FAQ

Con il termine vertical farming si intendono quelle pratiche colturali che consentono la coltivazione delle specie vegetali su più livelli sovrapposti. L’obbiettivo di questi sistemi è massimizzare il numero di piante a metro cubo, cioè il numero di piante che possono essere coltivate in un metro cubo.

Nella sua definizione più classica una vertical farm è un edificio a sviluppo verticale che accoglie al proprio interno un’intera filiera agroalimenta: produzione, trasformazione, vendita e consumo.

Partendo da questa definizione si possono declinare numerose varianti. Infatti, una fattoria verticale può essere costituita anche da più edifici che accolgono funzioni diverse e che se visti nel loro complesso costituiscono un’unica filiera. Oppure si possono avere impianti di produzione verticale che non abbiamo l’intera filiera ma solamente la parte produttiva.

Le funzioni interne ad una vertical farm sono:

• camera di germinazione (nursery), in cui avviene la germinazione dei semi
• camera di accrescimento (growing room), in cui avviene la fase di accrescimento
• zona di allevamento ittico, in cui sono presenti le vasche e gli impianti per l’acquacoltura
• laboratori di analisi, in cui si eseguono test sui prodotti nelle diverse fasi;
• centro di controllo (control room), in cui avviene il controllo di tutti gli impianti della farm
• magazzini per lo stoccaggio;
• uffici e zona amministrativa
• servizi e locali per gli addetti della farm;
• locali tecnici;
• laboratori per la trasformazione dei prodotti della farm;
• centro di compostaggio;
• centro di formazione;
• centro didattico/museo dell’ecologia;
• supermercato, in cui si vendono i prodotti della farm;
• ristorante, che utilizza i prodotti del farm;

Una vertical farm può essere realizzata costruendo un nuovo edificio che viene costruito appositamente per tale scopo o riutilizzando, con le opportune modifiche, una struttura esistente inutilizzata. Entrambe le soluzioni presentano dei vantaggi e degli svantaggi.

Nel primo caso, la realizzazione di un nuovo edificio, facilita l’organizzazione funzionale della vertical farm senza dovere scendere a compromessi. Tale soluzione, più costosa, è maggiormente indicata per vertical farm molto grandi che hanno l’obiettivo di produrre decine o centinaia di tonnellate di ortaggi a settimana. In questo caso, infatti, l’incidenza del costo dell’edificio sul budget complessivo si riduce notevolmente.

Nel secondo caso, invece, il riuso di una struttura esistente (in buono stato di conservazione) consente un notevole risparmio in termini economici, ma inevitabilmente porta a dei compromessi. Questa seconda soluzione è, quindi, più adeguata per vertical farm medio-piccole e che vogliano accogliere anche altre funzioni oltra alla produzione.

Si possono distinguere diverse categorie di vertical farm in funzione delle dimensioni e dell’obiettivo che si vuole raggiungere.

Impianti domestici: sono quelli più diffusi (spesso auto costruiti) di natura prevalentemente hobbystica e/o decorativa. Occupano pochissimo spazio e possono essere realizzati sia in indoor che outdoor. Queste strutture possono essere paragonate a degli orti domestici e richiedono investimenti molto contenuti

Piccoli impianti: questa soluzione è un’evoluzione della procedente ed è spesso utilizzata per sperimentazioni e come test per impianti più grandi. Anche in questo caso le produzioni sono limitate e possono essere utilizzate per una vendita diretta e per dei test market.  I costi di investimento sono maggiori rispetto alle precedenti e spesso c’è un piccolo grado di automazione.

Impianti Medi: sono delle vere e proprie strutture produttive che tuttavia non raggiungono le migliaia di chili di produzione di una fabbrica di insalata. Molte star-up in ambito agricolo partono da queste strutture per poi procedere con degli scale- up una volta acquisite quote di mercato e competenze tecniche. Gli investimenti diventano importanti. Questi impianti spesso vengono realizzati all’interno di edifici inutilizzati.

Grandi impianti: Sono le vere e proprie vertical farm destinate ad una produzione agricola intensiva ed industrializzata. Di questa categoria fanno parte le “fabbriche di insalata” e prevedono gradi di automazione crescenti in funzione della quantità di ortaggi prodotte.

