BeeHero: l’impollinazione intelligente

Quanti di noi associano l’immagine di un ape a quella del miele o a quella di un ‘semplice’ insetto?

Nel mio percorso di laurea ho avuto l’opportunità di ascoltare un’interessantissima lezione di Michal Roizman, CSO della BeeHero, StartUp che offre servizi di impollinazione di precisione unendo il mondo della natura con quello della tecnologia.

Oggi, in onore della giornata mondiale delle api, ho il piacere di riportarvi l’intervista fatta da MadaAdvances a Michal, la quale ci aiuterà a capire meglio l’importanza dell’ape in sé e come la sua startup stia aiutando gli apicoltori e i coltivatori nella gestione del processo di impollinazione.

Che cos'è BeeHero?

BeeHero offre servizi di impollinazione di precisione all'avanguardia. Con meno risorse e una domanda in crescita esponenziale, l'agricoltura industriale si trova ad un punto di rottura e presto non sarà in grado di soddisfare le esigenze di un mondo affamato. L'azienda fornisce agli apicoltori sensori installati all'interno delle arnie per raccogliere dati e informazioni che vengono analizzati, mediante sofisticati algoritmi, al fine di prevedere e gestire i eventuali perturbazioni dell'equilibrio delle colonie, e di stimolarne il pieno potenziale durante i picchi nei cicli di impollinazione.

Chi c'è dietro a BeeHero e da dove è nata questa idea?

Abbiamo fondato BeeHero in quattro. Itai Kanot, il COO della startup, è un apicoltore commerciale di seconda generazione, che ha gestito e operato nel più grande allevamento di api in Israele. Omer Davidi è un imprenditore seriale, che ha fondato e venduto due società, ed è il CEO di BeeHero. Yuval Regev, è il CTO ed un esperto tecnologico di hardware e analisi dei dati. Infine ci sono io, Michal Roizman, CSO. Ho una vasta esperienza nella gestione di team nei settori dell'Interazione Uomo-Robot.

Fu proprio Itai Kanot ad introdurci l'affascinante mondo delle api e dell'impollinazione. Fin dal primo giorno era chiaro che dovevamo trovare una soluzione a questo enorme problema: abbiamo visto che il mondo dell'impollinazione delle api non stava ottenendo l'attenzione che meritava e noi abbiamo avuto l'opportunità di affrontarlo. Abbiamo subito capito che per garantire il cibo per la prossima generazione, e contemporaneamente promuovere la salute delle api, avremmo dovuto creare una soluzione che fosse a beneficio sia degli apicoltori che dei coltivatori commerciali. Questa soluzione è BeeHero.

Dove si trova la base di questa StartUp?

BeeHero ha un ufficio a Palo Alto, in California, e uno a Tel Aviv. Abbiamo due Bee Labs (laboratori), uno in Italia e uno in Israele.

Oggi è la giornata mondiale delle api. Molte persone non capiscono l'importanza di quest'ultime: in che modo le api contribuiscono al nostro mondo e alla nostra vita?

Molte persone pensano al miele quando pensano alle api. Ma le api svolgono un ruolo molto più significativo in tutte le nostre vite: l'impollinazione. Le api da miele sono gli impollinatori più efficienti sulla terra. L'importanza dell'impollinazione per l'approvvigionamento alimentare mondiale è ben documentata. Il 75% delle colture alimentari mondiali dipende in parte dall'impollinazione degli insetti. Alcuni esempi sono noci, frutta e verdura tra cui le mandorle, mele, mirtilli, ciliegie, mirtilli rossi, pomodori, fragole, anguria, zucca, seguite da colture di semi oleosi come il girasole. Fino alla fine del 20° secolo, l'impollinazione era fornita gratuitamente come servizio dell’ecosistema dagli impollinatori come le api da miele e le api selvatiche. Tuttavia, negli ultimi 50 anni, c'è stato un aumento del 300% dell’area delle colture dipendenti dall'impollinatore.

