Introduction to the project
COALA – COpernicus Applications and services for Low impact Agriculture in Australia – è un progetto di ricerca finanziato dal programma europeo Horizon 2020 con quasi 1,7 milioni di euro, proposto e coordinato da Ariespace insieme ad altri dieci partner europei e australiani.
Per tre anni, dal gennaio 2020 al dicembre 2022, abbiamo portato nel bacino del Murray-Darling l’esperienza di assistenza alla gestione irrigua maturata in Campania con i Consorzi di bonifica e con l’Università Federico II, sviluppando servizi basati sui dati satellitari Copernicus per l’irrigazione, la gestione dei nutrienti e la contabilità idrica.
A Horizon 2020 project involving 11 partners, proposed and coordinated by Ariespace
Three years of Copernicus services in the catchment area that accounts for over 90 per cent of Australia’s agricultural output
The challenge: water as a market commodity
Il bacino del Murray-Darling è il più grande sistema fluviale dell’Australia e vi si produce oltre il 90% dei prodotti agricoli del Paese: un’area con valori sociali, economici e ambientali rilevanti, e con una forte vocazione all’export.
Quanto la risorsa sia fragile lo ha mostrato la siccità del 2019: in alcune zone del Nuovo Galles del Sud non è caduta pioggia per oltre 450 giorni consecutivi, e le immagini Sentinel-2 restituivano un continente letteralmente riarso.
Qui l’acqua non è solo una risorsa scarsa: è un bene che si compra e si vende. Le aziende agricole sono soggetti attivi del mercato dell’acqua, e questo cambia completamente il senso del risparmio idrico. Come spiega Carlo De Michele, amministratore delegato di Ariespace e coordinatore del progetto:
«Per le aziende agricole australiane poter ottimizzare l’utilizzo dell’acqua acquistata significa poterne rivendere la quota risparmiata, in modo da accrescere il fatturato aziendale, con un rapporto diretto tra maggiori risparmi idrici conseguibili dal progetto e i benefici economici per le aziende.»
Ogni metro cubo risparmiato, quindi, non è solo un costo evitato: è un ricavo possibile. Ma per risparmiare senza perdere resa serve sapere, campo per campo e giorno per giorno, quanta acqua la coltura sta effettivamente consumando.
Il problema: le difficoltà da affrontare
Le decisioni irrigue, in Australia come altrove, si basano spesso su esperienza, calendari fissi e su pochi sensori puntuali, che non raccontano la variabilità di appezzamenti che possono estendersi per centinaia di ettari. La concimazione azotata viene distribuita in modo uniforme, con sprechi dove la coltura non ne ha bisogno. E chi gestisce le infrastrutture irrigue o l’intero bacino conosce i volumi consegnati, ma non dispone di una fotografia oggettiva e aggiornata di quanto viene realmente consumato in campo.
C’era poi una sfida di contesto: i dati Copernicus sono gratuiti e aperti, ma fuori dall’Europa erano ancora poco conosciuti. Il progetto doveva dimostrare, insieme agli utenti australiani e nelle loro condizioni operative, che questi servizi funzionano e che conviene adottarli anche dopo la fine del finanziamento.
The solution adopted
COALA ha sviluppato servizi informativi basati su Copernicus per l’irrigazione e la gestione dei nutrienti, costruiti sull’esperienza europea del partenariato ma adattati al contesto australiano attraverso la collaborazione diretta con istituzioni e imprese del Nuovo Galles del Sud e del Victoria.
The services have been designed for three categories of users:
- Aziende agricole, società di consulenza agraria e agronomi: consiglio irriguo e indicazioni sulla gestione dei nutrienti a scala di appezzamento
- Irrigation infrastructure managers and operators, such as Goulburn-Murray Water in Victoria and Murrumbidgee Irrigation in New South Wales: monitoring of irrigated areas and water use at district level
- Autorità idriche, tra cui la Murray-Darling Basin Authority, WaterNSW e SA Water: dati di contabilità idrica dalla fattoria al distretto, fino alla scala di bacino.
COALA monitora lo sviluppo delle colture e lo stato dell’acqua e dei nutrienti attraverso algoritmi basati sui dati dei satelliti Sentinel del programma Copernicus, elaborati sulle piattaforme cloud DIAS (Copernicus Data and Information Access Services) e integrati con altre fonti di dati per migliorare l’accuratezza dei prodotti finali.
