Troppo tecnologiche, ancora costose e complesse da gestire. Questi i limiti che ostacolano una vera diffusione delle vertical farm secondo l’opinione di molti. E per superare questi ostacoli la società scozzese IGS. Intelligent Growth Solutions, ha brevettato una serie di soluzioni in una logica di Industry 4.0 che consentono di gestire gli impianti e le coltivazioni con un approccio plug and play tramite una semplice app. Tra i vantaggi più evidenti: più produttività, riduzione dei costi relativi ai consumi di energia, possibilità di gestire la vertical farm senza avere competenze specifiche al proprio interno.
IGS a settembre ha ricevuto un ulteriore finanziamento di 1.6 milioni di dollari, una cifra che, aggiungendosi alle precedenti, porta a un risultato importante: il finanziamento globale ottenuto dalla startup è stato di 7 milioni di dollari.
Fondata nel 2013, IGS e si è sempre occupata di tecnologie avanzate per l’Agritech e il Commercial Lighting. Oggi realizza vertical farming in ambienti controllati, modulari e personalizzabili in funzione degli spazi disponibili e delle colture.
Le piattaforme di IGS sono al 100% all’insegna dell’Internet of Things e il loro funzionamento è guidato dall’Intelligenza Artificiale che assicura un controllo totale dell’ambiente (Total Control Environment Agriculture, TCEA). Secondo l’azienda, grazie a queste tecnologie brevettate, le rese sono molto superiori rispetto alla media – di 2-3 volte – e i consumi di energia sono ridotti del 50 per cento. Il tutto è quasi totalmente automatizzato e richiede l’80% in meno di manodopera.
Le strutture delle vertical farm sono in acciaio e hanno pareti apposite che garantiscono l’isolamento dall’ambiente esterno. All’interno di ogni torre, ci sono sistemi a circuito chiuso autonomi di ventilazione e irrigazione, che sterilizzano e riciclano automaticamente aria e acqua in modo che gli unici input regolari di cui il sistema ha bisogno siano energia, semi, nutrienti, anidride carbonica e acqua piovana raccolta. L’aria è sterilizzata dalla tecnologia di filtrazione UV, simile a quella utilizzata nelle camere bianche. I refrigeratori e le bobine di raffreddamento industriali standard raffreddano e deumidificano l’aria che viene quindi riscaldata secondo le necessità, attingendo anche al calore residuo proveniente dalla struttura. L’anidride carbonica può essere aggiunta a questo circuito quando serve. Questa gestione ottimizzata, secondo IGS, contribuisce a una riduzione complessiva del consumo energetico tra il 40 e il 50%.
Il sistema di alimentazione e comunicazione brevettato di IGS consente il controllo remoto totale di qualsiasi ambiente senza la necessità di dotarsi di computer o condensatori. Sono le luci al LED, i sensori e le fotocamere che controllano direttamente l’ambiente e comunicano tra loro, e il regolare flusso di dati consente una continua a messa a punto dell’impianto per garantire risultati ottimali.
Per progettare le nuove tecnologie la società è partita proprio dall’analisi dei due fattori critici per la crescita delle piante: l’illuminazione e la temperatura dell’ambiente. Due fattori che hanno in comune una voce cruciale: i consumi energetici.
Lo Smart Power and Communications System di IGS garantisce un flusso regolare e costante di energia all’illuminazione e mantiene il controllo sui sistemi HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning) per fornire la temperatura e l’umidità dell’aria appropriate. La piattaforma regola i diversi sistemi che condizionano l’ambiente – luce, acqua e aria – calcolando e gestendo una grande quantità di variabili, raccolto per raccolto, varietà per varietà.
L’Intelligent Grid di IGS, brevettata, assicura un’illuminazione ideale per ogni coltura e riduce i costi di installazione e manutenzione perché non vengono utilizzati cavi, canaline, portacavi e altre infrastrutture e non servono competenze per la loro gestione. La piattaforma, flessibile e riconfigurabile, gestisce l’illuminazione a LED, i sensori e le telecamere monitorando sia le condizioni dell’ambiente sia i consumi.
Anche il sistema di ventilazione è stato realizzato per ottenere una crescita uniforme e costante di varietà diverse di coltivazioni, anche nelle immediate vicinanze, e ottimizza il flusso dell’aria. L’aria calda e umida viene catturata e raffreddata. L’umidità condensata viene purificate e riciclata all’interno del sistema di irrigazione e la gestione dell’acqua e dell’aria a circuito chiuso riduce al minimo il consumo dell’acqua stessa e dell’energia.
La piattaforma di gestione dell’alimentazione si sintonizza con la rete in tempo reale, consentendole di far fronte anche a imprevisti esterni come nel caso di problemi di stabilità della rete e di disponibilità di energia. L’energia può essere usata in modo flessibile e recuperata nelle fasce orarie in cui è più economica. L’uso di controllori logici programmabili (PLC) Omron SYSMAC per automatizzare il sistema consente il ripristino automatico se si verificano incidenti che determinano la mancanza di energia e in ogni caso le singole torri ottengono l’energia di cui hanno bisogno. Questa flessibilità, secondo i calcoli di IGS, permette un risparmio energetico del 50%.
Per l’alimentazione IGS ha sviluppato un apposito alimentatore trifase, un sistema che generalmente è utilizzato nei macchinari di ambienti industriali. L’alimentatore trasmette energia, a un livello di tensione sicuro, a ogni singolo vassoio all’interno della torre usando tubi di alluminio anziché cavi. Questa scelta assicura una trasmissione più efficiente e più economica ed evita anche perdite di potenza. L’aumento di efficienza stimato varia tra il 5% e il 10%.
Leggendo le informazioni sul sito di IGS si ha la sensazione che queste vertical farm siano più il risultato di studi ingegneristici che di competenze agronomiche, ma è evidente che le due discipline si integrano e si supportano vicendevolmente. Lo confermano la qualità e le rese dei prodotti coltivati ma anche la consolidata collaborazione con il James Hutton Institute, il famoso centro di ricerca scozzese specializzato su tematiche ambientali e sull’uso sostenibile del suolo e delle risorse naturali. E proprio all’interno dell’Istituto è in funzione una vertical farm dove il team di IGS e i ricercatori continuano a lavorare per mettere a punto tecniche sempre più mirate per far crescere e curare in ottimale una varietà sempre più ampia di colture. Il domani delle vertical farm si sta iniziando a scrivere solo ora …
L’immagine è del James Hutton Institute.