La situazione è stata aggravata dal calo della diversità e della quantità degli impollinatori selvatici, che ha portato ad un aumento della domanda e della dipendenza da colonie di api in affitto. Le api da miele hanno sofferto di un aumento del tasso di mortalità, indebolimento della salute e della produttività. Negli Stati Uniti, il tasso medio annuo di perdita di colonie riportato dagli apicoltori negli ultimi 10 anni è del 37,8%. Questo ha sottoposto a tensioni la capacità di impollinazione causando aumento nei prezzi per i servizi di impollinazione, mentre la forza delle colonie è variabile e le prestazioni di impollinazione non sono ottimali. In poche parole, le api sono la chiave per nutrire il globo e dobbiamo prenderci cura di loro.

Qual è il problema principale riguardo l'impollinazione?

L'efficacia dell'impollinazione delle api gestite dipende dal numero, dalla densità, dalla diffusione, dalla posizione, dalla forza delle colonie e dai tempi della loro introduzione. Prima di BeeHero, non c'erano mezzi disponibili per il monitoraggio in tempo reale dell'attività di impollinazione e nessun dato, strumento o sistema su cui gli agricoltori potessero basare le loro decisioni di gestione dell'impollinazione. Sia gli apicoltori che gli agricoltori non avevano un modo economicamente valido per monitorare in tempo reale l'effettiva efficacia o efficienza dei servizi di impollinazione e potevano valutare l'impatto sulla resa delle colture solo quando era già troppo tardi: al momento del raccolto. L'agricoltura di precisione, sebbene ampiamente adottata nella gestione di altri fattori di produzione agricola come la preparazione del suolo, l'irrigazione, il controllo dell'erbaccia e dei parassiti, non è arrivata all’impollinazione. Rispetto agli altri input richiesti per produrre un raccolto, l'impollinazione è stata quella gestita in maniera peggiore. Esiste un significativo potenziale non sfruttato per i servizi di gestione dell'impollinazione basati sui dati e che migliorano la resa.

Puoi spiegarci come funzionano i vostri "alveari intelligenti"?

BeeHero ha applicato la tecnologia dei sensori remoti (vedi foto) e l'analisi dei dati per sviluppare una soluzione che consentirà una precisa gestione delle colonie di api da miele, e delle prestazioni di impollinazione. I dati generati dai sensori interni dell'arnia e dai parametri ambientali sono analizzati dagli algoritmi di Machine Learning per fornire misure chiave sulla salute dell'alveare, la forza e l'efficacia dell'impollinazione per apicoltori e agricoltori. Gli apicoltori possono monitorare le condizioni delle arnie durante tutto l'anno, ricevendo metriche chiave per la creazione di colonie sane, forti ed efficienti per incrementare la rete di impollinazione. Grazie a questi sensori, gli agricoltori possono monitorare la resistenza delle colonie e l'efficacia dell'impollinazione in tempo reale durante i cicli di impollinazione, ed ideare strategie ottimali per il posizionamento dell'alveare nelle coltivazioni, come i tempi di introduzione, posizionamento, spaziatura tra alveari (o gruppi di alveari), nonché la densità di allevamento. Per la prima volta è possibile misurare e gestire direttamente l'efficacia dell'impollinazione in tempo reale, un importante passo avanti per l'agricoltura. Ciò non solo offrirà opportunità per aumenti sostenibili della resa delle colture, ma ne migliorerà la qualità delle colture, i valori nutrizionali e il valore commerciale.

Foto 1-2. Sensore BeeHero applicato alle arnie. Questo sensore è in grado di rilevare cambiamenti climatici, presenza di pesticidi, monitorare la salute delle api e altri parametri necessari all’apicoltore e all’agricoltore. I dati rilevati vengono processati ed inviati ad una piattaforma che avvisa di qualsiasi cambiamento in atto.

Avete notato un aumento delle rese dopo aver utilizzato i vostri prodotti?

Sì, a seconda del tipo di coltura, i risultati sono diversi. Secondo gli ultimi dati ottenuti, l'impollinazione di precisione protegge dalle perdite (acri con impollinazione insufficiente), il che significa che siamo in grado di ottimizzare ogni albero e ogni goccia d'acqua.

Quali sono le vostre principali produzioni colturali?

