Il vertical farming (alla lettera “agricoltura verticale”) rientra a pieno titolo, e già da qualche anno, tra quelle innovazioni nelle tecniche e nel modo stesso di concepire e praticare l’agricoltura che diventano sempre più numerose con il passare del tempo, al punto che si può parlare della nascita di una agricoltura 4.0 (di cui abbiamo parlato di recente proprio qui su SmartIUS).

Cerchiamo allora di capire più da vicino cos’è il vertical farming e quali sono i suoi caratteri più tipici e innovativi.

Che cos’è il vertical farming

Un’immagine utile per cominciare a capire cos’è il vertical farming è senz’altro quella della serra: con quest’ultima la coltivazione in verticale condivide l’idea di far sviluppare le specie vegetali in un contesto di protezione – specie dagli agenti atmosferici – e controllo – ad esempio dei livelli di nutrienti assorbiti dalle piante – diverso, e certo maggiore, rispetto alla tradizionale coltivazione in campo aperto.

Allo stesso tempo, tra la coltivazione in serra e quella in regime di vertical farming sussiste una differenza essenziale. Nel primo caso lo sviluppo delle colture avviene comunque ancora a contatto con il terreno e le sue sostanze nutritive. Nel caso della coltivazione in verticale viene meno questo legame tra pianta e terreno, lasciando quindi spazio a quella che tecnicamente si definisce “coltivazione fuori suolo”. Quanto appena detto apre anche alla possibilità che queste peculiari “serre verticali” siano localizzate all’interno dei centri urbani, con delle ricadute positive alle quali si accennerà più avanti.

Intuitivamente, dunque, si può immaginare una “serra” in cui si pratica il vertical farming (il termine “serra” non è del tutto corretto, ma aiuta per lo meno a visualizzare in grandi linee ciò di cui parliamo) come una sorta di grande capannone nel quale, appunto, avviene la coltivazione di quelle specie vegetali – in effetti non moltissime, trattandosi quasi esclusivamente di piccoli ortaggi a foglia verde, erbe aromatiche e bacche da frutto – che meglio si prestano alla coltivazione “in verticale”.

Le strutture per la coltivazione verticale

All’interno di simili strutture e del loro ambiente altamente controllato – tale cioè da assicurare un completo controllo e una conseguente, precisa regolazione dei parametri ambientali, dalla temperatura all’umidità, dalla CO₂ alla luce artificiale ( per lo più al led), e della quantità di elementi nutritivi necessari alla crescita delle coltivazioni – queste ultime sono disposte secondo diverse possibili configurazioni, tutte accomunate, per l’appunto, da uno sviluppo in verticale.

Si potrà infatti trattare di cosiddetti sistemi multilivello, immaginabili come strutture simili a scaffalature da magazzino con file di piante disposte lungo la superficie di ciascun ripiano; di sistemi a parete – in cui si trovano pareti verticali ricoperte dalle piante coltivate; o infine di sistemi a torre, nei quali le piante sono impilate lungo strutture verticali di forma tendenzialmente cilindrica affiancate le une alle altre.

Le tecniche di coltivazione utilizzate nel vertical farming

Come si accennava, la maggiore peculiarità del vertical farming è che in esso le specie coltivate non hanno alcun contatto con il terreno e con le sostanze nutritive in esso contenute, comunque assicurate attraverso tecniche specifiche.

La prima di queste tecniche è l’idroponica, nella quale le radici delle piante sono immerse in una soluzione composta di acqua e sostanze nutritive – principalmente sali minerali – disciolte in quest’ultima. La quantità e i rapporti specifici di acqua e sali minerali variano al variare della specie coltivata e dello stadio di sviluppo della pianta.

Nel caso della tecnica detta aeroponica, invece, le radici delle piante si sviluppano libere in aria, all’interno di una camera di irrorazione dove i macchinari irrorano periodicamente la soluzione nutritiva sulle piante.

Una terza possibile tecnica di coltivazione è quella nota come acquaponica, in cui, pure con un principio di funzionamento molto simile a quello idroponico, l’ambiente di coltivazione è collegato con una o più vasche in cui vengono allevati pesci. All’interno di queste vasche, poi, viene solitamente aggiunto un filtro biologico che favorirà la formazione di batteri nitrificatori, in grado cioè di decomporre le secrezioni dei pesci in nitrato, sostanza a sua volta impiegate per la coltivazione delle piante.

I vantaggi del vertical farming

Compreso in termini generali cos’è il vertical farming, se ne possono passare in rassegna gli indubbi vantaggi rispetto all’agricoltura tradizionale, che possono sinteticamente esprimersi con il concetto di sostenibilità ambientale.

Il vertical farming consente innanzitutto un minor consumo di risorse naturali, in particolare il suolo – che per definizione, come si è visto, non viene intaccato dalle coltivazioni in verticale – e l’acqua, che può essere risparmiata fino al 90% rispetto alla coltivazione in campo aperto.

Considerando poi che tutte le statistiche sono concordi nel prospettare un mondo in cui non solo aumenterà il numero degli esseri umani, ma sarà sempre maggiore la quota di questi che risiederà nelle aree urbane, il vertical farming potrà giocare un ruolo importante anche da questo punto di vista. Come si è detto, per la loro stessa natura, gli impianti per la coltivazione verticale possono essere localizzati a ridosso delle aree urbane, così da accorciare la distanza che separa il luogo di produzione dai consumatori finali e favorire un più rapido approvvigionamento alimentare. Ciò avrebbe anche una positiva ricaduta sulla riduzione dei tempi di trasporto dei prodotti, e quindi delle emissioni inquinanti associate al trasporto stesso.