In funzione della categoria di vertical farm a cui ci riferiamo possiamo avere dimensioni minime che vanno:  da 1 mq a 10 mq per le strutture domestiche; da 10 mq a 100 mq per strutture piccole; da 100 mq a 500 mq per strutture medie; sopra i 500 mq per strutture molto grandi.

Qualunque sia la dimensione di una vertical farm è necessario garantire le seguenti utenze: energia elettrica ed acqua. A queste si possono aggiungere ulteriori utenze in funzione di come viene progettato l’impianto.

Si, una vertical farm può essere alimentata (completamente o in parte) attraverso sistemi di produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili come il fotovoltaico e/o l’eolico. È possibile, inoltre, prevedere sistemi di accumulo elettrico al fine di rendere l’impianto quasi autosufficiente.

Al fine di rendere più efficacie ed efficiente l’uso delle risorse è possibile realizzare impianti di cogenerazione che consentano la produzione contemporanea di energia elettrica, acqua a calda (ed in alcuni casi acqua fredda – trigenerazione), necessarie allo svolgimento di tutte le attività interne alla vertical.

Una vertical farm si può integrare ad impianti esistenti di produzione di energia, sistemi di compostaggio o allevamenti zootecnici. L’integrazione consente di recuperare gli scarti di questi impianti per poterli riutilizzare all’interno dei processi produttivi della vertical farm. 

I prodotti coltivati in vertical farm, così come tutti i prodotti coltivati correttamente con tecnologie idroponiche, sono di ottima qualità, hanno le stesse caratteristiche nutrizionali di quelli coltivati in agricoltura tradizionale e sono privi di elementi chimici che possono arrecare danni all’uomo.

É importante sottolineare che gli ortaggi che escono da una vertical farm (in cui non si faccia trasformazione del prodotto), possono essere venduti come super freschi, in quanto si può vendere l’intera pianta viva, senza separarla dalle radici. Tale caratteristica allunga la vita del prodotto.

No poiché, in Italia ed in Europa, i disciplinari per la classificazione del biologico prevedono che la denominazione venga data solamente ai prodotti coltivati a terra. Sono tuttavia allo studio delle leggi che permettano di superare questa definizione di biologico.

Si, le vertical farm possono essere realizzate anche in settori diversi da quello agricolo. Si possono realizzare vertical farm o sistemi di vertical farming per il settore turistico, per quello didattico, sociale, residenziale, farmaceutico, ecc…

Oltre a consentire un’agricoltura intensiva sostenibile, una vertical farm può avere importanti ricadute sulla comunità in cui si inserisce oltre che sull’ambiente. Per esempio, potrebbero essere realizzate delle strutture di quartiere (del tutto assimilabili agli orti di quartiere) che gestite dagli abitanti del posto producano parte del loro cibo. Oppure la farm potrebbe essere gestita da una cooperativa di ragazzi disabili sul modello di Vertical Harvest a Jackson Hole negli Stati Uniti.

Nei sistemi di coltivazione verticale si parla di volume di coltivazione (VDC) e di superficie di coltivazione equivalente (SCE): il primo rappresenta lo spazio tridimensionale all’interno del quale si dispongono le specie vegetali che vogliamo coltivare, mentre il secondo corrisponde alla superficie di coltivazione orizzontale che sarebbe necessaria in campo aperto per coltivare contemporaneamente la stessa quantità di piante. Per esempio: in una struttura di coltivazione delle dimensioni di 120 x 120 x 250 cm con 5 piani di coltivazione il volume di coltivazione è 3,6 m³ mentre la superficie di coltivazione è 7,2 m².

Il layout della growing room e le stesse strutture per la coltivazione devono essere realizzati in modo da massimizzare il numero di piante a metro cubo, cioè la quantità di piante che possiamo coltivare in un metro cubo di growing room (camera di crescita), senza comprometterne la crescita. Tale numero dipende da: la specie coltivata, la morfologia della struttura di coltivazione ed il layout dei sistemi di coltivazione all’interno della stessa growing room.

La soluzione nutritiva è un liquido composto da: acqua (pura) e Sali minerali (azoto, fosforo, potassio, ferro, ecc…). La composizione della soluzione nutritiva cambia in funzione del tipo di pianta e della sua fase di crescita (fase fenologica), in letteratura esistono numerose “ricette” ognuna adatta ad una specifica specie vegetale.

