A.33 Sistemi (interazioni) e modelli (simulazioni)

Parte 2 378 Agroambiente, Produzioni vegetali e Difesa delle colture I dati meteorologici di cui il modello ha bisogno vengono raccolti attraverso centraline meteo [ 20 ] disposte sul territorio (in Italia esiste un servizio agrometeorologico curato dalle Regioni). Il modello FHB-Wheat è entrato a far parte di un Sistema di Supporto alle Decisioni (Fusarium Head Blight Decision Support System), nella cornice di un progetto finanziato dalla Regione Emilia-Romagna. 20 Centralina agrometeorologica dotata di sensori in grado di rilevare umidità relativa, mm di pioggia caduta, durata della bagnatura fogliare; la centralina, autoalimentata grazie al pannello solare, è inserita in una rete che fa capo a una banca dati regionale consultabile su sito web in tempo quasi reale. APPROFONDIMENTO 33 Sistemi (interazioni) e modelli (simulazioni) Per i nostri scopi, avendo a riferimento sistemi biologici che sono complessi e dinamici (ma lo sono anche altri sistemi diversi da quelli naturali, come il traf co automobilistico su una certa strada), possiamo semplicemente de nire sistema una data porzione di realtà, collocata sullo sfondo del tempo, che è possibile descrivere per mezzo di relazioni le quali permettono di stabilire lo stato in cui esso si troverà in ogni istante; dunque un sistema è un de nito insieme di componenti collegati tra loro dove, col trascorrere del tempo, si osservano delle modi cazioni, cioè una evoluzione del sistema stesso (dinamica). Poiché per de nizione il sistema è una parte di un mondo reale più ampio, esso avrà un con ne (frontiera) verso l ambiente circostante attraverso il quale entreranno e usciranno flussi di materia ed energia. Frontiera Materia Flusso Energia SISTEMA Materia Flusso Energia 21 Nella scienza esistono vari tipi di modelli: questo scafo sottoposto a prove in vasca nautica è un modello fisico basato sulla corrispondenza iconica, cioè una rappresentazione in scala ridotta della realtà (comunemente detto modellino ). Nella modellistica non fisica invece il problema può essere rappresentato in modo informale, tramite il linguaggio comune e/o graficamente, oppure formalizzato in linguaggio matematico, cioè per mezzo di equazioni o sistemi di equazioni; i modelli possono avere scopo interpretativo quando cercano di spiegare un fenomeno ipotizzando una struttura interna che rende ragione dei fatti esterni osservati, descrittivo quando sintetizzano in un algoritmo i dati di un fenomeno, predittivo quando intendono prevedere, mediante un linguaggio formalizzato, l andamento futuro di un fenomeno entro un determinato orizzonte temporale. Ambiente esterno I cambiamenti del sistema che avvengono col trascorrere del tempo dipendono per un verso dall interazione di esso con l ambiente esterno, per altro verso dalle interazioni interne a esso, cioè tra i suoi elementi. In realtà ciascun componente di un sistema può essere a sua volta un sistema: così è nei sistemi naturali (ad es. una cellula è un sistema, ma sono sotto-sistemi anche le sue strutture come membrana, nucleo, mitocondri, ecc.), i quali sono troppo complessi per essere descritti in modo esaustivo; perciò si ricorre a rappresentazioni, dette modelli di simulazione, semplificate e finalizzate, che tengono conto solo degli elementi più significativi del sistema e in particolare mettono in risalto quei componenti che servono allo scopo pratico per il quale viene costruito il modello stesso. In sostanza la simulazione altro non è che la riproduzione del comportamento del sistema e in rapporto a ciò che si intende studiare i modelli possono essere non sici oppure sici: ad esempio, se si vogliono veri care certe prestazioni nautiche di una nave si ricorrerà a 0190.Parte2_Cap_11.indd 378 un modello sico, ossia una costruzione in scala ridotta di tale imbarcazione e la si sottoporrà a prove in vasca [ 21 ]. I modelli di simulazione da utilizzare in ambito agrario sono impostati su relazioni in grado di descrivere per mezzo di una funzione matematica l interazione tra un fenomeno biologico e una caratteristica dell ambiente chimico- sico in cui esso è immerso. Già a partire dal sec. XVIII Reaùmur ideò un metodo per prevedere il periodo di maturazione dell uva basato su una somma termica delle temperature giornaliere registrate a Parigi, modello che a metà del secolo successivo fu perfezionato e codi cato nella formula J S = Tt T0 t =1 dove S rappresenta il fabbisogno termico della coltura necessario per passare da un dato stadio di sviluppo iniziale a uno nale; T0 è la temperatura sotto la quale la specie vegetale considerata non si sviluppa; Tt è la temperatura media dal giorno di ingresso t = 1 (stadio di inizio) a quello di uscita J (stadio nale). 26/02/21 16:52

NUOVE Biotecnologie Agrarie e Biologia Applicata
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