È stata inaugurata il 10 luglio scorso all’EXPO di Milano la prima Vertical Farm italiana, realizzata dall’ENEA, l’Agenzia per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile.
Si tratta di una serra verticale alta quasi 5 metri nella quale si sperimenta l’agricoltura del futuro, ovvero l’agricoltura 3.0: zero pesticidi, zero km., zero consumo di suolo. Le piante (lattuga e basilico) sono coltivate su più strati, in cubetti di torba pressata immersi in acqua con soluzioni nutritive a riciclo continuo (sistema idroponico), l’illuminazione è con LED ad alta efficienza che riproducono il ciclo della fotosintesi clorofilliana. La produzione è praticamente doppia rispetto alle colture tradizionali: per l’insalata, ad esempio, si passa da 6 a 14 cicli di raccolta/anno per ogni piano, con un risparmio del 95% di acqua (2 soli litri per un 1kg di lattuga contro i 40-45 litri/kg in un campo ‘tradizionale’).
La Vertical Farm è l’emblema delle tecnologie per l’agricoltura del futuro, alle quali si lavora nei nove Centri ENEA sul territorio nazionale: prodotti, servizi, processi concepiti per le imprese del settore e raccolti nell’Atlante dell’innovazione tecnologica, una sorta di ‘catalogo’ online (www.enea.it) con oltre 500 voci in diversi settori. Fra le innovazioni per l’agricoltura, i bioinsetticidi, i sensori per scoprire l’adulterazione dei prodotti alimentari, i processi per il recupero di sostanze utili dalle acque di scarico, le tecnologie per la tracciabilità degli alimenti, lo sviluppo dell’agricoltura di precisione (anche utilizzando droni e satelliti) per coltivare con meno acqua, usando modelli climatici innovativi.
CAMPAGNA ‘ANTI-SPRECHI’ ALIMENTARI. Nell’occasione ENEA ha anche presentato una campagna ‘anti-sprechi’ alimentari che vede come prime iniziative un accordo con Caritas Ambrosiana e Coop Italia per l’utilizzo dei prodotti della Vertical Farm nel nuovo Refettorio ambrosiano e l’avvio del progetto ‘Forchetta intelligente’ per sensibilizzare gli scolari delle elementari sul legame tra cibo, ambiente ed energia.
La Vertical Farm (VF) è stata realizzata con il contributo di un pool di imprese: Coop, Lucchini, Semprefresco, Idroponica, Philips, Ceres, Steenks Service, Gremizzi Sergio, Spagnol e fondazione Anna Maria Catalano.
SCHEDA TECNICA. È una serra multistrato chiusa con colture in orizzontale su piani sovrapposti. Consente di coltivare in assenza di terra, utilizzando colture idroponiche: le piante vengono inserite su piccole zolle di torba e crescono con l’apporto di acqua e nutrienti. Si tratta di una innovazione tecnologica di grande rilevanza, un prototipo in scala (3 m x 3 m x 4,5 m di altezza) perfettamente replicabile a livello industriale. In Italia ad oggi non esistono ancora delle serre verticali; ne esistono solo alcune nel mondo.
La crescita delle piante è anche possibile grazie all’uso di illuminazione artificiale, con lampade a Led ad altissima efficienza e a basso consumo. Vengono utilizzati i led perché forniscono luce fredda nelle colorazioni più idonee, tipicamente blu e rosso, perfetta a riprodurre le condizioni che favoriscono la fotosintesi clorofilliana, essenziale per la crescita delle piante. La CO2 prodotta viene completamente riciclata e riassorbita dalle piante durante la fase notturna quando non ci sono le luci dei led accese. I led sono in funzione durante tutta la giornata e vengono spenti di notte.
Coltivare con un sistema idroponico consente di ottimizzare anche gli usi dell’acqua. Il sistema necessita di circa 2 l di acqua ogni kg di lattuga contro i 45 kg di coltivazione tradizionale. Coltivare su più piani soprapposti consente di avere una coltivazione di 3-4 volte superiore a quella di una coltura una serra tradizionale e di 7-8 volte in più rispetto ad una coltura in campo aperto. Nelle VF Expo ogni 3 settimane si produrranno 500 piante di ottima qualità.
Ogni ciclo di crescita è di 3 settimane per un totale di 14 cicli l’anno di produzioni. In un sistema chiuso come quello della VF, non c’è bisogno di grosse quantità di concimi e rispetto ai sistemi di coltura tradizionali si arriva a risparmiarne il 50%.
