Vertical Farming: facciamo una premessa
Le Vertical Farming rappresentano una vera e propria rivoluzione sostenibile dell’agricoltura urbana per la produzione di cibo. Questi sistemi, meglio noti come sky farming, vengono implementati al fine di massimizzare le coltivazioni minimizzando l’occupazione del suolo.
L’idea nasce dalle osservazioni di Dickson Despommier, docente presso la Columbia University dove tiene un corso di Scienza della Salute ambientale. Egli prende in considerazione i dati stimati dall’ONU in merito alla crescita della popolazione mondiale (9 miliardi di abitanti nel 2050) e focalizza la sua attenzione sulle risorse che, essendo scarse, non possono garantire cibo a sufficienza a tutti gli individui.
Le zone adibite alla coltivazione sono, difatti, già impegnate per l’80% e il restante 20% sembra non essere in grado di sopperire alle domande previste; a tutto ciò si devono, inoltre, sommare i cambiamenti climatici in corso.
Nascono, quindi, in questo contesto le Vertical Farm che si propongono di riportare alla luce, nell’ambito di ogni realtà cittadina, la sfera produttiva ormai abbandonata. Gli alimenti sono coltivati più precisamente su superfici sviluppate in altezza che vengono, opportunamente, integrate all’interno di magazzini o grattacieli.
Che cosa sono le Vertical Farming?
Le Vertical Farming sono dei veri e propri centri destinati all’autoproduzione di cibo; all’interno di essi vengono difatti ricreate le condizioni ambientali necessarie per lo sviluppo e la crescita di piante e ortaggi.
La prima esperienza in tal senso risale al 2012, nasce a Singapore e prende il nome di Sky Greens Farms. L’elevato numero di abitanti (5,607 milioni nel 2016) ha di fatto aumentato il modo considerevole i bisogni, ma ciò non si sposava con i ritmi di ciclizzazione e riposo dei quali necessitavano le campagne e i sistemi naturali.
La realizzazione di una Vertical Farm ha reso così autosuffcienti, dal punto di vista produttivo, alcune aree della nota metropoli.
Vertical Farming: com’è fatta e come funziona
Le fattorie verticali – che non sono i giardini verticali – possono essere realizzate in qualsiasi tipologia di edificio. Gli spazi, adibiti alla coltivazione, necessitano però della luce solare proveniente dall’esterno che deve, per forza di cose, essere sfruttata al meglio. Questa non è però sufficiente e di conseguenza è imprescindibile ricorrere alle lampade a led.
L’energia indispensabile per sostenere l’illuminazione artificiale deriva generalmente da:
- utilizzo, tramite sistemi di riconversione, degli scarti vegetali frutto della raccolta;
- apparati energetici rinnovabili con impatto ambientale pari a zero (pannelli fotovoltaici, pale eoliche).
Vertical Farming: dove vengono coltivate le piante?
Ogni piano di una Vertical Farming ospita coltivazioni idroponiche (tecnica che prevede la sostituzione del terreno con un substrato inerte) che vengono irrigate con acque reflue (cioè di scarico); le sostanze tossiche e inquinanti (nutrienti), presenti all’interno del fluido, vengono difatti assorbite dalle piante.
Queste ultime ricevono così il nutrimento necessario, mentre l’acqua diventa potabile e in quanto tale può essere destinata al consumo umano.
È, però, bene sottolineare che le Vertical Farming consentono di produrre solo piante di taglia ridotta e a ciclo breve. I ripiani destinati alle coltivazioni devono, difatti, trovarsi a circa 30-40 cm di distanza gli uni dagli altri.
Il ciclo breve è, invece, diretta conseguenza dei costi dell’energia: i tempi di attesa prima del raccolto possono avere ripercussioni negative dal punto di vista economico.
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Tecniche di coltivazione nelle Vertical Farming
Si distinguono tre diversi metodi di coltivazione:
- aeroponico;
- idroponico;
- acquaponico.
Vediamo nel dettaglio cosa sono, quali sono le principali differenze e come crescono le piante.
Metodo aeroponico
Il metodo aeroponico si basa sulla coltivazione delle piante senza alcun utilizzo di terra.
