Con satelliti e droni le ricerche aerospaziali in aiuto dell’agricoltura

Ricerche ENEA per massimizzare qualità e produzioni agricole utilizzando tecnologie innovative come i droni con motori a biocombustibile per aumentarne l'autonomia e ridurne le emissioni.

L'agricoltura del futuro sarà sempre più ‘sostenibile’, meno condizionata dai cambiamenti climatici e sempre più in grado di massimizzare qualità e produzioni, riducendo l'uso eccessivo di fertilizzanti o di pesticidi chimici. Tutto questo anche utilizzando sofisticati sistemi di telerilevamento multipiattaforma come satelliti, aerei e droni. E’ quanto emerge da un articolo a firma dei ricercatori ENEA Flavio Borfecchia, Luigi De Cecco, Sandro Martini, Ludovica Giordano, Claudia Trotta, Domenica Masci, Valter Di Gioia, Vito Pignatelli, Angelo Moreno, Carla Micheli, Sergio Mancini, Stefano Pizzuti, Piero Piciucco, Sergio Taraglio, Vincenzo Nanni e Claudio Moriconi su ‘Tecnologie aerospaziali integrate a supporto dell’agricoltura di precisione’, pubblicato sull’ultimo numero del bimestrale ENEA ‘Energia Ambiente e Innovazione’ disponibile sul sito ENEA (www.enea.it)

I sistemi di telerivamento, scrivono i ricercatori ENEA, consentono il monitoraggio dei diversi parametri biofisici vegetali per prevenire e mitigare gli effetti negativi sugli agro-ecosistemi (siccità, alluvioni, variazioni della piovosità, mancanza di sostanze nutritive, riduzione della fertilità dei suoli, attacchi di insetti o altri fitofarmaci e muffe). Le piante per crescere e svilupparsi catturano e trasformano l’energia elettromagnetica solare per mezzo della fotosintesi, sfruttando principalmente le componenti nel rosso, mentre riflettono quelle nel verde e soprattutto nel vicino infrarosso, NIR (Near Infra-Red). Tali lunghezze d’onda riflesse ed emesse nel canale termico TIR (Thermal Infra-Red), in particolare quelle nell’intervallo spettrale tra il rosso e NIR (Red-Edge), contengono informazioni sullo stato di salute del sistema vegetale. In tale contesto è in crescita il ricorso alle tecniche osservative di “telerilevamento” o Earth Observations, in grado di fornire informazioni coerenti, riproducibili ed economicamente efficaci delle piantagioni sia su piccola che su grande scala.

I sensori satellitari stanno diventando sempre più indispensabili, non solo per il progresso scientifico (dall'esplorazione planetaria, alla modellistica atmosferica), per la sicurezza  (telecomunicazioni, previsioni meteo, supporto nelle emergenze, inquinamento ambientale) e per la gestione sostenibile del pianeta (bilancio idrologico, cambiamenti climatici, ciclo del carbonio), ma anche per il supporto alle politiche locali e alla vita quotidiana dei cittadini (GPS e telefonia, agricoltura e gestione del territorio, trasporti). Ma il loro utilizzo risulta in crescita anche per quanto riguarda l'agricoltura di precisione, che consiste in un nuovo concetto di gestione agricola ottimizzata, impostata sull’osservazione efficace per mezzo di tecniche innovative di misurazione estensiva, in grado di stimare la variabilità inter e intra-campo delle specie coltivate, modulando gli imput in termini di nutrienti, acqua, fertilizzanti e pesticidi, secondo le specifiche esigenze delle colture. Il sistema si basa sul trasferimento dei dati rilevati dai satelliti, integrati con quelli acquisiti localmente dagli ultraleggeri e dai droni UAV (Unmanned Aerial Vehicle)/APR, verso un computer in azienda o posto su una macchina agricola. Gli agricoltori sono in grado così di conoscere per tempo le alterazioni nel metabolismo delle piante (presenza di patogeni, carenze nutritive o idriche) e quindi di poter intervenire in maniera mirata.

L’ENEA, in collaborazione con piccole e medie imprese, ha condotto esperienze di telerilevamento aereo per il monitoraggio dei fattori di stress multifattoriali delle colture, per mezzo di piattaforme e sensori innovativi, nell'ambito delle attività di ricerca sugli effetti della desertificazione in Italia (progetto Riade). In particolare, sono state sviluppate metodologie fondate sul sistema aviotrasportato con sensore ASPIS (Advanced Sptectral Image System) ad alta risoluzione radiometrica e spettrale, con canali di acquisizione programmabili sulle caratteristiche di specifiche di ciascuna coltura.

Info flavio.borfecchia@enea.it

"Tecnologie aerospaziali integrate a supporto dell’agricoltura di precisione"
Energia, Ambiente e Innovazione
n. 1-2 Gennaio-Aprile 2015