IRRIGAZIONE. Anche per quanto riguarda l’irrigazione, ogni ora c’è un ciclo di irrigazione mentre di notte solo una volta entrano in funzione le pompe. Una pompa programmata entra in funzione periodicamente ogni ora e attraverso un ciclo detto a flusso e riflusso consente l’erogazione dell’acqua per l’allagamento dei bancali e consentire alle piante di assorbire l’acqua necessaria per la crescita delle piante. Per alcuni secondi ogni ora, quindi, le radici assorbono l’acqua necessaria dopodiché l’acqua per gravità viene ricondotta nelle vasche sottostanti. Un fertirrigatore computerizzato, ovvero un’unità di miscelazione, controlla periodicamente il PH e la salinità della soluzione, integra nell’acqua la quantità di sostanze da erogare e le distribuisce attraverso l’irrigazione.
La VF è composta da 12 piani di coltivazioni, ciascuno di 1 metro quadrato per un totale di 12 metri quadrati di superficie coltivata. Le piantine vengono inserite nella torba e completano il loro ciclo di crescita in 3 settimane. Per ogni ciclo si producono 250 piante di lattuga e 250 piante di basilico.
Coltivare a ciclo chiuso consente di non sprecare nulla e di non produrre scarti o rifiuti. I prodotti sono privi di sostanze inquinanti, come pesticidi o fitofarmaci.
SISTEMA ROBOTIZZATO. Il sistema della VF è progettato per essere completamente robotizzato, non serve quasi la presenza dell’uomo. Nel caso della Vertical Farm dell’Expo, nel sistema non è previsto il robot, ma è un agronomo ogni 3 settimane ad occuparsi delle produzioni, della raccolta e del ricambio delle piante. Il clima all’interno della VF è completamente controllato. Attraverso un sistema di climatizzazione, temperatura e umidità vengono ottimizzate in funzione delle esigenze delle piante. La temperatura è ottimizzata sia per la crescita del basilico che della lattuga con 17-18 gradi per il giorno, quando avviene la fotosintesi e 10-12 gradi per la notte, quando i led sono spenti. Telecamere collegate ai computer controllano tutto il sistema e anche anomalie o blackout. L’ambiente chiuso è completamente sterile, ossia non entrano insetti o parassiti. Le colture dal punto di vista della qualità sono ottime.
Le pareti sono vetrate, per consentire al pubblico di vedere le coltivazioni, ma nelle strutture industriali le pareti sono opache. Le coltivazione è incentrata sull’utilizzo di luce artificiale. Il consumo di energia elettrica è pertanto la maggiore problematica presente in questi sistemi. Infatti, anche se i Led hanno consumi ridottissimi, i consumi energetici sono elevati. Biomasse prodotte con il riciclaggio dei rifiuti urbani o energia da fonti rinnovabili sono soluzioni sicuramente praticabili per ridurre i costi.
Nel futuro realizzazioni tecnologiche come queste potrebbero essere un contributo alla soluzione dei problemi di scarsità di acqua e di materie. Uno dei maggiori vantaggi di questi sistemi chiusi consiste nel poter produrre in qualunque posto sul nostro pianeta, anche in paesi con caratteristiche climatiche non adatte. Rendere possibile la coltivazione a km 0 significa abbattere i costi di trasporto ed esportazione, che incidono notevolmente sul prodotto finale.
SISTEMA IDROPONICO E ILLUMINAZIONE A
LED. Oltre a richiedere meno spazio rispetto a una coltivazione
tradizionale, le coltivazioni all’interno della Vertical Farm (VF)
non hanno bisogno di suolo, ma solo di acqua e di elementi nutritivi:
è il cosiddetto sistema idroponico, che consente a qualsiasi tipo di
pianta di crescere in substrati alternativi alla terra - come ad
esempio la torba pressata, l’argilla espansa o la lana di roccia –
immersi in acqua con soluzioni nutritive a riciclo continuo. La
crescita delle piante è poi assicurata da un’illuminazione a LED
che replica le condizioni naturali e accelera la fotosintesi
clorofilliana.
La VF rappresenta una delle soluzioni
dell’agricoltura del terzo millennio per la produzione di ortaggi
fuori suolo, multistrato, a ciclo chiuso integrale (riciclo totale
dell’acqua e dei fertilizzanti), in ambiente protetto e
climatizzato, senza utilizzo di pesticidi e insetticidi e ad
illuminazione artificiale a LED. Il prototipo dell’ENEA sarà il
primo esempio italiano ad applicare tutti questi sistemi.
All’interno della VF ci sarà un impianto di fertirrigazione automatico, vale a dire un sistema computerizzato di distribuzione delle sostanze nutritive con l'acqua di irrigazione. Inoltre, per ricreare l’ambiente ideale alla crescita delle colture all’interno della VF, un impianto di condizionamento climatico manterrà i valori richiesti di temperatura ed umidità.
ZERO RIFIUTI. La VF non produce rifiuti, in quanto tutti i prodotti utilizzati per la crescita delle piante vengono continuamente riciclati al suo interno. Non vengono nemmeno prodotti rumori molesti, tranne un leggero ronzio dell'impianto di aria condizionata, anch’essa completamente riciclata all'interno della VF.
https://www.youtube.com/watch?v=7HbmC3BZ7So&feature=youtu.be
