Se, nel 2050, per sfamare una popolazione mondiale di 10 miliardi di persone, sarà necessario un incremento alimentare del 56% e un incremento territoriale di 593 milioni di ettari, quali tecnologie supporteranno l’agricoltura, tenuto anche conto degli obiettivi di sostenibilità ambientale e delle questioni legate ai cambiamenti climatici?

a cura di Claudio Santoianni*


Parlare di agricoltura smart rimanda ad alcune premesse, tra cui il riferimento a una popolazione mondiale che ha raggiuntogli 8 miliardi di individui, ma con famiglie a basso reddito nelle città dei paesi sviluppati che patiscono ancora la fame, mentre siccità e conflitti causano carestie che affliggono milioni di persone nei paesi in via di sviluppo. Considerate queste problematiche, come sarà possibile sfamare una popolazione di 10 miliardi di persone prevista sul pianeta nel 2050?

In un recente Report redatto dal World Resources Institute si afferma che, per sfamare una popolazione di 10 miliardi di persone, nel 2050, sarà necessario colmare i seguenti gap:

  • un incremento alimentare del 56%, tra calorie delle colture prodotte nel 2010 e quelle necessarie nel 2050 in una crescita normale
  • un incremento territoriale di 593 milioni di ettari (un’area quasi due volte rispetto alla dimensione dell’India), tra terreno agricolo globale nel 2010 e l’espansione agricola prevista entro il 2050
Schema a blocchi che illustra come creare di un futuro alimentare sostenibile entro il 2050 (Fonte: World Resources Institute)
Come creare di un futuro alimentare sostenibile entro il 2050 (Fonte: World Resources Institute)

Ciò che è importante notare è che il mondo produce già cibo a sufficienza per sfamare la popolazione attuale, tuttavia la sovrapproduzione, il consumo eccessivo e i problemi della supply chain portano a enormi quantità di rifiuti. La US Food and Drug Administration stima che il 30-40% della fornitura alimentare negli Stati Uniti venga gettato via. I rifiuti alimentari costituiscono la principale categoria di beni che finiscono in discarica. The World Counts stima che 800 milioni di persone che patiscono la fame e la denutrizione potrebbero essere sfamate con meno di un quarto del cibo sprecato o gettato via negli Stati Uniti e in Europa. Un elemento che fa riflettere. Ancor peggio il fatto che ogni chilo di sovrapproduzione rappresenta anche spreco d’acqua, di energia e di manodopera mentre, incredibilmente, foreste e terreni continuano a essere bonificati per l’allevamento industriale e le coltivazioni.

È evidente che produzione e consumo debbano essere gestiti ma, allo stesso modo, le supply chain globali non forniscono cibo e sostanze nutritive dove maggiormente necessari. Lo spreco di tutte queste risorse influisce negativamente sia sul capitale umano sia su quello naturale, necessari nelle economie e nelle società sostenibili.

Un’altra premessa all’agricoltura smart ha a che vedere con un dato rilevato dall’Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), in base al quale l’agricoltura è direttamente responsabile fino all’8,5% di tutte le emissioni di gas serra (GHG), con un ulteriore 14,5% derivante dalla variazione d’uso della terra (soprattutto deforestazione nei paesi in via di sviluppo per la bonifica di terreni da adibire alla produzione alimentare), nonché il metano prodotto dal bestiame. Le emissioni vengono ulteriormente incrementate dai raccolti e dai derivati trasformati che sono aviotrasportati, spediti via mare o su strada per migliaia di chilometri prima di essere venduti e, com’è noto, non sempre vengono consumati.

La riduzione di questi fattori in agricoltura è fondamentale per la soluzione delle questioni relative al cambiamento climatico. Se l’agricoltura e le aziende associate potessero aumentare la propria resa e, allo stesso tempo, ridurre al minimo gli sprechi e i danni ambientali, potrebbero essere garantiti almeno quattro degli Obiettivi di sviluppo sostenibile delle Nazioni Unite (OSS) (2 – Fame zero; 12 – Produzione e consumo responsabili; 13 – Azione climatica; 15 – Vita sulla terra). La domanda è: qual è il modo migliore per raggiungere questi obiettivi?

«L’agricoltura è direttamente responsabile fino all’8,5% di tutte le emissioni di gas serra, con un ulteriore 14,5% derivante dalla variazione d’uso della terra» Intergovernmental Panel on Climate Change, 2021.

