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.Smart Agrifood

IoT e blockchain a supporto dell’agricoltura sostenibile

L’idea fa parte del progetto Sapience (Sustainable Agricultural Practices and Incentives for ENvironmental Care Ecosystems), coordinato dalla Fondazione Bruno Kessler di Trento e finanziato da EIT Climate KIC (Knowledge Innovation Communities)

La digitalizzazione dell’agricoltura in Italia presenta ancora delle lacune importanti che andrebbero colmate velocemente per mantenere la competitività di questo importante settore dell’economia. L’utilizzo congiunto di blockchain e IoT può innovare un settore dove le tradizioni e le conoscenze derivate da decenni di esperienza hanno ancora un ruolo determinante.

I vantaggi dell’Iot per i sistemi di monitoraggio

A chi lavora nel settore è abbastanza evidente che l’innovazione in agricoltura purtroppo si scontra molto spesso con l’assenza di motivazione ad adottarla proprio perché l’obiettivo principale dei conduttori agricoli, che si muovono in un mercato a margini ridottissimi, è la sostenibilità economica presente piuttosto che quella ambientale o l’uso efficiente di risorse tramite strategie di investimento orientate al futuro. Ci sarebbe anche da aggiungere che fino a qualche decennio fa, il fare agricoltura equivaleva con lo sfruttare un territorio che aveva risorse in abbondanza e le giuste condizioni climatiche.

Ma la cultura del “si è sempre fatto così” è oggi sempre di più minacciata dagli effetti dei cambiamenti climatici. Se si aggiunge anche il trend di una popolazione mondiale in crescita si capisce come bisognerà sempre di più incrementare le produzioni agricole riducendo allo stretto necessario l’uso di risorse naturali, a partire dall’acqua per l’irrigazione e proseguendo con un controllo più accurato sull’uso di sostanze nocive, a lungo andare, per la salute e la fertilità di quei territori devoti da secoli all’agricoltura.

Si parla molto spesso di “tragedia dei beni comuni” quando le risorse naturali condivise iniziano a scarseggiare per far fronte alle esigenze di una comunità: formulata come problema economico legato all’utilizzo non controllato dei pascoli comuni in un trattato del 1833 è stata riportata alla ribalta alla fine degli anni ’60 per evidenziare gli effetti avversi sulle risorse comuni derivanti della crescita della popolazione. In agricoltura siamo testimoni di tante di queste tragedie, legate proprio alla ridotta disponibilità di “beni comuni” una volta abbondanti (dall’acqua per l’irrigazione a terreni fertili in aree con condizioni climatiche ideali).

L’idea nasce proprio dal voler proteggere gli interessi di mercato degli individui e conciliare al tempo stesso gli interessi di chi deve difendere i “beni comuni” necessari anche, ma non solo a salvaguardare il futuro di un settore sempre più a rischio. Per capire come proporre un modello in grado di risolvere tali problematiche si è partiti dalle considerazioni di “esistenza” di una soluzione che risolva il confitto da “tragedia dei beni comuni”. La prima considerazione riguarda l’esistenza di margini sostanziali nel raggiungimento di obiettivi di condivisione risorse: fino a che punto si può ridurre l’utilizzo di una risorsa comune senza andare ad intaccare gli interessi individuali di chi la utilizza?

Qui interviene il vantaggio dalla componente IoT della soluzione proposta: il deployment in campo di un sistema di monitoraggio in grado di produrre non solo dati legati all’utilizzo effettivo di una risorsa al fronte di condizioni meteo e suolo osservabili in remoto tramite dispositivi IoT, ma anche dati di risparmio effettivo grazie a dispositivi di attuazione che permettono un controllo più preciso dell’erogazione della risorsa in questione.

