FOCUS: Illuminazione artificiale

Illuminazione artificiale - LED Vf giapponese

Si prevede una forte espansione nel prossimo futuro delle coltivazioni in condizioni ambientali controllate, come è stato anticipato nel 2012 dal workshop “Challenges in Vertical Farming“. Si necessiteranno quindi nuove tecnologie che offrano possibilità di produrre con consumi economicamente efficienti per coltivazioni controllate sia sulla terra che nello spazio. Tali colture potranno, e dovranno, contribuire ad alimentare la popolazione umana in crescita, cercando di preservare gli ecosistemi presenti sulla terra.

Focalizziamoci oggi sull’illuminazione.

“La luce del solescrive Despommier nel suo libro – è la principale fonte di energia per far crescere il raccolto. Quindi l’edificio ospitante la vertical farm andrebbe reso il più trasparente possibile. Vi sono molte tipologie di materiale trasparente tra cui scegliere. Il vetro è a buon mercato e di lunga durata, anche se fragile e pesante. […] Oggi è anche possibile creare una struttura interamente in vetro senza parti in metallo utilizzando adesivi speciali. Isolare un edificio interamente in vetro però potrebbe essere un problema, poiché bisognerebbe aggiungere un’enorme quantità di peso e di spesa per ottenere un risparmio energetico efficiente. Una soluzione è abbandonare il vetro a favore di materie plastiche ad alta tecnologia che sono molto più leggeri e più durevoli, come PET ecc..”

Oltre alla trasparenza della superficie, Despommier ragiona anche sulla forma, la quale dovrebbe preferibilmente essere curva per trarre pieno vantaggio della luce naturale e seguire la progressione del sole verso l’orizzonte. In questo modo si può ridurre il gap di illuminazione tra coltivazione interna ed esterna.

Una buona esposizione al sole è importante per la crescita delle piante, ma non essenziale, poiché nel vertical farming l’illuminazione naturale è coadiuvata, spesso sostituita da vari sistemi che incrementano la luce attraverso riflettori metallici, integrati con illuminazione artificiale.

Artificial lighting in indoor farming

Per quanto riguarda l’illuminazione artificiale, uno dei sistemi più efficienti è quello dei diodi a emissione di luce, più comunemente LED (foto sopra). I LED non si surriscaldano, sono a bassissimo consumo energetico ed offrono una grande scelta di colori.

La loro lunga durata, insieme alla notevole facilità di monitoraggio, li rende ideali per serre funzionanti durante tutto l’anno solare. Si tratta, infatti, di lampade ecologicamente sostenibili, dotate di chip driver che garantiscono benefici aggiuntivi di funzionamento, come flessibilità, efficienza, affidabilità e controllabilità.

Oltre alle lampade a LED ci sono altri tipologie, come lampade fluorescenti al neon, che hanno il vantaggio di avere una costanza ed una intensità molto simili alla luce naturale, riproducendo gli estremi di rosso e di blu dello spettro solare. Il problema di queste lampade sta nell’intensità della luce, che complica l’adattamento ad ogni tipo di impianto.

Anche le lampade CFL fluorescenti a basso consumo (foto sotto) sono in grado di garantire un risparmio energetico senza emettere eccessivo calore, per questo molto apprezzate dagli agricoltori, in particolare da quelli “artigianali”.

lampade indoor cfl - lampade fluorescenti a basso consumo

Vi sono poi le lampade HID (High Intensity Discharge) allo xenon, famose per essere ampiamente utilizzate per le autovetture, le quali presentano notevole applicabilità anche per le colture idroponiche, garantendo un’eccellente intensità luminosa. Le HID tendono ad emettere calore a ad avere consumi eccessivi (foto sotto).

lampade HID (High Intensity Discharge) allo xenon

Infine possiamo nominare anche le lampade MH a ioduri metallici che producono una luce fredda prevalentemente blu, ideale per la fase di crescita vegetativa, e le lampade HPS (sodio ad alta pressione) che forniscono luce prevalentemente rossa, perfette per la fase di fioritura/fruttificazione.

Vi abbiamo, quindi, nominato varie possibilità per illuminare un impianto di coltivazione indoor. La scelta  dipenderà naturalmente dal tipo di coltura e dal tipo di impianto, poiché ognuno ha le proprie esigenze e caratteristiche.

Per le vertical farms la modalità più utilizzata è quella di mixare luce solare con quella a LED. Una delle compagnie più all’avanguardia nella fornitura di LED è certamente la Philips, come dimostra quest’articolo presente sul sito della società.

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