Queste crescono e vengono alimentate, a partire dalle radici, grazie a un sistema che si fonda sulla nebulizzazione dell’acqua e delle sostanze nutritive minerali.
Vengono, altresì, impiegati LED a basso consumo energetico per la fornitura di luce (indispensabile alle coltivazioni per il processo di fotosintesi).
Questa tecnica presenta svariati vantaggi:
- Risparmio idrico (nelle colture tradizionali si registra uno spreco pari al 95%).
- Maggiore crescita delle piante in una percentuale pari al 30%.
- Dimezzamento delle tempistiche rispetto all’agricoltura tradizionale.
- Nessun impiego di prodotti chimici.
Si tratta certamente della tecnica più rivoluzionaria e innovativa, ma nello stesso tempo non mancano alcuni punti interrogativi legati soprattutto all’importante investimento iniziale e alla compatibilità con le altre colture.
La Vertical Farm aeroponica più grande al mondo si trova a Newark, nel New Jersey, e vanta una produzione annuale di circa 900.000 kg di ortaggi. La fattoria verticale è stata ubicata in una vecchia fabbrica dismessa e al suo interno sono stati installati impianti fotovoltaici per l’autoproduzione di energia.
Tecnica idroponica
In questo caso, come nel precedente, non viene utilizzata la terra che viene però sostituita con inerti (vermiculite, perlite, argilla, fibra di cocco e lana di roccia).
Le piante vengono nutrite mediante somministrazione, alle radici, di vapore acqueo e sostanze minerali.
I vantaggi possono essere così riassunti.
- Risparmio idrico pari al 70% rispetto alle coltivazioni tradizionali.
- Velocità di crescita delle piante raddoppiata.
Il metodo idroponico è quello maggiormente impiegato perché garantisce lo sviluppo corretto delle piante anche in termini di salute; appare, inoltre, essere quello meno dispendioso.
Metodo acquaponico
Vengono combinati tra di loro l’allevamento ittico e l’agricoltura; si parla quindi di acquacoltura e coltivazione idroponica. L’acqua di scarico, proveniente dagli allevamenti di pesci e crostacei, presenta un alto tenore di sostanze di scarto e avanzi di cibo e viene, perciò, riutilizzata nelle coltivazioni come un vero e proprio fertilizzante naturale.
Le piante ricevono il nutrimento di cui hanno bisogno e nello stesso tempo purificano i fluidi che sono, successivamente, impiegati nell’allevamento ittico con conseguente riduzione del numero ricambi d’acqua per i pesci.
Tale tecnica presenta i seguenti vantaggi:
- Importante risparmio d’acqua perché la stessa viene riciclata.
- Impiego di fluidi ricchi di sostanze nutritive (fertilizzanti naturali) con conseguente aumento del 30-50% della velocità di crescita delle piante.
- Abbattimento dei costi legato all’impiego di fertilizzanti naturali autoprodotti (non vengono usate sostanze nocive per la salute e l’ambiente).
Questa procedura è stata applicata nel 2012 negli Emirati Arabi e più precisamente ad Abu-Dhabi. La produzione stimata nel caso in esame è la seguente: 300kg di lattuga due volte alla settimana e 10 tonnellate di prodotti ittici in un anno.
Quali sono i vantaggi e i benefici delle Vertical Farming?
I benefici derivanti dalle coltivazioni tecnologiche in verticale sono innumerevoli.
- Le Vertical Farm sono sistemi chiusi e controllati: l’aria che penetra negli edifici viene filtrata con l’ausilio di strumentazioni dedicate. Questo permette di ridurre al minimo il rischio di contaminazione del cibo derivante dagli inquinanti gassosi presenti nell’aria. Tale aspetto si rivela fondamentale se si considera il tasso di inquinamento presente nelle grandi città.
- Non vengono impiegati pesticidi e erbicidi (conseguenza diretta di un sistema controllato) e questo permette agli utilizzatori di portare a tavola prodotti biologici.
- Il sistema chiuso impedisce l’ingresso di parassiti ed erbe infestanti.
- Le modalità d’irrigazione consentono di risparmiare circa il 90% d’acqua.
