Coltivare peperoni, peperoncini e fragole in modo sostenibile e a livello locale
Agricoltura verticale indoor: l’Università Tecnica di Colonia e NourTec GmbH sviluppano un sistema intelligente per piante esigenti
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L'approvvigionamento di frutta e verdura fresca deve affrontare grandi sfide a livello mondiale: i cambiamenti climatici, la scarsità d'acqua, la riduzione delle superfici coltivate e l'instabilità delle catene di approvvigionamento mettono a dura prova l'agricoltura. Nell’ambito del progetto «GreenFarmTEC», l’Università Tecnica di Colonia sta quindi lavorando a nuove tecnologie per la coltivazione sostenibile e regionale di frutta e verdura in impianti agricoli verticali al chiuso.
«Le proiezioni delle Nazioni Unite indicano che nel 2050 sulla Terra vivranno circa 9,7 miliardi di persone, la maggior parte delle quali nelle città.» Allo stesso tempo, i terreni agricoli si stanno riducendo, gli eventi meteorologici estremi sono in aumento, l’acqua sta diventando una risorsa sempre più limitata e la pressione sulle catene di approvvigionamento globali è in crescita», afferma il responsabile del progetto, il Prof. Dr. Mohieddine Jelali del Cologne Lab for Artificial Intelligence and Smart Automation (CAISA) dell’Università Tecnica di Colonia. In questo contesto, la produzione alimentare in ambienti interni controllati sta assumendo un’importanza sempre maggiore.
Al centro del progetto c’è quindi il cosiddetto «Vertical Indoor Farming». Questo permette la coltivazione di piante in sistemi chiusi disposti verticalmente e dotati di illuminazione artificiale. Mentre i sistemi esistenti sono finora stati progettati principalmente per insalate ed erbe aromatiche a crescita rapida, il team di ricerca sta sviluppando una tecnologia che consente di coltivare in particolare piante da frutto esigenti come fragole, pomodori, cetrioli, peperoni o peperoncini.
Controllo intelligente per condizioni di crescita ottimali
Al centro del progetto c’è un sistema modulare di agricoltura indoor basato sul principio del kit di montaggio. I contenitori innestabili e impilabili possono essere combinati in modo flessibile e dotati di illuminazione a LED ad alta efficienza energetica, sensori e diversi sistemi di coltivazione idroponica, in cui le piante crescono senza terra in una soluzione nutritiva. «Il nostro obiettivo è creare condizioni di crescita ottimali con costi operativi ed energetici il più bassi possibile», afferma Jelali.
A tal fine vengono impiegate tecniche di elaborazione industriale delle immagini e di intelligenza artificiale. Le telecamere rilevano la crescita delle piante in tempo reale e ne analizzano, tra l’altro, lo stadio di sviluppo e la vitalità. Sulla base di questi dati, il sistema dovrebbe adattare automaticamente l’illuminazione, la temperatura e l’apporto di acqua e sostanze nutritive alle esigenze delle singole piante. Il team sta pianificando, ad esempio, lo sviluppo di strategie di illuminazione ad alta efficienza energetica, in cui lo spettro luminoso e l’intensità vengono adattati in modo mirato alle singole fasi di crescita.
«Con l’agricoltura verticale indoor, gli alimenti possono essere prodotti direttamente dove servono – in modo sostenibile, indipendentemente dalle condizioni meteorologiche e con disponibilità tutto l’anno. Il sistema che stiamo sviluppando nell’ambito del nostro progetto mira a consentire una produzione alimentare sostenibile e regionale, a risparmiare acqua e superficie, nonché a ridurre le distanze di trasporto, garantendo così una maggiore freschezza di frutta e verdura», spiega Jelali. Una volta concluso il progetto, la tecnologia dovrà poter essere trasferita in modo flessibile in diverse località e utilizzata in particolare laddove le superfici coltivabili sono limitate.
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