Ci concentriamo su mandorle, bacche, zucche, girasoli, mele, colza, cotone e altro ancora. Impolliniamo anche caffè e soia, che oggi non viene coltivata tramite impollinazione (la soia è stata geneticamente modificata per non dipendere dalle api). La ricerca degli ultimi anni mostra risultati interessanti, quando si introducono le api nelle stagioni di impollinazione, c'è un aumento dei raccolti. L'impollinazione di precisione può portare ad un miglioramento fondamentale nel modo in cui gestiamo oggi le coltivazioni.

Mada Advances è un'iniziativa al femminile, diamo molta rilevanza al ruolo della donna nel mondo della scienza e della tecnologia. Per curiosità, quante donne lavorano nella tua squadra? Siamo una squadra piccola ma diversificata con donne ad ogni livello della nostra organizzazione. Oggi ci sono 4 donne nell'azienda.

Ringrazio Michal e tutto il team di BeeHero per il lavoro che svolgono ogni giorno a favore del mondo degli impollinatori e per l’impatto positivo sulla nostra terra.

Miriam Sonnino

Combattere il cambiamento climato con i biocarburanti, è possibile?

Vi è mai capitato di pensare mentre vi trovate nel traffico a quanto inquinino i nostri tragitti? O quante emissioni provochiamo viaggiando in aereo? La risposta è tanto, probabilmente troppo.

In Europa, i mezzi di trasporto da soli sono responsabili per un quarto delle emissioni di gas serra, e sono la prima causa di inquinamento nelle città. Questo è uno dei motivi principali per cui ridurre il consumo dei trasporti più inquinanti non può più essere considerato un’opzione, ma una priorità.

È vero però che cambiare le proprie abitudini, soprattutto quelle che riguardano gli spostamenti può risultare complicato. Ma se vi dicessimo che c’è un modo di combattere l’inquinamento, senza stravolgere le nostre vite?

Proprio per questo abbiamo il piacere di intervistare Vasco Di Castro, ingegnere chimico per lo sviluppo sostenibile. Vasco lavora presso il centro ricerche per le energie rinnovabili e l’ambiente di Eni, occupandosi specificatamente della produzione di biocarburanti, ed oggi ci spiegherà il loro ruolo nella lotta al cambiamento climatico.

“Secondo il report Planet del WWF, se continueremo a reiterare gli stessi comportamenti entro i primi anni del 2030 avremo bisogno di due pianeti per soddisfare il fabbisogno di beni e servizi della Terra. Questo implica una totale rivisitazione del modo in cui concepiamo la produzione, ossia il passaggio da un’economia di tipo lineare in cui lo schema è quello di estrarre – produrre – smaltire, ad un’economia di tipo circolare dove il rifiuto diventa una risorsa e nulla viene sprecato.

La comunità scientifica ha previsto che tra le conseguenze delle nostre azioni ci potrebbe essere un aumento di temperatura fino anche a 6 °C che porterebbe alla distruzione di interi ecosistemi, mettendo a rischio anche le nostre città. La presa di coscienza è dunque un mezzo essenziale se vogliamo garantirci un futuro.

Dal 2009 esiste la Direttiva europea RED (Renewable Energy Directive), aggiornata nel 2018 con la RED II, nella quale è stabilito che entro il 2030 dovrà essere raggiunto un tasso di utilizzo delle energie rinnovabili pari al 32% a livello globale. Limitatamente al settore dei trasporti, il fabbisogno energetico dovrà essere soddisfatto per almeno il 14% da fonti rinnovabili, come ad esempio i biocarburanti. Il 3.5% in particolare dovrà essere rappresentato da biocarburanti avanzati”.

Cosa sono i biocarburanti e come vengono prodotti?

I biocarburanti sono dei combustibili, molte volte chimicamente identici ai carburanti tradizionali. Sono di origine organica proprio come lo è il petrolio, ma non impiegano milioni di anni per essere sintetizzati, grazie alla velocità di generazione e produzione delle materie prime con il quale vengono prodotti, si riescono a sintetizzare in brevissimo tempo.

Ne esistono di diversi tipi sia liquidi come il bio-etanolo o il bio-diesel che gassosi come il bio-metano.

