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Gli alberi parlanti del bosco 4.0

L’innovazione al servizio della natura per monitorare lo stato di salute delle foreste

Gli alberi regalano bellezza, cibo, ombra e aria fresca, sono il rifugio di molti animali, con le radici rendono più stabile il terreno, sottraggono anidride carbonica all’atmosfera e con l’energia del sole restituiscono ossigeno. Svolgono quindi un ruolo vitale per l’uomo e il Pianeta, ma non hanno voce per raccontare di sé e della propria salute. Nella favola “Il segreto del bosco vecchio” di Dino Buzzati sono la dimora dei loro custodi, i “geni”, esseri benigni spesso impegnati in lunghe conversazioni tra loro e con il vento, la cui vita è indissolubilmente legata all’esistenza del proprio albero. Uno di essi, per tentare di salvare il bosco dalla minaccia della deforestazione, decide di interagire direttamente con l’uomo.
Nel mondo reale gli alberi “parlano” con l’uomo grazie ad un sistema innovativo basato sull’IoT (Internet of Things), il Tree Talker.
Nature 4.0 e gli alberi parlanti
Nature 4.0 è una start-up insediata nel Polo Meccatronica a Rovereto, specializzata nella realizzazione di sensori e sistemi connettivi che permettono il monitoraggio, la raccolta dati e la rilevazione in tempo reale di parametri del mondo naturale: alberi, clima, mari e oceani. Dati fondamentali per prevenire schianti, incendi, fitopatologie, danni da fenomeni atmosferici sempre più intensi ed estremi. Nature 4.0 è nata per iniziativa di Riccardo Valentini, biofisico e professore universitario di Ecologia Forestale all’Università della Tuscia. Come scienziato, Valentini ha fatto parte del Comitato Intergovernativo sui Cambiamenti Climatici (Ipcc) che nel 2007, con Al Gore, è stato insignito del premio Nobel per la pace per le ricerche sul cambiamento climatico. La start-up è una benefit corporation, ne è cioè riconosciuto il valore etico, in questo caso in campo ambientale: i sensori ideati e prodotti aiutano infatti la natura a difendersi dal cambiamento climatico e dai rischi connessi. Come? Facendo parlare gli alberi. «Il nostro prodotto di punta – spiega Riccardo Valentini – si chiama “Tree Talker”, una serie di sensori miniaturizzati a basso consumo che vengono applicati agli alberi, solitamente a un’altezza di 130 centimetri, in grado di monitorare di continuo, attraverso la raccolta di molti dati e parametri, lo stato di salute degli alberi e dell’ambiente circostante».
Tree Talker – Fonte ResearchGate uploaded Luca Belelli Marchesini
Questo sistema di ultima generazione è in grado di fornire in tempo reale una rete di monitoraggio delle funzioni dell’albero. Tra i parametri eco-fisiologici rilevati e trasmessi su internet vi sono la quantità di acqua consumata, di anidride carbonica assorbita, la crescita della biomassa e il colore delle foglie, indicativo dell’eventuale presenza di parassiti o malattie. Un accelerometro percepisce inoltre il grado di stabilità dell’albero e le sue oscillazioni in caso di forte vento. «Tree Talker Fire – prosegue Valentini – è invece un sensore capace di rilevare incendi a 100-200 metri dall’albero sul quale è sistemato».
Il progetto TRACE e la prima foresta 4.0 d’Italia
La sperimentazione del sistema Tree Talker prese avvio nel 2018 all’interno di una foresta certificata di 146 ettari, il “Bosco di Piegaro”, in provincia di Perugia, nell’ambito del progetto TRACE (TRee monitoring to support climate Adaptation and mitigation through pefc CErtification), frutto della collaborazione tra PEFC Italia, ente normatore della certificazione di gestione del patrimonio forestale, e la Fondazione Centro Euro-Mediterraneo sui Cambiamenti Climatici (CMCC). Il progetto aveva l’obiettivo di mettere l’innovazione al servizio della natura per monitorare lo stato di salute delle foreste e delle piantagioni arboree, nonché di migliorare i sistemi di certificazione.
I dispositivi a energia solare messi a punto dall’equipe del professor Valentini furono applicati a trentasei“alberi parlanti” appartenenti a diverse specie tra cui Douglasia (Pseudotsuga menziesii), Pino silvestre (Pinus sylvestris), Rovere (Quercus petraea) e Cerro (Quercus cerris).

Il progetto Italian Tree Talker Network

Attualmente nei boschi del Trentino numerose decine di Tree Talker stanno monitorando in continuo lo status biologico e fisiologico degli alberi. Per studiare la vulnerabilità al cambiamento climatico degli alberi forestali, è inoltre attivo un sistema di monitoraggio meteorologico montato su torri di rilevamento che servono da infrastruttura anche per altri tipi di misura, quali gli scambi di gas ad effetto serra con l’atmosfera, le deposizioni atmosferiche di azoto, l’osservazione della stagionalità con immagini catturate da una fotocamera in modo automatizzato. Nel panorama delle tecnologie utilizzate rientrano anche i satelliti.

Questa attività di ricerca vede coinvolto il Centro Ricerca e Innovazione della Fondazione Edmund Mach ed è svolta nell’ambito del progetto “Italian Tree Talker Network” finanziato dal MIUR.

“La possibilità di acquisire dati di questo tipo con cadenza tipicamente oraria e con continuità nel tempo – spiega Damiano Gianelle, responsabile del Dipartimento Agroecosistemi sostenibili e biorisorse del Centro Ricerca e Innovazione – rappresenta un grande valore aggiunto per lo studio dell’impatto dei cambiamenti climatici sugli alberi forestali, perché questi sono sempre più esposti a stress idrico, termico, all’azione distruttiva di eventi climatici estremi (es. la tempesta Vaia nel 2018), che possono innescare dinamiche di deperimento del bosco”.

Per approfondire
Valentini, Riccardo & Belelli Marchesini, Luca & Sala, Giovanna & Yaroslavtsev, Alexey & Vasenev,
Viacheslav & Castaldi, Simona. (2019). New tree monitoring systems: from Industry 4.0 to Nature 4.0.
DOI
http://dx.doi.org/10.12899/asr-1847

Laura Bertolani

Laureata in Scienze Naturali, nel 1997 è entrata a far parte del team di meteorologi di Meteo Expert. Fino al 2012, all’attività operativa ha affiancato attività di ricerca, occupandosi dell’analisi della performance dei modelli di previsione. Attualmente si dedica a quest’ultima attività, ampliata implementando un metodo di valutazione dell’abilità dei modelli a prevedere dodici configurazioni della circolazione atmosferica sull’Italia, identificate per mezzo di una rete neurale artificiale.

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