Ci possiamo fidare della soluzioni nature-based? Solo a certe condizioni. Ma facciamo un passo indietro. Negli ultimi decenni sono nate diverse iniziative per proteggere le foreste e favorire una forestazione sostenibile, che sappiamo essere tra le azioni più importanti nella mitigazione dei cambiamenti climatici. Parliamo del Clean Development Mechanism del Protocollo di Kyoto, il REDD+ Program delle Nazioni Unite e la Strategia dell’UE sulla biodiversità per il 2030. Queste iniziative a livello istituzionale hanno stimolato fortemente forme di investimento, pubbliche e private, per dar vita a progetti ambientali nature-based basati sulla messa a dimora di alberi e la conservazione e gestione sostenibile delle aree forestali. Con queste iniziative è arrivata anche la necessità di rendicontare gli impatti e i benefici per valutare i progetti e, di conseguenza, aumentate la reputazione di chi mette in campo queste iniziative.
Da qualche tempo però, emergono dubbi sulla validità e la verità dei progetti nature-based, soprattutto quando si parla di dati reali ed effettivo sequestro di CO2. Lo scorso gennaio il The Guardian, aveva denunciato stime imprecise e poco chiare in questo tipo di progetti in un’ inchiesta che attacca apertamente Verra, il principale standard a livello mondiale nel campo del carbon market. .
L’articolo ha reso chiara la necessità di un sistema più trasparente, accurato e accessibile per i processi di misurazione, report e verifica (MRV) dei progetti di sostenibilità, per garantire l’affidabilità di quanto dichiarato da istituzioni e aziende che decidono di implementare queste soluzioni all’interno delle proprie politiche. Non è quindi più possibile gestire ciò che non viene misurato. Un esempio su tutti: bisogna evitare fenomeni come quelli dell’overcounting delle stime eccessive sul sequestro di CO2, che va a vantaggio di chi dichiara l’impatto positivo dei progetti e contro al reale contribuito nella mitigazione dei cambiamenti climatici.
L’utilizzo di dati certi e presi sul campo è la strada principale da prendere per poter garantire l’affidabilità dei progetti. Vanno superate le stime basate su parametri standard, l’omologazione priva di contesto e l’assenza di verifiche continue. Per il raggiungimento di questo obiettivo l’utilizzo della tecnologia rappresenta l’unico sistema per migliorare i processi di MRV, quella che possa permettere di raccogliere quei dati veri e su cui poter contare per evitare di dare falsi risultati.
Ma quali sono i principali metodi per poter misurare la CO2 sequestrata dagli alberi e dalle foreste e garantire maggiore credibilità ai progetti nature-based?
Abbiamo fatto un elenco di quelli principali.
RILEVAZIONI MANUALI E ALLOMETRIA
Il metodo più comune per calcolare il sequestro di CO2 degli alberi. È basato sull’utilizzo di equazioni allometriche, ovvero su modelli matematici che si servono per lo più di variabili come l’altezza dell’albero, il diametro del tronco e la densità del legno. Ma in alcuni casi anche parametri legati al volume e all’altezza della chioma o della canopia , ossia la parte alta di un insieme di piante che intercetta la maggior parte della luce solare.
L’idea alla base di questo metodo è stabilire una relazione tra i parametri e la quantificazione della biomassa presente sopra il livello del suolo per poter ricavare il calcolo sullo stoccaggio di carbonio ed il sequestro della CO2. Più le equazioni sono specifiche per la tipologia di albero, più i risultati saranno accurati.
VANTAGGI del METODO:
- facilità di applicazione;
- basso costo
- numerosa presenza di equazioni allometriche in letteratura.
SVANTAGGI del METODO:
- la scarsa precisione delle misurazioni;
- un’incertezza fino al 60%;
- necessità di intervento manuale.
