Agricoltura Verticale, le opportunità del Vertical Farming

L’utilizzo di tecnologie avanzate e tecniche di coltivazione specifiche sono tra le caratteristiche principali dei sistemi di agricoltura verticale, o Vertical Farming, uno dei nuovi trend dell’Agricoltura 4.0. Al fine di comprendere appieno questo fenomeno, attraverso la Ricerca dell’Osservatorio Smart Agrifood del Politecnico di Milanoin questo articolo approfondiremo cos’è l’Indoor Vertical Farming (comunemente noto come vertical farming), scopriremo come funziona e analizzeremo le tecnologie più utilizzate da questa nuova frontiera dell’agricoltura 4.0.

Cosa si intende per Agricoltura Verticale

Come prima cosa da fare, per comprendere il concetto di Vertical Farming e capirne le opportunità e le soluzioni tecnologiche, è conoscere il vero significato di questa nuova tipologia di orto verticale. Per avere una definizione chiara e concisa di vertical farming, ci viene in aiuto l’Osservatorio Smart Agrifood. Ecco, infatti, come l’Osservatorio spiega il concetto di agricoltura verticale:

ll vertical farming è l’insieme delle pratiche impiegate per coltivare verticalmente su più strati sovrapposti o integrati in altre strutture (come pareti verdi o unità di crescita cilindriche con disposizioni verticali delle piante), con un consumo ridotto di acqua e di suolo e in prossimità dei centri urbani. Con il termine indoor vertical farming si fa quindi riferimento all’utilizzo di tali pratiche all’interno di un ambiente chiuso e controllato.

Come funziona l’Agricoltura Verticale

Dopo aver capito cos’è il vertical farming, nasce spontanea una nuova domanda: come funziona e come si applica alle coltivazioni verticali? Oltre a tecnologie proprie dell’Agricoltura 4.0 (sensoristica, IoT, Intelligenza Artificiale, ecc.), all’interno di questa innovativa tipologia di coltivazione verticale vengono utilizzate soluzioni specifiche del settore, in particolare:

• Idroponica verticale: queste sono colture verticali in soluzioni acquose ricche di sali nutritivi a seguito di una prima fase in suolo;
• Acquaponica: queste sono soluzioni di vertical farming dove l’integrazione di allevamenti in acquacoltura e coltivazioni in idroponica, in cui elementi come l’azoto e il fosforo, provenienti sia dalle feci dei pesci, che dalla decomposizione del cibo non consumato, vengono convertiti dai batteri grazie ad un biofiltro, diventando soluzioni nutrienti per le piante delle coltivazioni verticali;
• Aeroponica verticale: questa è una tecnica di coltivazione verticale in cui le piante sono disposte in vasi o reti e dove le radici vengono nebulizzate con sostanze nutritive.

Le tecnologie utilizzate nell’Agricoltura Verticale

L’utilizzo delle tecnologie è un aspetto indispensabile per realizzare strutture di vertical farming. Dalla ricerca dell’Osservatorio Smart Agrifood del Politecnico di Milano emerge che non vi è uno standard per le soluzioni tecnologiche impiegate. Tuttavia, di queste tecnologie, ve ne sono alcune che risultano più diffuse. Tra queste si identificano:

• i sensori per monitorare le caratteristiche del terreno;
• i sensori per il monitoraggio delle condizioni ambientali, in grado di misurare ad esempio la qualità dell’aria;
• i sistemi abilitati dall’Internet of Things che attivano in automatico sistemi come quello di areazione, di illuminazione o di irrigazione;
• l’image processing e l’Intelligenza Artificiale, che abilitano videocamere per il monitoraggio delle coltivazioni di vertical farming;
• Cloud & Data Analitycs, in quanto la grande mole di dati raccolti attraverso i diversi sensori e dispositivi connessi viene memorizzata su infrastrutture in Cloud e analizzata tramite algoritmi in grado di prevedere le necessità (principalmente idriche, di nutrienti, di luce e di temperatura) delle piante in colture verticali.

Agricoltura Verticale, le opportunità

Con un valore di 4,16 miliardi di dollari, e, secondo alcuni, con ottime prospettive di crescita, l'agricoltura verticale rappresenta ancora una nicchia nel mercato del settore agrifood. Tuttavia, le opportunità emergenti dai progetti e dai casi applicativi hanno fatto crescere l’interesse di molti attori a livello internazionale – tra cui le startup smart agrifood. Occorre considerare, infatti, che il vertical farming potrebbe contribuire a mitigare i rischi connessi ad alcune delle grandi sfide che il sistema agroalimentare deve affrontare, quali:

• la necessità di dover ridurre l’impiego di input chimici per preservare il clima e la biodiversità, essendo le coltivazioni all’interno di un ambiente chiuso e controllato;
• la scarsità della risorsa idrica, poiché grazie all’utilizzo di tecnologie digitali i sistemi di agricoltura verticale dovrebbero riuscire a ridurre al minimo il consumo di acqua;
• la necessità di diminuire la pressione sui suoli utilizzando l’altezza, fattore particolarmente significativo in un momento storico in cui si assiste progressivamente a una forte crescita della popolazione e contemporaneamente a una riduzione dei terreni coltivabili;
• la riqualificazione di edifici vecchi o dismessi e la rigenerazione delle aree urbane più periferiche.

Fondamentalmente, grazie all'indoor vertical farming si potrebbe consentire un aumento della quantità di prodotto coltivato a parità di suolo utilizzato, rispondendo efficacemente ai problemi legati alla food security e al cambiamento climatico.

Sebbene siano diversi i benefici, non mancano però le criticità riscontrate nelle ricerche e nei progetti di vertical farming. Tra le più rilevanti si trovano sicuramente l’elevato consumo di energia per luci e sensori e la frammentazione eccessiva del settore, dovuto a una molteplicità di attori che forniscono tecnologie.

Approfondisci le tematiche dell'Osservatorio Smart AgriFood