L'agricoltura verticale sta guadagnando sempre più attenzione come potenziale soluzione per affrontare le sfide della produzione alimentare in un mondo in rapida urbanizzazione e con risorse naturali sempre più limitate. Secondo gli ultimi dati di Statista, si prevede che il valore di mercato del Vertical Farming raggiungerà i 35 miliardi di dollari entro il 2032, partendo da circa 5,6 miliardi di dollari statunitensi nel 2022.
Ma cosa si intende esattamente per agricoltura verticale? Quali sono i suoi vantaggi e svantaggi? E come si applica specificamente alla coltivazione di insalata e altre colture?
Vertical farming: il futuro dell’agricoltura è oggi | Luca Travaglini | TEDxMilano
Cos'è il Vertical Farming?
Non esiste una definizione rigorosa di “fattoria verticale”, ma in genere l’agricoltura verticale afferisce alla pratica di coltivare specie vegetali su più livelli sovrapposti verticalmente ospitati all’interno di edifici o strutture artificiali, come grattacieli o serre. Si basa su tecniche di coltivazione soiless (cioè a consumo di suolo zero) come idroponica, acquaponica, aeroponica o agricoltura ad ambiente controllato (CEA).
Sebbene il modello possa essere declinato e adattato in molti modi all’interno di grattacieli, magazzini o container, notiamo alcuni comuni denominatori che permettono di distinguerlo: ritroviamo quasi sempre, secondo la definizione data da Vertical Farm Italia, “un ambiente chiuso, completamente controllato, indipendente da quello esterno per tutti i parametri ambientali (come umidità, luce, ossigenazione e temperatura)”, a cui si aggiunge la necessità che l’ambiente scelto sia abbastanza grande da poter ospitare una produzione su larga scala.
Breve Storia delle Fattorie Verticali
I primi concept di fattorie verticali risalgono agli inizi del ‘900 e vedono una loro prima espressione nei disegni di A.B. Walker pubblicati sulla Life Magazine. Il termine “vertical farming” viene coniato nel 1915 dal geologo americano Gilbert Ellis Bailey, ma in questo caso, si tratta di un’agricoltura che invece di sfruttare lo spazio in altezza, coltiva nelle profondità della terra.
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Il boom delle ricerche scoppia nel 2008, con la pubblicazione del libro “The Vertical Farm: Feeding the World in the 21st Century” a cura del professore di microbiologia e salute pubblica alla Columbia University Dickson Despommier.
Nei primi anni 2000 sono già iniziate a sorgere le prime vere Vertical Farm in Giappone e nel Sud-Est Asiatico, ma hanno un carattere marcatamente sperimentale. Dal 2010 fattorie verticali commerciali iniziano a diffondersi in tutto il mondo. Nel 2012 è la volta di Singapore dove prende vita SkyGreens, composta da più di 100 torri, ciascuna alta 9 metri, per la coltivazione di verdure utilizzando la luce solare e l’acqua piovana. L’Olanda è il paese in cui attualmente il Vertical Farming è maggiormente presente e sviluppato. Successo attribuibile al clima poco favorevole alle tradizionali coltivazioni agricole, compensato dalla presenza di varie specie autoctone.
Vantaggi dell'Agricoltura Verticale
L’agricoltura verticale offre molti vantaggi rispetto alle tecniche di coltivazione tradizionali:
- Aumento della resa delle colture: Minor impegno di superficie basale a vantaggio dello sviluppo in altezza. Riuscendo a coltivare in tutte le stagioni, la produttività aumenta da quattro a sei volte (a seconda della varietà in questione).
- Non interruzione della produttività: Assicurata dall'utilizzo di tecnologie all'avanguardia - come l'illuminazione a LED specifica per agricoltura - e all'ottimizzazione del microclima "indoor".
- Protezione da agenti esterni: Per lo stesso principio, protegge dal rischio che infezioni (virosi, micosi, batteriosi ecc.), parassiti (ad es. cimici, mosche e cocciniglie ecc.) o animali (ad es.
- Efficienza nell'uso delle risorse: Acqua e nutrienti in eccesso vengono recuperati e reimmessi nel circuito e il consumo di risorse è radicalmente ridotto. L'elevato impiego della tecnologia, poi, è utile per il monitoraggio oculato dei parametri e dei nutrienti, con la possibilità di ridurre al minimo i consumi energetici, ma anche l’impiego di acqua, nutrienti e sostanze fertilizzanti e antiparassitarie. Grazie alla precisione nell'utilizzo, potrebbe sfruttare efficientemente anche i corsi d'acqua limitrofi e le falde sotterranee.
- Riduzione dell'impatto ambientale: A causa del limitato utilizzo e sfruttamento del suolo, l’agricoltura verticale è meno dannosa per piante e animali autoctoni, portando a un’ulteriore conservazione della flora e della fauna locali. Al contempo, le tecniche di Vertical Farming possono essere utilizzate per proteggere le specie vegetali in via di estinzione, che possono essere conservate e coltivate all’interno di edifici. Pesticidi ed erbicidi non sono necessari proprio perché è un sistema fortemente controllato, in cui erbe e parassiti non possono fare il loro ingresso. I prodotti derivanti sono, quindi, da considerare biologici a tutti gli effetti.
- Produzione a km 0: Le fattori verticali permettono di produrre cibo a km 0 anche dove non sarebbe possibile come in aree urbane dove la terra agricola è limitata e la produzione di vegetali al di fuori della loro stagionalità. Inoltre, possono essere posizionate vicino ai consumatori, riducendo la distanza e il tempo necessari per trasportare il cibo “farm to fork”.
Svantaggi dell'Agricoltura Verticale
Nonostante i numerosi vantaggi, l'agricoltura verticale presenta anche alcuni svantaggi significativi:
- Costi elevati: I costi di una vertical farming di 60 ettari potrebbero superare i 100 milioni di euro. Il costo di avviamento e di gestione di un’azienda agricola verticale è ancora elevato e ne limita la diffusione su scala mondiale.
- Elevato fabbisogno energetico: Nonostante l'utilizzo di tecnologia LED, lo skyfarming mostra un più elevato fabbisogno di energia elettrica. Un ostacolo attuale è connesso alla necessità di ridurre il consumo energetico nelle coltivazioni verticali. Questi sistemi richiedono una notevole quantità di energia, soprattutto per alimentare l’illuminazione a LED e altre tecnologie fondamentali per il monitoraggio e gli interventi necessari alla produzione e alla cura delle piante.
- Dipendenza da fonti energetiche: Al momento, la dipendenza energetica di tali impianti è principalmente legata a fonti fossili, un aspetto che richiede attenzione.
- Limitazioni nelle colture: Ovviamente ci sono anche dei limiti, per esempio per quel che riguarda le varietà di vegetali che è possibile coltivare in strutture verticali. La coltivazione verticale è per la maggior parte limitata a colture che si adattano bene alla coltivazione indoor, che hanno scarse esigenze in termini di intensità di illuminazione e impollinazione, dunque uno sviluppo contenuto e un ciclo breve.
Tecnologie Utilizzate nel Vertical Farming
Nell’agricoltura verticale, sono diverse le tecnologie che vengono impiegate per creare un ambiente controllato e sostenibile per la coltivazione delle specie vegetali.
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- Illuminazione artificiale: Deve fornire la giusta quantità e qualità di luce per la crescita delle piante.
- Sistemi di irrigazione: Sono progettati per essere efficienti e sostenibili, utilizzando tecnologie come l’irrigazione a goccia o che abilitano il riciclo dell’acqua.
- Sistemi di supporto: Come scaffali, rastrelliere e strutture di sostegno, sono utilizzati per sostenere le piante e garantire che ricevano la quantità di luce, aria e acqua necessarie.