La regolamentazione del vertical farming in Italia

Sul piano normativo, poi, nel nostro Paese è attualmente in moto un percorso che punta ad un maggiore riconoscimento dell’agricoltura verticale. Innanzitutto, il D.L. n. 41/2021 ha introdotto il comma 1-bis all’art. 4 della legge n. 77/2011, quella sui prodotti agricoli di quarta gamma, ovvero confezionati e pronti per il consumo. In tal modo è stata prevista l’applicazione delle normative in materia di igiene dei prodotti alimentari della quarta gamma, con l’esclusione di lavaggio e asciugatura, anche a quei prodotti ortofrutticoli ottenuti con procedure automatizzate e in ambienti che escludono ogni forma di contaminazione microbiologica, fisica e chimica, quali appunto quelli delle serre verticali.

Al contempo, il comma 1–ter impegna il Ministero delle Politiche Agricole e quello della Salute ad emanare entro il 31 dicembre 2022 un decreto interministeriale che individui i parametri igienico-sanitari del ciclo produttivo in regime di vertical farming.

Tale decreto è sostanzialmente pronto e solo in attesa di essere notificato alle istituzioni dell’Unione Europea per poi essere emanato. Esso prevede che i prodotti ottenuti da agricoltura verticale vengano venduti con un’etichetta chiara che specifichi a loro peculiarità di essere pronti al consumo, fresco o tramite cottura, senza la necessità di un risciacquo da parte del consumatore.

Adeguatamente confezionati, essi saranno venduti in comparti dedicati – e separati dai prodotti standard delle quarta gamma – per essere facilmente individuabili attraverso apposita cartellonistica.

Alcuni limiti del vertical farming

Allo stesso tempo, comunque, esistono alcuni limiti intrinseci al vertical farming ai quali è opportuno fare riferimento. Cerchiamo quindi di capire di cosa si tratta

Le specie vegetali che possono essere coltivate

Un primo limite del vertical farming, come accennato in precedenza, è il ridotto numero di specie vegetali coltivabili con questa tecnica, soprattutto se la si vuole pensare come possibile, futura soluzione al problema dell’approvvigionamento alimentare di una popolazione mondiale in forte aumento.

In effetti, attualmente, come già accennato, l’agricoltura verticale è utilizzata per lo più nella coltivazione di piccoli ortaggi a foglia verde – in particolare lattuga – erbe aromatiche e bacche da frutto, mentre non trova applicazione nel caso di cereali e legumi, che pure sono alimenti fondamentali nella nostra dieta.

Ciò lascia quindi immaginare che la prospettiva futura più desiderabile, anche in presenza di un notevole sviluppo dell’agricoltura verticale, sia quella della convivenza e dell’equilibrio tra quest’ultima e l’agricoltura tradizionale.

I consumi energetici del vertical farming

Altro consistente limite del vertical farming è la notevole quantità di energia elettrica necessaria per gli impianti di coltivazione.

Si pensi solo a quella utilizzata per il funzionamento delle lampade a led che sostituiscono la luce solare per stimolare la fotosintesi nelle piante. Oppure a quella richiesta per il buon andamento degli strumenti, per lo più automatizzati, che garantiscono la gestione di queste strutture. Tra gli altri, per esempio, i piccoli robot impiegati perché, muovendosi tra i vari “piani” in cui sono collocate le piante, effettuino le operazioni di semina. Da ultimo, anche ai sistemi di sensoristica e IoT (Internet of Things) di frequente usati per misurare quei parametri – temperatura, umidità relativa, luce, qualità dell’aria, acqua e punto di maturazione della pianta – sui quali si può così intervenire per ricalibrare il processo di coltivazione.

In sostanza, il vertical farming è un sistema estremamente energivoro, e questo ha almeno due ricadute importanti.

  1. La prima, più generale, è data dal fatto che attualmente la gran parte dell’energia elettrica è prodotta a partire da fonti fossili, con il relativo carico di emissioni inquinanti.
  2. La seconda, più contingente e legata all’attualità internazionale, è dovuta al fatto che, come spiegato in questo video, la stessa energia elettrica sta diventando sempre più costosa, rendendo a sua volta più costosa la gestione degli impianti che da essa dipendono e rischiando, almeno potenzialmente, di rimettere in discussione le prospettive di sviluppo del settore.

Il futuro dell’agricoltura sarà solo verticale?

Dopo aver visto cos’è il vertical farming, è ragionevole ipotizzare, che almeno per il prossimo futuro, non ci sarà una completa sostituzione dell’agricoltura tradizionale a vantaggio di quella verticale, dal momento che, come si è visto, anche questa è ben lontana dall’essere un sistema perfetto.

Piuttosto, come spiega Andrea Bacchetti dell’Osservatorio SmartAgriFood del Politecnico di Milano, è possibile “pensare ad una sorta di sostanziale bilanciamento, ad un punto di equilibrio tra coltivazione tradizionale a cielo aperto e sistemi di vertical farming”. Un sistema, dunque, in cui i due sistemi si integrino nel migliore dei modi possibili, ciascuno con i propri limiti e le proprie potenzialità.