Per produrre il bio-etanolo in maniera tradizionale si utilizza materiale agricolo ricco di zucchero come la canna da zucchero, cereali o mais per esempio. Per produrre il bio-diesel si possono utilizzare oli vegetali come l’olio di colza o l’olio di girasole. Questi vanno a definire i biocombustibili di prima generazione ossia tutti quei bio-combustibili che per esser prodotti utilizzano materiale in competizione con la filiera alimentare con conseguenze devastanti.

Per ovviare a questo problema nascono i bio-combustibili di seconda generazione che fanno un passo in avanti utilizzando rifiuti e scarti per essere prodotti, si possono produrre bio-combustibili dalla frazione organica dei rifiuti solidi urbani (FORSU) o da scarti agricoli e zootecnici, fanghi di depurazione civili, reflui industriali ed altri ancora.

Infine ci sono i bio-combustibili di terza generazione ossia quelli prodotti dalle microalghe.

Cosa sono le microalghe e in quali altri settori sono utilizzate, oltre i biocarburanti?

Sono degli organismi di dimensioni micrometriche. Questi microorganismi sono presenti in tutti gli ecosistemi della terra in quanto sono in grado di adattarsi a diverse condizioni ambientali. Sono più largamente diffusi in ambienti caratterizzati da acqua dolce e salata dove costituiscono la base della catena alimentare.

Poiché le cellule crescono in sospensione acquosa, hanno un accesso più efficiente all'acqua, all’anidride carbonica (CO2) e ad altri nutrienti. Le microalghe svolgono un ruolo importante nel ciclo dei nutrienti e nel fissare il carbonio inorganico in molecole organiche attraverso la fotosintesi clorofilliana.

Possono essere utilizzate oltre che nell’ambito dei bio-combustibili, anche nell’ambito della nutraceutica, degli integratori alimentari e mangimistica animale in quanto sintetizzano al loro interno sotto opportune condizioni molte sostanze ad alto valore aggiunto. Possono inoltre essere utilizzate anche nel settore della depurazione delle acque.

Tornando ai biocarburanti, quali sono i vantaggi del loro utilizzo? C’è una riduzione di emissione di CO2?

Si, sicuramente i vantaggi sono molteplici, e quello più grande è a livello ambientale. Ma non solo, anche a livello di performance sono migliori, per esempio il bio-diesel ha un numero di cetano (un indicatore del comportamento, in fase di accensione, del gasolio e bio-diesel) più elevato rispetto al combustibile tradizionale migliorando il comportamento in combustione. Inoltre, i combustibili fossili sono destinati ad esaurirsi invece, i bio-combustibili vista la facilità di produzione sono inesauribili.

La riduzione delle emissioni di CO2 è un dato di fatto, un biocombustibile per essere definito avanzato deve garantire una riduzione delle emissioni di CO2 almeno del 65% rispetto il combustibile fossile di riferimento.

Ultimamente si è discusso molto sull’utilizzo dei biocarburanti derivanti da olio di palma, soia o mais e il loro impatto sul prezzo del mercato di alcuni prodotti alimentari. Quale potrebbe essere una soluzione per limitare queste conseguenze?

La soluzione è quella di eliminare sempre più i biocombustibili di prima generazione che impattano in modo negativo sul mercato di alcuni prodotti alimentari, incentivando l’utilizzo dei biocombustibili avanzati di seconda e terza generazione.

Quale è il futuro dei biocarburanti e quanto tempo ci vorrà per fare una totale conversione ai biocarburanti?

Il futuro dei biocarburanti sarà quello di sostituire completamente i combustibili fossili di riferimento. Integrandoli ad altre forme di energia rinnovabile per raggiungere un’offerta energetica mondiale completamente Green.

La velocità di transizione dipenderà soprattutto dalle posizioni che i politici prenderanno a riguardo, solamente sposando a pieno il progetto mondiale si potrà assicurare l’implementazione in tempi utili.