ANALISI DELLA FOTOSINTESI
Questo metodo di misurazione della CO2 prevede l’utilizzo di un analizzatore di gas a infrarossi (Infra-Red Gas Analyzer – IRGA). Questo strumento si basa sul principio di assorbimento di specifiche frequenze nello spettro infrarosso da parte delle molecole consentendone l’identificazione . Con questo sistema, vengono misurati gli scambi di gas a livello fogliare, tra i quali anche la CO2. Durante il processo di fotosintesi, le piante assorbono la CO2 e rilasciano ossigeno, trattenendo il carbonio. Attraverso l’IRGA, la CO2 assorbita tramite la fotosintesi viene quindi direttamente e istantaneamente misurata sulla foglia.
VANTAGGI:
- misurazione real-time del sequestro di CO2
- applicabilità a diverse tipologie di piante;
- incertezza di misurazione relativamente bassa.
SVANTAGGI:
- costi di applicazione elevati;
- complessità delle operazioni di analisi;
- limitata ricerca presente su questo metodo.
EDDY COVARIANCE
Un altro metodo di misurazione ha come focus gli scambi di gas tra il suolo, la vegetazione e l’atmosfera in un dato ecosistema.
Gli scambi di CO2, H2O ed energia con l’atmosfera sono regolati principalmente dalla struttura della chioma. Per tale ragione, appositi strumenti dotati di un anemometro, strumento per la misura della velocità e direzione del vento, e un IRGA che analizza la concentrazione dei gas posti entrambi al di sopra della vegetazione.
Le variabili misurate vengono poi inserite all’interno di una complessa serie di equazioni che riescono a determinare i movimenti del gas dentro e fuori un ecosistema. Dunque, data una determinata area, è possibile quantificare i gas, come la CO2, che vengono trattenuti dall’ecosistema e non rilasciati nell’atmosfera.
VANTAGGI:
- elevata precisione della misurazione;
- vasta copertura;
- capacità di misurare il sequestro di CO2 a livello di ecosistema.
SVANTAGGI:
- costi elevati;
- complessità delle operazioni
- dipendenza da specifiche condizioni metereologiche e geologiche.
TELERILEVAMENTO
Le tecniche di remote sensing, o telerilevamento, permettono di calcolare la biomassa degli alberi e delle foreste e il relativo stock di carbonio utilizzando diverse tipologie di sensori e metodologie. In particolare, queste tecniche possono prevedere l’impiego di droni, aerei e satelliti dotati di speciali sensori (ottici, radar e LiDAR) assieme ad una combinazione di modelli di regressione, indici di vegetazione e analisi spettrali.
Il TELERILEVAMENTO OTTICO (OPTICAL REMOTE SENSING) fa uso di sensori per la misurazione di lunghezze d’onda nella regione del visibile, nel vicino infrarosso e nell’infrarosso per creare immagini della superficie terrestre rilevando la radiazione solare riflessa. È possibile per esempio calcolare la quantità di biomassa partendo dalla dimensione della chioma degli alberi grazie alle immagini satellitari ad altissima risoluzione e agli algoritmi di machine learning per l’object-based image analysis (OBIA). Una tecnica che prevede la segmentazione dell’immagine in diversi oggetti e la classificazione di quest’ultimi secondo criteri quali la forma, la dimensione e le proprietà spettrali..
Il TELERILEVAMENTO LIDAR (LIGHT DETECTION AND RANGING REMOTE SENSING) è invece una tecnica che permette di determinare la distanza di un oggetto o di una superficie utilizzando un impulso laser. I dati sono presentati come nuvola di punti , ossia un insieme di punti nello spazio ognuno dei quali definiti nella loro posizione secondo nelle tre dimensioni in un determinato sistema di coordinate. Questo tipo di sensore può essere utilizzato sugli aerei/droni, o direttamente a terra, permettendo la creazione di modelli con precisioni diverse. Dalle scansioni effettuate con questi sensori possono essere creati i modelli 3D degli alberi e può essere quantificata la quantità di biomassa da cui si può derivare lo stoccaggio di carbonio.
Il TELERILEVAMENTO RADAR (RADAR REMOTE SENSING) utilizza il SAR (Synthetic Aperture Radar), un tipo di sensore attivo che trasmette impulsi elettromagnetici e registra sequenzialmente il segnale retro diffuso. Il segnale ricevuto determina il rilevamento dell’oggetto, nonché la sua forma, e la sua posizione. Contrariamente a quanto accade con le rilevazioni ottiche, le onde elettromagnetiche emesse da queste antenne possono penetrare le nubi e, in alcune condizioni, passare attraverso la vegetazione. Queste proprietà sono molto importanti per una quantificazione ancora più accurata nel calcolo della CO2 sequestrata.
VANTAGGI:
- possibilità di operare su vaste aree;
- varietà di informazioni che possono essere derivate;
- possibilità di creare modelli 3D delle foreste.
SVANTAGGI:
- discreta precisione della misurazione;
- costi elevati;
- interferenza delle condizioni metereologiche.
COME SCEGLIERE IL METODO CORRETTO
I quattro metodi qui presentati per il calcolo del sequestro di CO2 hanno caratteristiche proprie e presentano vantaggi e svantaggi. Tali caratteristiche vanno sfruttate in base ai diversi casi di condizioni geografiche e climatiche variabili. Ad esempio, laddove si stesse lavorando su vaste aree, le caratteristiche del telerilevamento garantirebbero un buon monitoraggio.
Diverse ricerche hanno dimostrato che misurazioni precise sullo stoccaggio di carbonio possono essere effettuate grazie all’adozione di un modello ibrido di misurazione, servendosi ad esempio di tecniche di remote sensing unite a misurazioni dirette in campo.
Sulla base di queste evidenze, noi di 17tons, abbiamo progettato Metatons, una piattaforma finalizzata alla creazione di un sistema di digital MRV per i progetti nature-based che integra e ibrida tra loro alcuni dei metodi descritti sopra.
La soluzione di 17tons prevede la creazione di digital twin degli alberi sfruttando sensori IoT, immagini satellitari e intelligenza artificiale che garantiscono l’osservazione e l’analisi in tempo reale dei parametri fisici e biologici degli alberi e delle foreste.
In particolare, i sensori IoT sono utili per la misurazione di variabili come il flusso linfatico, la temperatura e umidità del legno, lo spettro della luce che passa attraverso la chioma, la crescita radiale del tronco, i movimenti dell’albero, la temperatura e umidità dell’aria.
A partire dunque da queste misure dirette ed istantanee, si utilizzano specifiche equazioni e formule per effettuare analisi, come il calcolo della CO2, garantendo una precisione maggiore e più puntuale. Per poter operare su aree vaste, a questi calcoli vengono integrate analisi sulle immagini satellitari che, unitamente ai sensori in campo, garantiscono un quadro dettagliato dell’area dove avviene il monitoraggio.
LA RICERCA IN AIUTO DELLE AZIENDE
17tons è un’azienda che mira a portare tecnologie di grande attendibilità scientifica dal mondo della ricerca al mondo delle aziende che vogliono investire in progetti di sostenibilità nature-based, come la messa a dimora di alberi o la gestione sostenibile delle aree forestali. Sfruttando anche la blockchain, la soluzione di 17tons mira a garantire la trasparenza e l’immutabilità dei dati dei progetti.
Attraverso questo sistema ibrido di misurazione, è possibile dunque garantire maggiore trasparenza e credibilità ai progetti di sostenibilità e ai crediti di carbonio.La nostra missione è quella di dare un valore, al capitale naturale e ai servizi ecosistemici. Vogliamo rendere visibile il loro contributo e dare affidabilità al dato che lo testimonia perché le promesse di contribuire al benessere del Pianeta non restino un’ipotesi non verificata, ma siano un’azione vera e concreta.
