Agricoltura indoor, tra sfide e nuove tecnologie

L’uso di raggi ultravioletti (UV) o infrarossi (IR) nei sistemi di coltivazione indoor e nelle serre può contribuire a migliorare la qualità dei raccolti e soddisfare la crescente domanda di cibo preservando il suolo agricolo esistente.

L’agricoltura indoor, tuttavia, pone una sfida in termini di sistemi di illuminazione da adottare, poiché la luce artificiale influenza la velocità di crescita e la qualità delle colture. Oggi, i sistemi avanzati per l’orticoltura si basano sui diodi a emissione luminosa (LED) per migliorare la crescita delle colture, aumentare la produttività delle piante e promuovere una maggiore qualità a livello nutrizionale.

Inoltre, l’integrazione dei raggi ultravioletti (UV) o infrarossi (IR) nei sistemi di illuminazione a LED può contribuire a ottimizzare la crescita e la qualità delle colture. C’è ancora molto da sperimentare, comunque, su come queste radiazioni siano in grado di influenzare la composizione delle colture e la loro qualità durante la crescita e la conservazione.

Per aiutare l’industria a superare queste sfide, Almeco ha collaborato con l’Università degli Studi di Milano e MEG Science per realizzare uno studio volto a scoprire quali opportunità si possono trarre dall’utilizzo dei raggi UV e IR nei sistemi di coltivazione indoor e nelle serre.

Agricoltura indoor e verticale, una sfida cruciale per il nostro futuro

Entro il 2050 quasi 7 persone su 10 vivranno in aree urbane. Con la continua crescita della popolazione mondiale e la volontà da parte di un numero sempre maggiore di persone di vivere in città, la sicurezza alimentare diventerà una preoccupazione sempre più grande, perché:

• la domanda di cibo continuerà a crescere;
• più terreni verranno sottratti all’agricoltura;
• il cambiamento climatico e l’impoverimento del suolo renderanno sempre più difficile rispondere alla crescente domanda del mercato.

Per questi motivi, sta crescendo l’interesse nei confronti della possibilità di coltivare ortaggi in sistemi chiusi e protetti. Da un lato, la coltivazione in serre e sistemi di coltivazione indoor potrebbe aiutare a soddisfare la domanda e a ridurre in parte lo sfruttamento del suolo agricolo rimanente (permettendo, per esempio, la rotazione delle colture o condurre altre pratiche per preservare la fertilità del suolo).

Dall’altra parte, la coltivazione indoor pone una sfida importante legata al sistema di illuminazione da adottare per una crescita corretta delle colture e per preservarne la qualità durante la conservazione.

Utilizzo di raggi UV o IR nei sistemi di coltivazione indoor: un caso di studio

Per analizzare gli effetti dei raggi UV e IR sulla crescita delle colture, una camera UV indoor è stata dotata di un riflettore in alluminio realizzato con vega®UV, una superficie PVD sviluppata appositamente per ottimizzare la riflettanza nella banda UV.

Durante lo studio, le piante sono state coltivate in una serra sperimentale e i trattamenti sono stati applicati durante la notte, utilizzando un armadio dotato di una lampada UV-B e di un riflettore in alluminio realizzato con vega®UV.

Le attività di ricerca miravano a caratterizzare le risposte ecofisiologiche di alcuni importanti ortaggi ai trattamenti con luce UV-B e IR. È stata testata l’integrazione di IR, per valutare la possibilità di controllare la temperatura insieme alla luce. Durante lo studio, i ricercatori hanno effettuato diversi test per monitorare importanti parametri delle colture, come i flavonoidi e la clorofilla, e i parametri di fluorescenza della clorofilla. Le valutazioni di laboratorio includevano la resa, la perdita di peso durante la conservazione, i nitrati, gli zuccheri, i carotenoidi, gli antociani e il contenuto fenolico.

Le potenzialità dei raggi UV e IR per l’agricoltura del futuro

Entrambi gli esperimenti hanno dato risultati promettenti. I risultati dei test relativi agli IR hanno dimostrato che l’integrazione degli IR nell’illuminazione a LED dei sistemi di coltivazione in serra e al chiuso può essere una strategia per aumentare e gestire la temperatura in modo mirato.

Per quanto riguarda i trattamenti UV-B, sono stati condotti diversi test con differenti tipi di basilico. Le piante trattate hanno mostrato una maggiore produzione di biomassa, una maggiore efficienza del fotosistema e un leggero aumento dei metaboliti secondari (composti fenolici) alla raccolta. Per questi motivi, è stato possibile concludere che i trattamenti UV-B possono essere applicati con successo per migliorare la qualità e la resa delle piante di basilico.

vega®UV, una superficie innovativa per applicazioni speciali

Il riflettore in alluminio utilizzato per questo studio è stato sviluppato da Almeco, che lo ha realizzato con il suo prodotto vega®UV. Il portafoglio di prodotti vega®UV comprende superfici che offrono prestazioni migliori rispetto ai materiali anodizzati o ad altre superfici riflettenti tipiche nelle applicazioni che utilizzano sorgenti UV.

Almeco ha sviluppato diverse versioni di vega®UV, ognuna con una propria applicazione specifica:

• vega®UV-A, adatto alle lampade abbronzanti, alle applicazioni forensi e alla valutazione di gemme e opere d’arte. Molti insetti sono in grado di vedere i raggi UV, quindi le trappole per insetti utilizzano queste lunghezze d’onda per attirarli;
• vega®UV-B trova applicazione in campo medico, per esempio nelle sorgenti luminose per il trattamento della psoriasi e di altre patologie cutanee;
• vega®UV-C accelera l’azione igienizzante dei raggi UV.

Un partner per un futuro più innovativo e sostenibile

Questo esperimento è solo un esempio dell’impegno di Almeco per l’innovazione. L’azienda ha sviluppato, nel corso degli anni, un’ampia rete di partner – oltre a una vasta esperienza nei trattamenti dell’alluminio – per contribuire a promuovere l’innovazione nel settore.

Grazie ai suoi investimenti in tecnologie, alle attività di ricerca e sviluppo e a un team in grado di soddisfare tutte le esigenze di personalizzazione, Almeco affianca i propri clienti sfruttando al massimo le qualità dell’alluminio per tendere verso un futuro più sostenibile.