Nuovi sensori per il monitoraggio delle minacce ambientali che affliggono le api
Le api sono in pericolo: l’Europa registra sin dall’inizio degli anni Novanta un declino medio delle popolazioni di questi insetti compreso tra il 17 % e il 20 % annuo, a volte notevolmente più cospicuo in certe zone. Circa il 10 % delle 2 000 specie europee di api è attualmente a rischio e, dato che tre quarti delle piante coltivate dipendono dalla loro impollinazione, la diminuzione della quantità di api esistenti minaccia la produzione alimentare. Questo declino è più grave nei paesi caratterizzati da un’agricoltura industrializzata, il che suggerisce le possibili cause a monte. Una combinazione di specie invasive, perdita di habitat e impiego di insetticidi spiega la maggior parte delle riduzioni di popolazione, il che ha spinto l’Unione europea a proibire l’utilizzo all’aperto della famiglia di insetticidi dei neonicotinoidi e istituire l’«Iniziativa degli impollinatori dell’UE». Tuttavia, molti fattori restano ancora sconosciuti.
Sensori da impiegare sul campo e negli alveari
Nonostante la disponibilità di sensori ambientali commerciali per il monitoraggio delle arnie, tali dispositivi risentono di diverse carenze di elevata importanza. Il progetto finanziato dall’UE IoBee, pertanto, ha sviluppato due sensori di livello più avanzato, uno concepito per essere posizionato all’interno degli alveari e l’altro sui campi nelle vicinanze. Insieme, i sensori monitorano i cambiamenti ambientali e forniscono segnalazioni tempestive di qualsiasi minaccia in arrivo. I ricercatori del progetto hanno anche sviluppato una rete di sensori wireless e alcune applicazioni a supporto. Il sensore per l’arnia viene installato all’ingresso dell’alveare ed effettua un conteggio delle api che vi entrano ed escono in tempo reale. «L’apicoltore può quindi valutare la forza dell’alveare in termini di bottinaggio, determinare i tassi di mortalità sul campo e individuare le deviazioni nella durata di volo e nella disponibilità di nettare», spiega il dott. João Encarnação, coordinatore del progetto. Il sensore è inoltre in grado di identificare le tipologie di api e i parassiti dell’arnia. Un modo attraverso il quale il sensore raggiunge questo obiettivo è una tecnica chiamata estinzione della luce, grazie alla quale si misurano le dimensioni dell’ombra proiettata dagli insetti. Il sensore misura anche la diffusione della luce rilevando varie fasce cromatiche, il che gli consente di individuare le specie attraverso la loro colorazione. Un secondo sensore optoelettronico conteggia e identifica gli insetti che volano al di fuori dell’alveare. «Quando gli insetti volano nel campo di rilevamento del sensore, esso ne individua automaticamente la traiettoria di volo e la mette in corrispondenza con le specie presenti nella banca dati. Gli insetti possono così essere identificati in modo efficiente senza la necessità di catturarli ed effettuare un conteggio manuale», aggiunge Encarnação. Il sensore misura inoltre la densità degli impollinatori, un parametro importante per la produzione agricola e il monitoraggio degli ecosistemi. Non esistono al momento altri sistemi di sensori in grado di fornire questa informazione. I sensori possono essere configurati per essere associati a una stazione meteorologica e di controllo della qualità dell’aria. Tutte le unità inviano i dati a un server cloud mediante una rete cellulare. Il gruppo di ricerca ha sviluppato algoritmi per l’elaborazione automatizzata dei dati e software per la presentazione visiva dei contenuti.
Segnalazioni ambientali e sperimentazioni sul campo
Le informazioni raccolte possono essere utilizzate al fine di avvisare le autorità per quanto concerne le minacce ambientali o i focolai di parassiti, segnalazioni che consentono di effettuare interventi molto più rapidi ed efficaci di quanto è stato sinora possibile. I ricercatori hanno condotto sperimentazioni sul campo in cinque paesi europei e negli Stati Uniti. Le sperimentazioni in laboratorio e sul campo hanno confermato una precisione del 95 % nei risultati ottenuti dai rilevamenti dei sensori, il che permetterà di dimezzare i costi associati alle operazioni di ispezione e sorveglianza. Clienti pubblici e privati e autorità hanno fornito riscontri molto positivi. Il gruppo ha preso in carico ordini iniziali per l’installazione dei sensori in 200 alveari situati in sei paesi, di cui tre europei; questi ordini verranno evasi nel corso dell’autunno del 2020. In seguito, il gruppo ha in programma di montare i sensori in 5 000 alveari durante il 2021. I nuovi sensori di IoBee forniscono migliori informazioni in merito alle minacce che affliggono le api, un vantaggio che contribuirà a migliorare gli standard ambientali europei e a ridurre l’utilizzo di pesticidi.
Parole chiave
IoBee, sensori, alveare, specie invasive, optoelettronico, monitoraggio, pesticidi
