Vertical Farm: Catturare la luce del sole per far crescere le piante

CATTURARE LA LUCE SOLARE E DISPERDERLA IN MODO UNIFORME TRA LE COLTURE:

Lunghezza d’onda:
Progettare un grande edificio sicuro per le piante richiede un’intima conoscenza di ciò che una pianta ha bisogno e come funziona nel suo insieme, per consentire la massima crescita. Le piante sono fondamentalmente diverse dagli animali in quanto per crescere richiedono acqua, pochi elementi tra cui l’anidride carbonica, una fonte di azoto organico, e la luce solare che le piante utilizzano tramite i processi di fotosintesi. Grazie ad essi, le piante scartano la porzione d’ossigeno dell’anidride carbonica nell’atmosfera, fornendo a tutti gli animali uno degli elementi essenziali che necessitano per svolgere la propria vita.

Quando mangiamo piante, ricaviamo lo zucchero (e, naturalmente, altre sostanze nutritive) da loro tessuti. Uniamo poi l’ossigeno che respiriamo con il carbonio della molecola zucchero, mettendo un atomo di carbonio e due di ossigeno alla volta. Questo produce anidride carbonica e sostanze chimiche energetiche sotto forma di adenosina trifosfato.

Utilizziamo quindi l’energia chimica per costruire i nostri tessuti, e mandiamo fuori l’anidride carbonica come prodotto di scarto. Le piante assorbono l’anidride carbonica e il ciclo inizia da capo. Esiste quindi una stretta correlazione tra noi e le piante.

Va notato che nella vertical farm, oltre a produrre i nostri cibi, toglieremo enormi quantità di anidride carbonica dall’atmosfera e, soprattutto, produrremo un sacco di ossigeno. Così ogni volta che un lavoratore all’interno della vertical farm respirerà, sarà quasi in grado di ascoltare le piante dire “grazie”.

Ci sono due forme principali di clorofilla: clorofilla A e clorofilla B.  Entrambi assorbono la luce in due distinte lunghezze d’onda dello spettro visibile, blu e rosso (circa 400 e 700 nanometri). Di conseguenza non tutta l’energia della luce del sole è necessaria per far crescere tutto il raccolto al suo massimo rendimento.  Possiamo approfittare di questo, infatti, per la creazione di illuminazione esclusiva per le piante.

Emettitori di luce diodi (LED) sono già stati specificamente progettati per farlo, con un conseguente importante risparmio di energia e di costi. Al contrario, le lampadine tradizionali emettono il 95% della loro energia sotto forma di calore (molto inefficienti, quindi) e il resto come uno spettro più ampio di luce, la maggior parte dei quali è inutile per la pianta.

Le lampade OLED, invece, contengono composti organici stabili che consentono anche di produrre spettri più stretti di luce, risparmiando energia e denaro, mentre si continua a fornire alle piante esattamente ciò di cui hanno bisogno.

Inoltre, gli OLED permettono la progettazione di lampade che potrebbe essere fatte in qualsiasi configurazione, ponendo la sorgente di luce alla distanza ottimale dalla pianta, a prescindere dalla forma della pianta. Possono anche essere avvolte attorno ad ogni pianta che cresce, offrendo il massimo in consumi e illuminazione a risparmio energetico per le nostre colture alimentari.

La luce del sole:
Nelle aree del mondo che godono già di abbondante luce del sole, come L’Italia, il sole è visto come l’unica fonte di energia per le colture e sarebbe del tutto fattibile e altamente raccomandato.

Il fotovoltaico, il solare termico e la cogenerazione potrebbero facilmente fornire l’energia necessaria per eseguire qualsiasi apparecchiatura elettrica, mentre la luce del sole avrebbe fornito tutta l’energia necessaria per crescere i raccolti. Orientare le facciate più lunghe della vertical farm con direzione est-ovest permetterà di catturare la massima  luce.

Inoltre, si potrebbero appositamente costruire specchi parabolici composti di materiale plastico che raccolgano la luce solare e la portino nelle parti più interne dell’edificio, mentre la parte esterna rimarrebbe esposta alla massima quantità di luce.

La fibra ottica potrebbe essere un ottimo materiale per il trasporto e la distribuzione della luce dalla raccolta degli specchi esterni all’interno dell’edificio. Insieme, questi due approcci dovrebbero permettere un disegno ragionevole, indipendentemente dalla sua ultima forma.

La trasparenza:
Se la luce solare è la fonte principale di energia per crescere i raccolti, la vertical farm dovrebbe essere il più trasparente possibile. Il progettista ha molte opzioni sui materiali tra cui scegliere. Il policarbonato è a buon mercato per la produzione e durevole.

Fonte:  Fernando Menendez Cobelo