Il digitale nelle “fabbriche del verde”

Il digitale nelle “fabbriche del verde”
5 Aprile 2021 – 12:19

Ha molti nomi, fra questi indoor farms, plant factory, container farms e più frequentemente vertical farms: fattoria verticale, per dirla in italiano. Il concetto, con diverse sfumature, è sempre lo stesso: prendere delle piante e coltivarle al chiuso. Come da sempre avviene nelle serre, si dirà. Ma a differenza di quelle tradizionali, dove la luce è naturale e le radici affondano nel terreno, in questo caso non ci sono né l’una né l’altro. La luce è artificiale e le radici si immergono nell’acqua o sono sospese. Idroponiche le colture del primo esempio e aeroponiche quelle del secondo. Invero non una grande novità. Se ne parla da quasi mezzo secolo, con alterne fortune. Ma ora potremmo essere di fronte a una svolta decisiva.
Due i fattori che consentono alle “colture fuori suolo” di fare un balzo avanti. Anzitutto la tecnologia di illuminazione led, capace di riprodurre lo spettro solare e di modularlo seguendo gli stadi fenologici delle piante. Poi le tecnologie digitali, che applicate all’IoT (Internet of Things – internet delle cose), all’intelligenza artificiale e all’evoluzione dei software di gestione, permettono di collocare in pochi metri quadrati di superficie elevate concentrazioni di piante, disposte all’occorrenza su più piani (di qui la definizione di fattoria verticale).
I vantaggi del vertical farming
I vantaggi, almeno sulla carta, sono molti. Vediamone alcuni. Il primo, il più intuibile, quello di slegare la produzione dall’andamento delle stagioni. E poi di annullare ogni rischio connesso alla variabilità climatica. Grandine e siccità in queste “fabbriche verdi” sono solo un ricordo. Isolate come sono dall’ambiente esterno, queste produzioni non conoscono parassiti e con un po’ di attenzione nella gestione si possono evitare le patologie comuni nelle colture tradizionali. Il risultato, va da sé, è la riduzione al minimo degli agrofarmaci, se non del tutto azzerati. Anche il consumo di acqua è ridotto all’essenziale, che tuttavia va arricchita con le necessarie sostanze nutritive. Non manca infine un “vantaggio di prossimità”, grazie alla possibilità di realizzare impianti produttivi anche in ambiti urbani e dunque nelle immediate vicinanze dei luoghi di consumo. In conclusione una “formula” produttiva che sembra promettere fra l’altro maggiore sostenibilità.
Gli svantaggi del vertical farming
Guardando al futuro, c’è chi sostiene che questa forma di coltivazione darà una risposta alla crescente richiesta di cibo da parte di una popolazione mondiale sempre più numerosa. I 9 o 10 miliardi di persone che popoleranno la terra nel 2050 chiederanno cibo e non ci sarà terra a sufficienza per produrre quanto ne occorre. La soluzione verrà dalle coltivazioni fuori suolo? Possibile, ma improbabile. Troppi ancora i punti a sfavore, anche sul piano della sostenibilità. A iniziare dal consumo di energia. Le tecnologie di illuminazione led promettono grandi risparmi rispetto ad altre formule. Ma i fotoni da emettere sono molti e il consumo energetico si fa rilevante. Per di più insieme alla luce si produce calore che occorre dissipare condizionando gli ambienti. Altro consumo di energia, quasi sempre di origine fossile. I vantaggi in termini di sostenibilità ne escono compromessi.
Infine gli aspetti economici. L’investimento richiesto in strutture fisiche è rilevante, come pure quello per le attrezzature necessarie. A queste si aggiungono i costi per l’introduzione delle indispensabili tecnologie digitali, che vanno dai sensori ambientali alla gestione di tutti i fattori della produzione, sino alla elaborazione degli stessi. Infine i costi di gestione, non trascurabili. In termini di costi un prodotto vegetale ottenuto in campo è, almeno per il momento, assai più competitivo rispetto a quello realizzato in una di queste fabbriche verdi.
Dunque il grano si continuerà a produrre per ancora molto tempo come si fa oggi, magari utilizzando di più trattori a guida autonoma e droni per monitorare lo stato delle coltivazioni. Così pure per tante altre grandi colture, dal mais alla soia, dal riso alle barbabietole. Stessa cosa per molte orticole, dalle patate alle carote, dove la terra è parte dei fattori della produzione. Ma in altri casi le “fabbriche del verde” potrebbero trovare spazio e non è un caso se il loro numero va aumentando. Alcune colture ortive, le lattughe ne sono un esempio, possono vantare standard qualitativi tali da giustificarne il più alto costo, anche al consumo. Analoghe considerazioni si possono poi fare per le piante aromatiche. Come per le piante officinali destinate agli impieghi farmaceutici.