Come soluzione nutritiva, nei sistemi acquaponici, si utilizza l’acqua in uscita dalle vasche di allevamento ittico, poiché ricca di composti azotati (nitrati) facilmente assorbibili dalle radici delle piante. I questi sistemi, tuttavia, è possibile che sia necessario aggiungere elementi minerali come il ferro, il fosforo ed il potassio, poiché le quantità presenti nelle acque delle vasche di allevamento non sono sempre sufficienti a garantire il fabbisogno di piante, in particolare di quelle da frutto.

E’ importante che la soluzione nutritiva abbia un PH quanto più possibile stabile, nei sistemi idroponici questo valore si attesta tra i 5.5 ed i 6, mentre in quelli acquaponici il valore ottimale è di 6.8. Al di fuori di questi valori si le piante non assorbono correttamente tutti gli elementi presenti nella soluzione nutritiva.

Il numero dei cicli di coltivazione annuali all’interno di una vertical farm dipende dalla specie che si coltivano e dalle dimensioni finali dei prodotti. Per fare un esempio, con delle insalate da IV gamma si può andare dai 10 ai 14 cicli di coltivazione all’anno.

Le quantità prodotte dipendono molto da quale sia il prodotto finale che si vuole ottenere. Per esempio se si immaginasse di produrre insalate si potrebbe arrivare a 5000 piante a metro quadro all’anno (considerando un peso di 250 gr/pianta).

In una vertical farm si possono produrre quasi tutte le specie vegetali, il vero limite è la dimensione finale della pianta e dell’eventuale frutto. Si possono produrre in vertical farm tutti gli ortaggi da foglia, quelli da frutto, le erbe aromatiche, le erbe officinali, i piccoli frutti, i microgreens e con determininati sistemi anche i tuberi.

Nelle vertical farm che prevedono anche l’integrazione con l’allevamento si possono produrre molte delle specie ittiche di acqua dolce (nel caso di sistemi acquaponici), inoltre, esistono piccole sperimentazioni in cui vengono integrate anche piccoli allevamenti di animali da cortile come galline e conigli.

Nelle vertical farm propriamente dette, cioè dove si adotta un controllo completo di tutti i parametri ambientali, si utilizza luce artificiale emessa da apparecchi a LED. Tali lampade sono studiate per emettere luce con le sole lunghezze d’onda utili allo svolgimento della fotosintesi clorofiliana, in modo da massimizzare l’efficienza nell’uso dell’energia.

L’utilizzo della sola luce naturale all’interno di una vertical farm è molto raro, poiché i livelli di coltivazione posti in verticale creano delle ombre reciproche che riducono la quantità di luce (fotoni) che raggiunge ogni singola pianta, compromettendone il corretto sviluppo. Per questo, se si decide di utilizzare la luce naturale, è necessario prevedere un sistema di movimentazione dei livelli di coltivazione che consenta una distribuzione più uniforme della luce. Tali sistemi, tuttavia, sono meccanicamente complessi e non garantiscono un adeguato controllo dell’illuminazione.

L’automazione del processo produttivo di una vertical farm si divide in due categorie: da una parte c’è il controllo e la gestione dell’ambiente e dei parametri vitali delle piante; mentre dall’altra c’è l’automazione dei processi di raccolta, piantumazione e movimentazione delle specie coltivate.

La prima categoria è presente nella maggior parte dei casi, serve ad avere un controllo quanto più preciso possibile della growing room e dei suoi parametri ambientali. Mentre la seconda è presente solamente nelle strutture che hanno dimensioni e produzioni molto grandi (migliaia di chili a settimana) e richiede software di gestione specifici che controllino contemporaneamente sia i movimenti delle piante che i parametri ambientali e vitali.

Il budget da investire per realizzare una vertical farm dipende da numerosi fattori, di seguito si elencano i principali: produzione annuale, tipo di specie coltivate, dimensioni della struttura, grado di automazione, mercato di riferimento, funzioni da inserire all’interno della farm. Per questo motivo la forbice di riferimento è molto ampia si va dai 700 euro/mq ai 1500 euro/mq, ma in casi di automazione molto spinta si possono superare anche i 2000-2500 euro/mq.