Blockchain per acquisire i dati dal sistema IoT

La seconda considerazione sulle possibilità di trovare una soluzione a una “tragedia dei beni comuni”, si lega all’esistenza di parti interessate (i.e. stakeholder) a dare un valore al risparmio della risorsa in questione. Se questa condizione è soddisfatta, ecco che subentra il secondo elemento tecnologico proposto: una soluzione basata sulle blockchains in grado di acquisire dati dal sistema IoT sopra menzionato e in grado di legare stakeholder e agricoltore affinché il primo possa incentivare i comportamenti virtuosi del secondo premiandolo in base a quante risorse riesca a risparmiare rispetto ad una media di utilizzo di partenza, che di fatto fissa l’asticella della valutazione. In tali contesti stakeholder e agricoltore sono legati da cosiddetti “smart contracts” che prendono come input i dati del sistema IoT (opportunamente processati per derivarne un comportamento giudicato più o meno virtuoso a seconda dei risparmi cumulativi raggiunti) e producono come output il rilascio progressivo di cripto-valuta in maniera proporzionale ai risparmi accumulati. Il modello prevede anche l’aggregazione di stakeholder diversi accomunati però dall’interesse comune nel voler promuovere il risparmio dell’utilizzo della risorsa in questione.

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Quanto descritto sono le caratteristiche generali del modello proposto; ecco come questo si declina in un caso concreto in cui la risorsa considerata sia l’acqua di irrigazione in un contesto applicativo legato all’uso dell’agricoltura di precisione.

Il progetto Sapience (Sustainable Agricultural Practices and Incentives for ENvironmental Care Ecosystems)

In questi casi, a seconda delle peculiarità specifiche della regione in cui si sviluppa la soluzione, ci possono esistere svariati stakeholder. Primi fra tutti i consorzi irrigui che, dal virtuosismo delle aziende agricole nell’impegnarsi sul risparmio idrico, maturano a loro volta un risparmio sulla bolletta elettrica se l’acqua di irrigazione la devono pompare per distribuirla. Altri stakeholder possono essere gli amministratori di risorse a livello regionale a cui si chiede di allinearsi nel seguire ad esempio regole imposte a livello comunitario EU sul deflusso minimo vitale di corsi d’acqua e bacini. Ma li troviamo anche nel settore turistico, dove l’interesse paesaggistico spinge a voler evitare che i livelli di laghi e bacini scendano sotto una certa soglia, soprattutto nelle stagioni di siccità. In alcune regioni il risparmio di risorse irrigue (ad esempio in bacini naturali o artificiali) si tramuta in capacità di produrre energia idroelettrica, che riduce la necessità di fare affidamento a risorse fossili contribuendo ad una maggiore sostenibilità del settore energetico. In altri contesti si può intervenire nell’incentivare la purificazione e il riutilizzo di risorse irrigue derivate dagli scarichi urbani etc.

Il valore stimato per unità di risorsa risparmiata è quello che permette di “alimentare” una micro-economia sostenuta dal modello qui proposto e che di fatto permette di accomunare gli interessi di più stakeholder interessati alla salvaguardia di un “bene comune”, andando a incoraggiare con degli incentivi proprio quei comportamenti virtuosi perché atti a risparmiarne l’uso. Grazie alle soluzioni proposte, gli agricoltori si trovano di fronte alla possibilità concreta di monetizzare i loro comportamenti virtuosi e sovvenzionare al tempo stesso l’innovazione che permette alle loro aziende di fare un utilizzo più efficiente e sostenibile di risorse naturali e, come conseguenza indiretta, attrezzarsi per mitigare i rischi associati ai cambiamenti climatici.

La validazione di queste idee è in fase di sperimentazione all’interno del progetto finanziato da EIT Climate KIC (una delle “Knowledge Innovation Communities” (KICs) incaricate di promuovere innovazione dall’European Institute of Tecnology – EIT). Il progetto si chiama SAPIENCE (Sustainable Agricultural Practices and Incentives for ENvironmental Care Ecosystems) ed è coordinato dalla Fondazione Bruno Kessler di Trento che oltre alla gestione del progetto, segue con l’Unità di ricerca Open IoT la parte legata all’utilizzo congiunto di IoT e Blockchains. Le tecnologie IoT sono messe in campo da una spin-off della fondazione stessa, Tessa Agritech srl che collabora alla sperimentazione insieme ad altri partner, come la Cantina Sociale di Roverè della Luna e il Consorzio Irriguo annesso, il consorzio di produttori ortofrutticoli Agribologna e l’azienda agricola Giuliano Preghenella.

 

 

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