Tecnologie per un’agricoltura più efficiente e sostenibile

Spesso la tecnologia viene vista come la risposta a numerosi problemi odierni, ma in realtà è solo una parte della soluzione e complementare ad altre azioni. Ad esempio, la quantità di gran lunga maggiore di emissioni di gas serra in questo settore proviene dal metano, un gas prodotto dagli animali da allevamento. Le emissioni si riducono solo se la domanda di carne e latticini diminuisce. Indirizzare maggiormente la popolazione verso una dieta a base vegetale richiede un cambio culturale che, per essere raggiunto, può richiedere un’intera generazione, anche se la Generazione Z sta già abbracciando con entusiasmo questo stile di vita. La scienza prevede di fornire colture geneticamente modificate (GM) per aumentarne la resa e renderle resistenti a parassiti e malattie, riducendo così la necessità di pesticidi e fertilizzanti, ma anche questo necessita di tempo, poiché richiede il sostegno del governo e presenta questioni etiche.

«Se il 25 % di tutte le aziende agricole adottasse l’agricoltura di precisione entro il 2030, ciò comporterebbe aumenti della resa fino a 300 milioni di tonnellate all’anno» Bell Labs Consulting

Nel frattempo, la tecnologia può garantire le migliori prassi nella produzione agricola esistente (e futura). Tecnologie quali connettività digitale (tramite satellite pubblico e reti LTE e 5G pubbliche o private), sensori Internet of Things (IoT) digitali, droni, machine learning (ML), intelligenza artificiale (IA) e analisi possono rendere l’agricoltura più sostenibile, riducendo al minimo l’uso di pesticidi, fertilizzanti e acqua.

Queste tecnologie abilitano l’agricoltura smart, nonché l’agricoltura di precisione e Bell Labs consulting stima che, se il 25% di tutte le aziende agricole adottasse l’agricoltura di precisione entro il 2030, si otterrebbe un aumento del rendimento pari a oltre 300 milioni di tonnellate all’anno, una riduzione nei costi agricoli fino a un massimo di 100 miliardi di dollari all’anno e una limitazione nello spreco d’acqua fino a un massimo di 150 miliardi di metri cubi all’anno.

Come si declina l’agricoltura smart

Implementando sensori IoT su tutta la superficie coltivata e collegandosi a una rete privata o a una rete mobile locale, le aziende agricole possono monitorare i livelli l’acqua e verificare la quantità di nutrienti nel suolo. Ciò garantisce che fertilizzanti e costosi prodotti chimici vengano utilizzati solo quando necessario per aumentare la resa. La rete IoT può essere utilizzata per monitorare le prestazioni delle macchine agricole e dei sistemi di irrigazione, mentre i droni possono essere impiegati per i controlli visivi di routine.

Insieme a Nokia, Vodafone Foundation ha lanciato Smart Agriculture-as-a-Service per migliorare il sostentamento di 50.000 agricoltori in 10 distretti negli stati del Madhya Pradesh e Maharashtra in India.

Sono stati implementati più di 400 sensori su 100.000 ettari di terreno agricolo per la raccolta di dati da analizzare mediante l’app di agricoltura smart localizzata e basata su cloud. I sensori comprendono sonde del terreno, stazioni meteo, trappole per insetti e telecamere per colture. Le informazioni ricavate dai dati aiuteranno gli agricoltori a migliorare i raccolti di soia e cotone, nonché a ridurne l’impatto sull’ambiente.

P. Balaji, Chief Regulatory & Corporate Affairs Officer presso Vodafone Idea Limited, ha dichiarato: «La gestione intelligente delle colture mediante soluzioni IoT smart e basate sull’intelligenza artificiale sta trasformando le pratiche agricole prevalenti in azioni più “intelligenti”, consentendo agli agricoltori un processo decisionale smart e aiutandoli a migliorare la produzione e la qualità del raccolto attraverso un migliore utilizzo delle risorse».

Schema a blocchi che illustra le soluzioni tecnologiche per l’agricoltura smart (Fonte: Nokia, WING IoT network grid)
Soluzioni tecnologiche per l’agricoltura smart (Fonte: Nokia, WING IoT network grid)

Agricoltura smart: l’innovazione a favore della produzione sostenibile

Si fatica a capire perché le fragole debbano trovarsi nei negozi a gennaio nell’emisfero settentrionale. Ma la domanda dei consumatori ha portato le supply chian globali a riempire gli scaffali dei supermercati con prodotti deperibili e fuori stagione tutto l’anno. Queste supply chain sono facilmente vittime di carenza di carburante e di manodopera, di controversie commerciali e, come si è visto, di una crisi sanitaria globale oltre, naturalmente, dal cambiamento climatico.