La risposta a questa domanda non è univoca, ma dipende da molte questioni. Diciamo che, come nella maggior parte dei casi, è importante individuare delle nicchie di mercato e/o capire la convenienza di una vendita all’ingrosso o al dettaglio di ciò che viene prodotto. Naturalmente, più ci si indirizzerà verso una produzione all’ingrosso, maggiori saranno gli investimenti da mettere in atto per poter garantire alte quantità di prodotto a costi di produzione molto bassi.

La vendita al dettaglio, invece, è maggiormente indicata per le strutture di medio-piccole dimensioni, questo, infatti, consente l’adozione dei prezzi di vendita più alti. Tuttavia, tali strutture hanno un limite dettato dalla gestione delle quantità in gioco e dai costi di distribuzione diretta.

La vendita diretta dei prodotti coltivati in vertical farm è la scelta più indicata per piccole strutture che producono fino a qualche centinaio di chili all’anno. Infatti, all’aumentare della produzione è necessario avere una rete di compratori finali sempre più ampia, che richiede una logistica ed un servizio di distribuzione sempre più organizzati. Per questo motivo al di sopra di certe quantità è necessario passare, almeno per una parte della produzione alla vendita all’ingrosso, che comporta dei prezzi di vendita più bassi.

Attualmente, se volessimo stilare una classifica di produzioni che consentono i migliori tempi di ritorno dell’investimento si avrebbe: i microgreens, le piante da trapianto e le produzioni di foraggio idroponico al primo posto; al secondo le erbe aromatiche, le piante officinali ed i piccoli frutti; mentre al terzo posto la maggior parte degli ortaggi da foglia. Per quanto riguarda gli ortaggi da frutto, almeno per il panorama italiano, ancora è più conveniente la coltivazione in serra idroponica.

Va fatto presente, che in alcuni casi la vendita di un prodotto trasformato (per esempio il pesto realizzato con il basilico prodotto all’interno della vertical farm) migliora notevolmente i tempi di ritorno dell’investimento iniziale.

I costi di gestione di una vertical farm possono essere riassunti in queste macro voci: energia elettrica, personale, acqua, semi, nutrienti, avanotti (quando si producono anche pesci), eventuali altri materiali per il condizionamento, ecc… I costi più importanti sono comunque quello dell’energia elettrica e del personale.

Il costo di produzione dipende dai costi di gestione e dalle quantità prodotte, i quali generalmente non hanno un rapporto lineare. Da questo si deduce come il costo di produzione finale dipenda dall’ottimizzazione del volume di coltivazione.

Essendo degli impianti produttivi, le vertical farm necessitano di manodopera per essere condotte. Tuttavia, il lavoro necessario e la qualità dello stesso dipendono dalla categoria della vertical farm, dal grado di automazione e dal modello di business adottato.

Gli impianti domestici possono essere condotti da 1 o 2 persone, quelli piccoli da 2-4 persone, quelli medi dalle 4 alle 10 persone, mentre quelli grandi utilizzano più di 10 persone.

Importante è notare che al crescere delle dimensioni della vertical farm si avrà bisogno di una manodopera maggiormente specializzata in grado di gestire sistemi complessi.

Intraprendere un percorso progettuale che porti alla costruzione di una vertical farm, di qualunque categoria essa sia, presuppone da parte della committenza l’individuazione di un obiettivo finale da raggiungere. In altre parole è necessario comprendere quale sia lo scopo per cui si vuole costruire la vertical farm. Tale principio si applica per tutte le cateogrie di vertical farm e in tutti gli ambiti di applicazione e serve al progettista a sviluppare un progetto che risponda alle specifiche esigenze della committenza.

In generalmente le fasi di sviluppo di un progetto per una vertical farm sono i seguenti:

1. – dichiarazione degli obiettivi e dei risultati attesi
2. – elaborazione di uno studio di fattibilità/progetto di massima, in cui si analizzino diversi scenari possibili
3. – definizione del modello di business e del business plan
4. – sviluppo del progetto definitivo
5. – sviluppo progetto esecutivo
6. – cantierizzazione
7. – avviamento
8. – entrata in produzione

Vertical Farm Italia può seguire tutto il percorso o solamente una parte