A cura di Sharon Spizzichino

Inquinamento e attivita' umane: impatto sugli organismi marini

Da qualche anno, e sempre più spesso, si sente parlare di “global change”, “effetto serra” e “plastic pollution” soprattutto grazie alle campagne di sensibilizzazione portate avanti da organizzazioni internazionali non governative e alla mobilitazione che si è generata intorno all’azione dell’ormai famosa Greta Thunberg. Gli scienziati studiano i cambiamenti climatici già’ da molti decenni, ma le proporzioni che questi fenomeni hanno raggiunto, fanno in modo che tale argomento non sia più l’unica prerogativa degli specialisti del settore, ma di tutti noi.

In questo articolo approfondiremo il tema dell’inquinamento e dei suoi impatti sul sistema marino. Con il termine inquinamento si indica l’alterazione delle caratteristiche naturali di un ecosistema. L’origine può essere naturale o antropica (cioè umana) e può provocare effetti dannosi diretti o indiretti sia sulla salute dell’uomo che sull’ambiente.

Si vedono spesso immagini dell’ormai noto “Pacific trash vortex” o “Great Pacific garbage patch”, che si riferiscono all’ enorme isola galleggiante di rifiuti in mezzo all’Oceano Pacifico, tra Giappone e California. Si stima che questo accumulo di rifiuti abbia dimensioni tra i 700 mila e i 10 milioni di km2 ed uno spessore di 5-10 metri.

La “Great Pacific garbage patch” è solamente la più grande tra le isole di rifiuti disseminate nel mondo, è stata infatti riscontrata la presenza di altri accumuli nell’Oceano Atlantico ed Indiano, nei mari dell’Artico e nel Mar Mediterraneo. Queste “isole” si formano perché circa l’80% dei nostri rifiuti si riversa in mare, andando ad accumularsi nelle zone di convergenza delle correnti superficiali (dette “gyres”), non riuscendo più a disperdersi o dissolversi completamente. Si parla di milioni di tonnellate di rifiuti che, essendo composti prevalentemente da microplastiche, non sono totalmente visibili da satellite, rendendo le stime sempre approssimative e sottostimate.

Queste enormi isole hanno ovviamente effetti su una moltitudine di animali marini. Parliamo di effetti sia diretti, quando gli animali restano intrappolati dall’intreccio di reti, bottiglie, serbatoi, boe, buste (e un’altra serie infinita di oggetti flottanti); sia indiretti, perchè disgregandosi in microparticelle, finiscono nello stomaco di moltissime specie, causando occlusioni o perforamenti dell’apparato digerente. Questa plastica entra quindi a far parte di tutta la rete trofica, (il nome con cui è più appropriato definire una piramide alimentare, quando si parla di ambienti marini).

In generale, lo scarico in mare di rifiuti solidi, determina, soprattutto in ambito costiero, un aumento della torbidità delle acque, con un conseguente impatto su tutti gli organismi fotosintetici (che hanno bisogno di luce per vivere), come alghe, fitoplancton e piante marine come la Posidonia oceanica, che costituisce un ecosistema tipicamente mediterraneo e ospita circa l’80% della biodiversità costiera.

Il problema più grande non è costituito solamente dai rifiuti plastici e dalle sostanze inquinanti che si accumulano nei nostri mari, soffocando tartarughe, cetacei e uccelli marini, esistono anche altre forme di inquinamento e altrettanti sistemi naturali colpiti. Parliamo di inquinamento atmosferico, acustico, termico, biologico, da sostanze tossiche e l’eutrofizzazione. Ognuno di questi ha effetti devastanti sugli oceani e sulle specie che ospita, dal più piccolo organismo filtratore o detritivoro, ai pesci erbivori, ai piccoli e grandi predatori che si trovano al vertice della piramide, con il conseguente impoverimento e squilibrio di tutto il sistema ambiente-organismi del nostro pianeta. Vediamo insieme alcune di queste forme inquinanti.