Sempre più spesso, gruppi di consumatori attirano l’attenzione sulle miglia aeree alimentari associate ai prodotti e incoraggiano i consumatori ad acquistare localmente frutta e verdura di stagione in modo da ridurre i costi logistici e l’impatto ambientale legato al trasporto su lunghe tratte.

L’approvvigionamento alimentare globale è sorprendentemente fragile. Secondo la FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations), il 75% del cibo mondiale viene generato soltanto da 12 piante e da cinque specie animali. La biodiversità al posto della monocoltura è una considerazione importante per le strategie agricole future e per una filiera alimentare resiliente.

Il desiderio di sicurezza alimentare con una filiera resiliente ha dato origine a fattorie in ambienti urbani, ad esempio magazzini idroponici e fattorie verticali. L’agricoltura idroponica dà un maggiore controllo su quando e dove viene prodotto il cibo, poiché non dipende dal clima locale o dalle condizioni meteorologiche e non richiede terreno.

«Questo livello di informazioni e di immagini dettagliate ci aiuta a essere agricoltori migliori e garantisce il massimo livello di qualità tutto l’anno» David Rosenberg, CEO di AeroFarms.

L’agricoltura verticale deriva dall’idea di abitazione umana a elevata densità e utilizza il concetto di coltivazione, crescita e raccolta durante tutto l’anno. Queste sono sempre situate in prossimità dei centri urbani, dove vengono consumate. Si veda, ad esempio, AeroFarms, che si trova nel New Jersey. Collabora con Nokia Bell Labs a un proof of concept per un sistema integrato che prova tecnologie quali IA/ML, reti wireless e orchestrazione di droni per il monitoraggio di anomalie a livello di singola pianta. Questo sistema è in grado di visualizzare ogni pianta ogni giorno.

David Rosenberg, CEO di AeroFarms sottolinea «Questo livello di informazioni e immagini dettagliate ci aiuta a essere agricoltori migliori monitorando dinamicamente la biologia delle nostre piante e consentendoci di apportare correzioni secondo necessità, per garantire il massimo livello di qualità tutto l’anno». Il vantaggio di questo approccio è che la temperatura, la luce, l’umidità e i fertilizzanti, in altre parole il clima artificiale, possono essere gestiti e ottimizzati, mentre viene aumentato il numero di raccolti all’anno. Anche il tempo tra la raccolta, lo stoccaggio e la distribuzione è molto più breve, intendendo che i prodotti arrivano più freschi e più velocemente sugli scaffali, riducendo l’impatto ambientale del trasporto e della spedizione dei prodotti su lunghe distanze.

Come aumentare la sostenibilità agricola

L’agricoltura su piccola scala è la linfa vitale del pianeta. Il GSMA segnala che i piccoli proprietari rappresentano 500 milioni di famiglie responsabili della produzione di alimenti per circa il 70% della popolazione mondiale. Tuttavia, sebbene le attività di piccola portata possano essere innovative e agili, le aziende agricole di dimensioni più contenute sono anche le più vulnerabili ai cambiamenti climatici, che influiscono sui propri raccolti e possono avere un impatto sulle supply chain. Ciò è particolarmente vero nei paesi a basso reddito, dove gli agricoltori necessitano principalmente dell’accesso a Internet per consultare bollettini meteorologici, ottenere il capitale necessario per acquistare semi e fertilizzanti, vendere raccolti e acquisire informazioni per migliorare la resa e le pratiche commerciali. Nei paesi a reddito medio e alto, invece, la tecnologia può fornire sensori molto più sofisticati, immagini dettagliate di droni e macchinari completamente automatizzati.

Oggi, diversi fattori devono ancora allinearsi per garantire pratiche agricole sostenibili e produzione alimentare necessaria a sfamare la crescente popolazione. Tali fattori comprendono il cambiamento del comportamento umano e dei modelli di consumo, una migliore gestione della produzione alimentare e degli sprechi di cibo, la garanzia della biodiversità delle colture, il sostegno agli agricoltori esposti ai cambiamenti climatici e il ripensamento del luogo in cui avviene l’agricoltura. La tecnologia e l’innovazione possono rivestire un ruolo significativo nell’affrontare queste sfide e nel fornire soluzioni a basse emissioni di carbonio e sostenibili per l’agricoltura, la produzione alimentare e, dopotutto, per il mondo intero.

Claudio Santoianni, Direttore Marketing & Corporate Affairs Italia di Nokia

Claudio Santoianni

Direttore Marketing & Corporate Affairs Italia di Nokia

Scritto da: