Nutrire le città in verticale e a zero sprechi!

L’agricoltura moderna deve affrontare la sfida di nutrire una popolazione globale in costante crescita, che richiede e continuerà a richiedere quantità sempre maggiori di cibo. Si stima che la produzione alimentare debba crescere quasi del 50% entro il 2050, garantendo al contempo sostenibilità e sicurezza alimentare.

Tra le soluzioni più avanzate, le Vertical Farm consentono di coltivare in modo sostenibile, superando limiti climatici e stagionali grazie a sistemi fuori suolo e cicli chiusi. Inizialmente concepite come esperimenti di ricerca in ambienti controllati, stanno progressivamente evolvendo verso applicazioni su media e larga scala. Aziende pionieristiche in paesi come Cina, Giappone, Stati Uniti e Paesi Bassi hanno già implementato strutture operative che producono ortaggi e micro-ortaggi destinati alla vendita commerciale.

Il nostro Dipartimento e il nostro gruppo di ricerca hanno colto la sfida: partner del progetto VFarm, finanziato dal PRIN, esploriamo il potenziale di questi sistemi per ottimizzare resa e qualità delle colture, utilizzando ridotti volumi idrici.

Tra le innovazioni più rilevanti ci sono l’idroponica (una pratica agraria in cui le radici si sviluppano in una soluzione nutritiva liquida), l’illuminazione LED e le tecniche di biofortificazione, cioè l’introduzione di molecole all'interno di piante o cibi per incrementare le caratteristiche nutrizionali.

Il progetto VFarm si concentra su produzioni di piante ortive e aromatiche, micro-ortaggi, fiori eduli, spezie, piccoli frutti, funghi e prodotti da acquaponica, combinando ricerca interdisciplinare e innovazione tecnologica per sviluppare strategie adatte al contesto italiano del Vertical Farming. Il progetto punta a sviluppare nuovi protocolli colturali, tecnologie di controllo climatico, strategie per la gestione dei parassiti e sistemi di illuminazione a LED per promuovere la sostenibilità ambientale, economica e sociale, in linea con gli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile (SDG) dell’Unione Europea e della FAO. 

Come abbiamo già raccontato, queste soluzioni tecnologiche offrono un modello concreto per un’agricoltura urbana innovativa e sostenibile. Presso il laboratorio del gruppo di ricerca Inhortosanitas del nostro Dipartimento sono presenti due prototipi di micro fattorie verticali (Micro Plant Factories with Artificial Lighting) chiamate MicroPFALs costituite da una struttura idroponica (MitTech) e una struttura aeroponica (i3FarmTech).

Nel corso del progetto abbiamo condotto delle sperimentazioni in ambiente controllato e, grazie all'applicazione di tecnologie consolidate e strategie per l’uso ottimale delle risorse, è stato possibile garantire una produzione efficiente e di qualità riducendo gli sprechi.

In particolare, sono state effettuate delle prove di biofortificazione con selenato di sodio. Questa tecnica ha permesso di incrementare il contenuto di selenio, micronutriente essenziale per la salute umana, in piante di aneto e basilico, migliorandole dal punto di vista qualitativo. Nelle prove condotte sull’aneto la biofortificazione è stata combinata con una fertilizzazione a elevata salinità per dimostrare anche il potenziale di adattamento della coltivazione a condizioni ambientali sfidanti come l’acqua salmastra.

La qualità del prodotto può essere incrementata anche tramite l’utilizzo di luci LED ottimizzate. Le sperimentazioni condotte su micro-ortaggi hanno evidenziato che diversi rapporti tra luce blu e rossa influenzano direttamente i tempi di crescita, la qualità visiva e il contenuto nutrizionale, rendendoli ideali per il mercato agroalimentare urbano.

Anche i fiori commestibili, come il nasturzio nano, coltivati nella struttura i3FarmTech, hanno mantenuto una qualità elevata in più raccolte all'interno dello stesso ciclo produttivo. Inoltre, la gestione della temperatura post-raccolta ha contribuito a mantenere fresco il prodotto e conservarne l’aspetto, garantendo un prodotto ideale per il mercato gastronomico. 

I risultati ottenuti hanno permesso di dimostrare come la coltivazione di specie ortive, micro-ortaggi e fiori eduli in MicroPFALs offra un modello sostenibile, flessibile e a impatto zero, capace di migliorare la qualità della vita nelle città e rispondere alle sfide alimentari globali.

Oltre ai benefici ambientali, le Vertical Farm offrono vantaggi sociali diventando spazi di incontro e apprendimento. In situazioni critiche, come durante un lockdown, potrebbero dimostrarsi utili per garantire prodotti freschi riducendo la dipendenza dai trasporti. 

Combinando tecnologia e innovazione, le Vertical Farm rispondono alle esigenze di sostenibilità agricola riducendo l’impatto ambientale attraverso sistemi chiusi che minimizzano l’uso di acqua: una soluzione per ripensare l’agricoltura in una chiave urbana sostenibile.