How it works: technology and integration
Dalle immagini Sentinel-2, acquisite ogni pochi giorni, vengono derivati i parametri biofisici delle colture che descrivono lo sviluppo della vegetazione appezzamento per appezzamento. Questi parametri, combinati con i dati meteorologici e con le previsioni, alimentano il calcolo dell’evapotraspirazione e del fabbisogno irriguo: quanta acqua serve, dove e quando.
Le stesse elaborazioni generano le mappe delle zone di gestione, che dividono il campo in aree omogenee per vigore e stato nutrizionale e permettono di modulare la concimazione azotata dove serve davvero. A scala più ampia, algoritmi di classificazione distinguono le aree effettivamente irrigate e le colture in campo, restituendo ai gestori e alle autorità una contabilità idrica oggettiva.
I risultati sono accessibili sia dalla piattaforma web, con mappe e serie storiche, sia attraverso l’API del progetto: uno strumento, sviluppato con BOKU Vienna, che permette agli utenti di richiamare direttamente gli indicatori COALA (evapotraspirazione, fabbisogno irriguo, stato della coltura) dai propri sistemi, indicando l’appezzamento e il periodo di interesse, e di integrarli nei software che già usano.
Testimonials
On the land
Un agricoltore del distretto mostra lo stato del grano e commenta l'utilità del servizio di consulenza irrigua.
In warehouse
The farmer talks about his experience with the COALA project and the value of satellite data for his decision-making.
Il team di COALA riunito in Australia durante la campagna dimostrativa, settembre–ottobre 2022.
The COALA API in action
From Australian fields to maps: how to retrieve COALA indicators from your systems and integrate them into your company software.
The results obtained
COALA ha dimostrato che i dati Copernicus e l’infrastruttura DIAS migliorano in modo sostanziale la disponibilità di informazioni per le decisioni di gestione dell’irrigazione e dei nutrienti, a ogni livello decisionale: dall’azienda agricola agli operatori delle infrastrutture irrigue, fino all’Autorità incaricata di monitorare l’attuazione del piano di bacino.
I servizi sono stati dimostrati sul campo nel Murray-Darling insieme agli utenti finali australiani, con il supporto delle società di consulenza agraria partner del progetto, e resi disponibili sia su piattaforma web sia tramite API per l’integrazione nei sistemi già in uso. La scheda “Results in brief” pubblicata dalla Commissione Europea su CORDIS ha indicato gli strumenti di monitoraggio satellitare sviluppati dal progetto come fondamentali per un’agricoltura sostenibile.
Verso un futuro più efficiente
As Carlo De Michele summarises, “This project will make it possible to explore new business opportunities in Australia for the European Earth observation services industry”: COALA was also created for this purpose, as a pioneer for European Earth observation services in a distant and demanding market.
As the images of the field visits and meetings with Australian farmers and partners show, the project has enabled the entire decision-making chain – from farmers to river basin authorities – to familiarise themselves with new tools. For Ariespace, the Australian experience meant putting methods and tools developed in Campania with the Land Reclamation Consortia to the test in a completely different context, strengthening services that we continue to offer in Italy and Europe. And it confirmed a belief: where water is the scarcest and most expensive resource, knowing how to measure its use is the first step towards managing it better.
SCHEDA PROGETTO
Nome completo COpernicus Applications and services for Low impact Agriculture in Australia
Programma Horizon 2020 – call DT-SPACE-06-EO-2019, progetto RIA triennale
Grant Agreement n. 870518
Durata 1 gennaio 2020 – 31 dicembre 2022
Finanziamento circa 1,7 milioni di euro
Coordinatore Ariespace S.r.l., spin-off dell’Università degli Studi di Napoli Federico II
Partenariato 11 partner tra Europa e Australia: PMI, istituti di ricerca e utenti finali
Aree dimostrative Bacino del Murray-Darling, Nuovo Galles del Sud e Victoria (Australia)
IL PARTENARIATO
PARTNER
Universidad de Castilla-La Mancha
Spagna – ricerca
PARTNER
JCRMO
Spagna – Junta Central de Regantes de la Mancha Oriental, utente finale
PARTNER
BOKU Vienna
Austria – Università di Scienze Naturali, sviluppo e integrazione dell’API
PARTNER
White Research
Belgio – ricerca partecipativa e co-creazione
PARTNER
UNSW
Australia – University of New South Wales, ricerca
PARTNER
University of Melbourne
Australia – ricerca
PARTNER
Rubicon Water
Australia – tecnologie per la gestione dell’irrigazione
PARTNER
Birchip Cropping Group
Australia – consulenza agraria e ricerca in campo
Il progetto ha ricevuto finanziamenti dal programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell’Unione Europea nell’ambito del grant agreement n. 870518.