- Si tratta di coltivazioni a chilometro zero come dimostra lo Zoo di Paignton (Inghilterra), dove è stata istituita una Vertical Farm per la produzione del cibo destinato agli animali del bioparco. Tutto ciò ha portato a una riduzione delle spese e al contenimento delle emissioni di CO2 correlate al trasporto delle merci.
- Possibilità di produrre ortaggi fuori stagione.
- L’agricoltura verticale consente di ridurre l’impiego del suolo e contenere il suo impoverimento a seguito del consumo di sostanze nutritive.
Vertical Farm: limiti e possibili svantaggi
Le Vertical Farm, che rappresentano l’ultima frontiera dell’agricoltura, sembrano però avere alcuni limiti.
- L’impianto è fondato sulla tecnologia per il mantenimento costante della temperatura e dell’umidità. Una falla nel sistema, anche di breve durata, può avere gravi ripercussioni sull’azienda agricola verticale.
- Problematiche correlate all’assenza di insetti: il processo di impollinazione diventa totalmente manuale e questo comporta un aumento dei costi da sostenere.
- Stime non precise per le spese di realizzazione.
- Maggiore richiesta di operatori specializzati e conseguente aumento del costo del lavoro.
Skyfarming in Italia
La prima Vertical Farming italiana nasce a Milano ed è il risultato della collaborazione tra ENEA (Agenza nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico),
Agrimercati e l’assessorato alla salute del comune lombardo. L’edificio verde, presentato in occasione di EXPO 2015, prende il nome di Skyland e la sua produzione, secondo le stime fatte, dovrebbe soddisfare le richieste di quasi 25 mila persone.
Il progetto prevede inoltre la realizzazione di un centro commerciale, a piano terra, per la distribuzione dei prodotti agricoli biologici, mentre i piani superiori (in totale 30 per una superficie globale di circa 10 ettari) sembrano essere destinati alle coltivazioni idroponiche con una produttività 4-5 superiore alle colture tradizionali.
Skyland dovrebbe nascere nell’area dell’Ex Macello (Città del Gusto e della Salute) e rispondere al Criterio dei Cinque Zeri.
- Zero Pesticidi: il sistema chiuso e controllato non prevede l’uso di prodotti chimici per la coltivazione. Questo comporta un notevole risparmio in termini di pesticidi e diserbanti e persegue, inoltre, il concetto di sicurezza alimentare e prevenzione.
- Zero Power: il complesso è totalmente autonomo dal punto di vista energetico e sfrutta fonti completamente rinnovabili.
- Zero Emissioni: Skyland soddisfa il proprio fabbisogno energetico e riduce le emissioni.
- Zero Rifiuti: produzione di elettricità attraverso l’uso della biomassa (integrazione dei sistemi del Carbon Cycle e del ciclo delle acque), mentre i gas di combustione vengono usati come fertilizzanti.
- Zero Distanza: il progetto abbraccia l’intera filiera agro-alimentare (dalla prodzuzione alla vendita) con conseguente abbattimento dei costi.
Sono, infine, previste le ulteriori specifiche:
- facciata continua, con esposizione a sud, fotovoltaica;
- vela del terrazzo superiore comprensiva di pannelli solari;
- posizionamento di un impianto geotermico e di uno analogo per l’uso delle biomasse al fine di garantire l’autonomia energetica del complesso.
Quanto si guadagna con le Vertical Farming: stime e indicazioni
Negli ultimi anni si registra un vero e proprio boom di investimenti sulle Vertical Farm.
La domanda sorge, quindi, spontanea: con le coltivazioni indoor si guadagna? La risposta per adesso è no, perché i costi di produzione sono più alti di quelli da sostenere in campo o in serra.
Sono, difatti, da considerarsi diversi fattori.
- Costruzione delle struttura, dove la temperatura deve rimanere costante nel tempo.
- Illuminazione costante per 12 ore al giorno.
- Spese per la gestione e l’irrigazione del complesso.
Si può, invece, parlare di profitti laddove non esiste concorrenza con l’agricoltura convenzionale. Un esempio caratteristico è quello dell’Alaska, dove gli ortaggi e la frutta arrivano via mare dalla California: un cespo di lattuga arriva difatti a costare 10 dollari e di conseguenza la Vertical Farm offre molti vantaggi in tale contesto.
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