Agricoltura, come creare il microclima perfetto grazie ai pannelli solari

Dopo una prima fase dedicata ai pannelli fissi, il progetto si è esteso allo studio dei sistemi dotati di inseguitori solari, che modificano la propria inclinazione durante la giornata. La variazione continua dell’ombra introduce ulteriori elementi di complessità nella relazione tra produzione energetica e condizioni delle colture.

Per affrontarli, il progetto integra dati ambientali, modelli geometrici tridimensionali e simulazioni di fluidodinamica computazionale attraverso la piattaforma open source OpenFoam. L’obiettivo è mettere a disposizione di progettisti e operatori uno strumento per confrontare differenti configurazioni prima di intervenire sull’impianto reale, individuando soluzioni che tengano conto sia della produzione elettrica sia delle esigenze agronomiche.

Le possibili ricadute ambientali sono rilevanti, soprattutto in un contesto nel quale l’aumento delle temperature e la crescente irregolarità delle precipitazioni rendono più complessa la gestione delle coltivazioni. L’ombreggiamento prodotto dai pannelli, se opportunamente progettato, può contribuire a contenere l’evapotraspirazione, riducendo la perdita d’acqua dal sistema suolo-pianta e attenuando l’esposizione delle colture a condizioni di eccessivo irraggiamento. La possibilità di governare queste interazioni attraverso modelli digitali apre la strada a un utilizzo più efficiente della risorsa idrica e, in prospettiva, al recupero della capacità produttiva di terreni sempre più esposti agli effetti del riscaldamento globale.

«L’agricoltura diventa più sostenibile perché, disponendo di una maggiore quantità di dati, possiamo imparare a gestirla meglio: utilizzare meno acqua e meno fitofarmaci, migliorare la produttività e ridurre gli input necessari, con una conseguente diminuzione dell’impronta carbonica - osserva Commodi -. Alla sostenibilità ambientale dobbiamo affiancare quella economica, le aziende agricole oggi fanno fatica a sostenersi e la possibilità di produrre energia mentre si produce cibo può contribuire a rafforzarne l’equilibrio economico».

La disponibilità crescente di informazioni ambientali, meteorologiche e satellitari rappresenta una risorsa strategica per l’agricoltura, ma la capacità di raccoglierle, integrarle e trasformarle in strumenti utili alle decisioni resta una delle principali sfide per le imprese. È su questo terreno che interviene Ifab, fondazione attiva nell’ecosistema dell’innovazione del Tecnopolo di Bologna Dama, con l’obiettivo di favorire il trasferimento delle competenze scientifiche e delle tecnologie avanzate verso il sistema produttivo.

Un ruolo destinato a rafforzarsi con il recente ingresso nel Centro Nazionale Agritech, il polo di ricerca nato nell’ambito del Pnrr e coordinato dall’Università degli Studi di Napoli Federico II, che riunisce in una rete pubblico-privata 28 università, cinque centri di ricerca e 18 grandi imprese del settore agroalimentare. «Questa partnership ci permetterà di portare su scala nazionale le competenze e le soluzioni sviluppate in Emilia-Romagna, dai modelli climatici ai gemelli digitali, valorizzando il supercalcolo del Tecnopolo Dama e la nostra rete di ricerca e innovazione – dichiara Marco Becca, Direttore Generale di Fondazione Ifab -. L’obiettivo è avvicinare la ricerca a chi coltiva, trasformando le tecnologie avanzate in strumenti concreti e accessibili per un’agricoltura più sostenibile, resiliente e competitiva».

Microclimate rappresenta un esempio di questo modello collaborativo. Akren Group ha messo a disposizione la propria conoscenza del settore e un impianto pilota, mentre il coinvolgimento degli altri partner ha permesso di integrare competenze differenti, dalla modellazione alla gestione dei dati. Tra questi figura auticon, società specializzata in servizi tecnologici e caratterizzata da un modello di inclusione lavorativa delle persone autistiche, il cui contributo riguarda le competenze nell’elaborazione dei dati e nell’intelligenza artificiale.

La collaborazione con il Centro Nazionale Agritech si inserisce peraltro in un percorso che vede Ifab impegnata su diversi fronti dell’innovazione agricola. Accanto a Microclimate, la Fondazione ha contribuito allo sviluppo di SowStain, un progetto dedicato all’agricoltura di precisione che utilizza un gemello digitale per integrare dati ambientali e agronomici e simulare scenari alternativi nella gestione delle colture e delle risorse idriche. A questo si aggiunge Tornatura, una web app gratuita e open source che combina osservazioni dal campo, informazioni meteorologiche e bollettini fitosanitari ufficiali per stimare il rischio di peronospora della vite e supportare agricoltori e agronomi nella pianificazione degli interventi.

Tre applicazioni differenti, accomunate dalla possibilità di trasformare grandi quantità di informazioni in strumenti di supporto alle decisioni, riducendo la distanza tra ricerca scientifica e attività quotidiana delle aziende agricole.

Il gemello digitale costituisce anche un tassello di una trasformazione più ampia. L’integrazione tra dati agronomici, informazioni energetiche e sistemi previsionali può alimentare piattaforme di supporto alle decisioni capaci di individuare correlazioni difficilmente interpretabili attraverso la sola osservazione umana.

L’evoluzione successiva riguarda l’elettrificazione delle attività agricole e l’impiego di macchine autonome, con la possibilità di ridurre progressivamente la dipendenza dai combustibili fossili utilizzati per la movimentazione, l’irrigazione e il trattamento dei prodotti.

Una prospettiva che deve tuttavia confrontarsi con ostacoli non soltanto tecnologici. La condivisione dei dati tra imprese, il collegamento con la ricerca, la formazione di nuove figure professionali e l’accettazione delle trasformazioni del paesaggio rappresentano condizioni decisive per accompagnare la diffusione di questi modelli.

«Occorre avvicinare la ricerca alle imprese e investire nelle competenze, perché l’innovazione possa tradursi in applicazioni concrete anche nelle aziende di dimensioni più piccole», conclude Becca.

La sfida dell’agrivoltaico di nuova generazione si gioca dunque sulla capacità di trasformare la doppia destinazione del suolo in un sistema integrato, nel quale energia, acqua, coltivazioni e informazioni concorrano a migliorare l’efficienza complessiva dell’attività agricola. Con un obiettivo che va oltre la produzione di elettricità rinnovabile: rendere l’agricoltura più resiliente ai cambiamenti climatici e, allo stesso tempo, economicamente sostenibile.