscire a coltivare anche in ambienti privi delle caratteristiche fondamentali per la crescita, come i luoghi chiusi, all’interno dei contesti urbani e metropolitani ed estremi, come la ricerca nello spazio, aprendo interessanti prospettive per il futuro dell’agricoltura. Un trasferimento di competenze dallo spazio che potrebbe allargarsi presto al mondo della bioeconomia e dell’economia circolare. Tra gli esempi, trasformare i rifiuti organici in cibo, fissare efficientemente la CO2, gestire i contaminanti chimici e microbiologici e usare energie rinnovabili, sono i punti cardine di queste ricerche. Attualmente la Stazione spaziale internazionale è anche usata come laboratorio sperimentale per queste tecniche, con risultati incoraggianti. Chi punta a sviluppare il settore con approfondimenti, progetti internazionali, ricerca e iniziative è Gi&Me Association, presieduta da Franz Martinelli, che mira a sviluppare sistemi di gestione agricola e di organizzazione aziendale anche in ambienti desertici e fortemente caratterizzati da stress climatici. La ricerca spaziale, l’utilizzo della tecnologia satellitare, l’agricoltura di precisione e lo sviluppo di tecniche agricole in ambienti estremi possono essere utili anche alle attuali sfide globali come la lotta allo spreco alimentare, la fornitura di acqua, l’ottimizzazione delle capacità idriche e la produzione di cibo su tutto il Pianeta. Una visione condivisa anche da Massimo Comparini, l’amministratore delegato di Thales Alenia Space Italiache in una recente intervista dichiarava: “Attraverso lo spazio possiamo lavorare su una agricoltura più produttiva e sostenibile, possiamo ottimizzare rotte di navigazione, monitorare e contribuire quindi a ridurre le emissioni legate alle attività economiche e lavorare per un pianeta sostenibile. Servizi e applicazioni per il monitoraggio ambientale, prodotti specializzati per l’analisi di subsidenza del terreno e cartografia tematica per l’agricoltura e la silvicoltura sono il presente delle nostre ricerche sia nel concepimento di nuovi sensori spaziali sia nello sviluppo di applicazioni e servizi che utilizzano i big data spaziali”.

Tali strumenti e innovazioni rendono possibile l’implementazione di sistemi di regolazione finalizzati ad applicare misure correttive tempestive nel sistema di coltivazione con lo sviluppo di una struttura di monitoraggio della salute dei vegetali che sfrutta webcam e analizzatori di sostanze e gas, nonché l’ideazione di nuove tecnologie quali i sistemi di sensori a ioni multipli e liquidi per variegate analisi mirate, per ottimizzare la nutrizione delle piante e l’utilizzo dell’acqua.

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