- Tecnologie di controllo ambientale: Come la termoregolazione e la ventilazione.
- Software di monitoraggio: Per raccogliere e analizzare i dati tali da ottenere una maggiore comprensione delle condizioni ottimali per la crescita e per identificare eventuali problemi o opportunità di miglioramento.
Colture Adatte al Vertical Farming
A prestarsi alla coltivazione verticale sono diverse varietà vegetali. Tra le più indicate troviamo insalata e pomodori, per la rapidità di crescita e le rese elevate in rapporto allo spazio. Colture orticole, verdure a foglia, ortaggi, ma anche piante aromatiche (il basilico, per esempio) possono essere ideali, come pure funghi e germogli.
Le tecniche di coltivazione più diffuse sono idroponica e acquaponica.
Coltivazione Idroponica
La coltivazione idroponica o idrocoltura utilizza un sistema di coltivazione fuori suolo in cui la terra è sostituita da un substrato inerte (argilla espansa, perlite, vermiculite, fibra di cocco, lana di roccia, zeolite, ecc.) per fornire supporto alle radici. Le radici delle piante vengono irrorate mediante una soluzione nutritiva composta dall’acqua e dai composti (per lo più inorganici) necessari ad apportare tutti gli elementi indispensabili alla normale nutrizione minerale. Ciò può avvenire tramite alloggi a canaline nei quali scorre la soluzione, sistemi galleggianti o di irrigazione a goccia. Questo metodo non solo porta a un significativo risparmio d’acqua, ma promuove anche una crescita più rapida delle piante.
Aeroponica
L‘uso dell’aeroponica nel Vertical Farming. L'aeroponica è un approccio alternativo al vertical farming, in cui le radici sono annaffiate con una soluzione nutritiva; spesso vengono utilizzate luci Led a basso consumo energetico per rendere possibile il processo di fotosintesi.
Agricoltura Verticale in Italia
Negli ultimi anni anche l’Italia ha visto nascere progetti interessanti che puntano a ottenere rilievo anche a livello internazionale. Per fare qualche nome, possiamo parlare di Planet Farms che ha aperto alle porte di Milano il più grande laboratorio di Vertical Farming in Europa, è in corso d’opera quello di Como e in progetto uno a nord Londra; Agricola Moderna che dall’interno Milano Food District si è trasferita a Melzo con uno stabilimento produttivo su una superficie di 1500 metri quadri per coltivare ortaggi a basso impatto ambientale; il Future Farming District di Zero con un impianto nel cuore del Parco dell’Oglio, in Lombardia in grado di produrre 1300 tonnellate l’anno di insalate ed erbe aromatiche.
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È probabile che l’uniformità dei costi di installazione faciliti una diffusione più estesa del Vertical Farming, il quale sta già sperimentando una crescita anche nel contesto privato, con la realizzazione di sistemi più piccoli destinati all’uso domestico. Inoltre, si osserva un crescente coinvolgimento delle amministrazioni pubbliche, le quali stanno valutando l’opportunità di adottare l’agricoltura verticale come strumento per riconvertire edifici, industrie e capannoni dismessi o non utilizzati.
In Italia, poi, l’adozione dell’agricoltura verticale potrebbe estendersi alla coltivazione di piante che incontrano difficoltà nel prosperare a causa del clima del paese. Ciò consentirebbe la crescita di piante prive di sostanze dannose come il nichel o metalli pesanti.
| Aspetto | Agricoltura Tradizionale | Agricoltura Verticale |
|---|---|---|
| Resa delle colture | Bassa | Alta (4-6 volte superiore) |
| Utilizzo del suolo | Elevato | Minimo |
| Consumo di acqua | Elevato | Ridotto (riciclo dell'acqua) |
| Uso di pesticidi | Necessario | Non necessario |
| Dipendenza dal clima | Alta | Bassa (ambiente controllato) |
| Costi iniziali | Bassi | Elevati |
| Fabbisogno energetico | Basso | Alto (illuminazione LED) |