L’inquinamento atmosferico consiste nel rilascio di sostanze dannose nell’atmosfera che portano, tramite una serie di meccanismi, all’acidificazione delle acque. Tutti gli organismi marini vivono in intervalli di pH, o di acidità, più o meno ampi, a seconda delle specie. Gli organismi marini più “esigenti” che vivono in intervalli di pH ristretti sono ovviamente i primi a subire il cambiamento, basta quindi poco per alterare il loro equilibrio. Rientrano in questa categoria i coralli, che stanno globalmente subendo una moria graduale detta “sbiancamento” dovuta alla morte delle cellule fotosintetiche e quindi alla perdita del loro naturale pigmento. Quello che ne rimane è quindi il carbonato di calcio di cui e’ composto lo scheletro del corallo, ormai senza vita. Le barriere coralline ospitano un’ampia parte della diversità costiera di tutto il mondo. Con la loro morte quindi, si assiste a una drastica diminuzione di tutte quelle specie che, per la loro alimentazione e riproduzione, dipendono da questo ecosistema.

Anche l’inquinamento acustico ha forti impatti sul sistema marino. Infatti, il rumore e le vibrazioni prodotte in mare dalle attività umane possono interferire in vario modo con la vita animale, soprattutto per quelle specie che comunicano tramite biosonar (in particolare i cetacei). La capacità di comunicare, di riconoscersi, di incontrare il partner, di segnalare pericolo o di individuare ostacoli e’ così fortemente compromessa.

Esiste anche un inquinamento biologico, dovuto all’introduzione di specie alloctone, cioè di specie che normalmente non abitano in un determinato ambiente e che, non trovando i suoi naturali predatori e competitori, si riproducono senza ostacoli. Queste condizioni favorevoli portano ad un’espansione incontrollata della specie “aliena”, creando grandi danni alle specie endemiche del territorio in cui è avvenuta l’immissione. Questa sembra essere la seconda più grave minaccia alla perdita di biodiversità, dopo la distruzione degli habitat, come le barriere coralline. Alla base di questo tipo di inquinamento vi è una cattiva gestione dei rifiuti umani e animali e delle acque reflue nell’entroterra.

Le sostanze tossiche come petrolio, prodotti chimici e metalli pesanti, provenienti dai processi industriali, vengono facilmente assorbite dagli organismi, entrando a far parte dei loro cicli vitali e colpendo tutta la rete trofica. Queste tossine, passando da un livello trofico all’altro e si accumulano in maniera sempre maggiore da un individuo al suo predatore. Proprio per questo motivo gli organismi predatori al vertice delle catene alimentari e quelli di taglia maggiore (tonni, squali, delfini) sono anche quelli in cui si verificano presenze maggiori di contaminanti o inquinanti. Questo processo è detto bioaccumulo o biomagnificazione.

Altra forma di inquinamento da citare è l’eutrofizzazione dovuta principalmente allo sversamento in mare di detersivi e/o di sostanze nutritive (fertilizzanti chimici provenienti dall’agricoltura) dai fiumi, provocando quindi la proliferazione della flora acquatica che consuma l'ossigeno disciolto (alghe) sottraendolo alle altre specie e mettendo in pericolo la vita dell’intero sistema idrico. Questo fenomeno è all'origine delle cosiddette maree rosse, verdi o marroni che spesso si verificano sulle nostre spiagge e che hanno un effetto dannoso sulla salute umana.

Alle fonti di inquinamento discusse in questo articolo, vanno aggiunte tutte le attività umane dirette, come la sovrappesca, l’acquacoltura, la costruzione di moli e opere costiere, l’urbanizzazione, la distruzione ambientale e la deforestazione. Attività’ che, se non gestite con un occhio all’ambiente, hanno effetti devastanti sugli habitat e sulle risorse marine stesse.

Sono molto attuali le dispute tra scienziati sulla causa dei cambiamenti climatici. Se sia di origine antropica o meno, si converge sul fatto che noi esseri umani stiamo decisamente velocizzando il naturale cambiamento del clima. Non diamo tempo alla terra di rigenerare le proprie risorse, creando così’ disequilibrio in tutti i sistemi naturali in cui interferiamo. Alla luce di ciò che abbiamo descritto nell’articolo, è intuitivo pensare che tutte le nostre azioni abbiano un inevitabile e potente impatto sul sistema e sull’ambiente in cui viviamo, spesso negativo.

Selvaggia Cognetti De Martiis

A cura di:

Sharon Spizzichino

Shirley Genah