L’esperienza dell’Osservatorio Smart Agrifood
Se al momento appare utopico immaginare un futuro dove le vertical farms sfameranno l’uomo, nel presente questo comparto presenta interessanti prospettive di crescita. Ne chiedo conferma a Maria Pavesi, ricercatrice dell’Osservatorio Smart Agrifood, realtà nata nel 2016 da un’intuizione del Politecnico di Milano e dell’Università di Brescia.
“Ci sono due trend – ci risponde Pavesi – da una parte l’opportunità di rendere più efficienti i sistemi tradizionali, come ad esempio le coltivazioni in serra. Dall’altra le opportunità promesse dal vertical farming, ma è difficile delineare quale possa essere l’evoluzione in Italia. Quello che stiamo vedendo a livello internazionale, attraverso l’analisi delle start up che si occupano di innovazione digitale in campo agroalimentare, è uno sviluppo più intenso nei paesi che per caratteristiche ambientali hanno maggiori difficoltà con le coltivazioni tradizionali. Lì ci aspettiamo una crescita, confermata dall’aumento degli investimenti, anche significativi.
Quali sono le colture più diffuse nelle “fabbriche verdi”?
“I contesti più esplorati sono quelli del mondo orticolo e del florovivaismo. Quindi gli ortaggi, le erbe aromatiche, i fiori. Se ne ha conferma nell’offerta tecnologica digitale, dove si riscontra questa forte attenzione al mondo dell’orticoltura e delle erbe.”
Quali le tecnologie digitali più diffuse?
“Abbiamo monitorato una forte implementazione di IoT e quindi di tutto il mondo della sensoristica e di pari passo dell’analisi dei dati e anche dell’intelligenza artificiale. L’obiettivo di queste tecnologie è quello di raccogliere i dati per monitorare il contesto e in molti casi per automatizzare le attività. Stiamo vedendo nelle start up anche una forte diffusione della robotica”
Quali sono le operazioni che si riescono meglio ad automatizzare?
“C’è molta attenzione al monitoraggio dei fattori ambientali e quindi i dati di temperatura, umidità, grado di illuminazione, controllo e verifica dello stato vegetativo della coltura. La raccolta di questi dati consente di automatizzare le attività di regolazione delle condizioni ambientali, ma anche di governare interventi di irrigazione automatizzata.”
Sulla raccolta esistono già esempi di automazione?
“Abbiamo visto alcuni casi, peraltro ancora in fase sperimentale, per la raccolta di fragole e di pomodori. La raccolta dei frutti è più facilmente robotizzabile, grazie alla possibilità di identificare il prodotto maturo in base al colore e alla dimensione. Più complicato è il caso della raccolta delle coltivazioni a foglia.”
La luce led si riesce a modulare in funzione dello stadio di crescita delle piante?
“Certo, è una delle funzioni che abbiamo visto più coperte dalle tecnologie digitali analizzate. Il loro compito è infatti quello di monitorare e controllare anche in modo automatico i sistemi di illuminazione.”
Idroponica e aeroponica, qual è la più diffusa?
“Posso rispondere basandomi sulle tecnologie che con maggiore frequenza abbiamo monitorato e confermo che le più diffuse sono quelle a supporto delle coltivazioni idroponiche. Ma non ho elementi per dare indicazioni precise sulla diffusione dell’uno o dell’altro sistema.”
Quali competenze sono necessarie per quanti volessero impegnarsi in questo settore?
“Quella agronomica è certamente fra quelle importanti, alle quali aggiungere quelle ingegneristiche per il controllo e monitoraggio delle tecnologie indispensabili nelle vertical farm. Poi c’è il grande capitolo dell’informatica, della robotica e dell’elettronica, che a loro volta sono campi che rientrano nelle competenze delle persone che devono guidare questi sistemi. Si potrebbe fare un esempio confrontando cosa differenzia un agricoltore in campo da un agricoltore in serra. Vedremmo che in quest’ultimo oltre alle competenze agronomiche, ci sarà bisogno di maggiore preparazione nell’utilizzo dei sistemi IoT per leggere, comprendere e interpretare i dati che questi stessi sistemi gli mettono a disposizione.”
L’articolo Il digitale nelle “fabbriche del verde” è stato pubblicato originariamente su Tech Economy 2030 – Digital transformation for sustainability.

Fonte: Techeconomy

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