O que é Agricultura Vertical?

Prós e contras de uma nova forma de cultivo

Quando surgiu a agricultura vertical?

O conceito de Agricultura Vertical nasceu em 2011 em uma sala de aula na Universidade de Columbia (N.Y.C.). Durante uma aula, o professor Dickson Despommier desafiou seus alunos a encontrar uma maneira de produzir alimentos dentro do perímetro da ilha de Manhattan. Os alunos inicialmente propuseram plantar no topo dos arranha-céus, mas mesmo usando todos os telhados da ilha cobririam apenas 4% das necessidades alimentares da população. Assim nasceu uma nova ideia: vamos cultivar dentro de edifícios explorando o espaço vertical. Isso foi um avanço.

Naquela época, já existia toda a tecnologia que precisávamos para colocar essa visão em prática.

Em todo o mundo praticamos o cultivo sem solo, como hidropônico, para produzir hortaliças ou pequenas frutas em estufas. Além disso, conseguimos modificar a temperatura interna e a umidade, e já havia algumas luzes de horticultura. Só precisávamos juntar essas tecnologias.

Desde então, o número das chamadas “fazendas verticais” aumentou em todo o mundo, dos EUA ao Japão, China, Cingapura, América do Sul e Europa (fonte A.V.F.).

Nos últimos anos, o know-how sobre esse cultivo aumentou exponencialmente, as tecnologias tornaram a produção cada vez mais eficiente e muitas culturas diferentes foram cultivadas com sucesso.

Vamos tentar entender como funcionam essas fazendas 4.0, analisando os vários componentes da agricultura vertical.

Como funcionam as fazendas verticais?

Células Climáticas

Onde quer que você queira construir sua fazenda vertical, é necessário criar um ambiente isolado para manter o nível desejado de condições climáticas como temperatura, umidade e ventilação. O ambiente totalmente fechado deve impedir também a entrada de pragas e doenças.

As células geralmente são feitas de painéis sanduíche, mas os contêineres também são usados para desenvolver fazendas modulares. As células climáticas podem ser instaladas praticamente em qualquer lugar, desde edifícios a barcos, armazéns, escolas, ou na parte de trás de um restaurante.

Sistema HVAC

Após o isolamento, o sistema HVAC (Humidity Ventilation and Air Control) é a primeira e mais importante “ferramenta” da agricultura vertical. Este sistema deve filtrar o ar que entra e sai, criando o melhor ambiente possível para as culturas.

Ao desenvolver uma fazenda vertical, é necessário projetar o sistema HVAC com muito cuidado, de acordo com o espaço de cultivo. Isso deriva o sucesso do cultivo, a produtividade das lavouras e o nível de custos operacionais relacionados ao consumo de energia.

Métodos de Cultivo

Os dois principais métodos de cultivo sem solo na agricultura vertical são hidropônicos e aeropônicos.

Hidropônico é o mais comum.

A história da hidroponia vem dos antigos jardins da Babilônia, e diferentes etnias a praticaram. Ainda hoje, em Myanmar, a população local cultiva em jangadas que descansam nas águas do lago Inle.

Industrialmente, os agricultores holandeses desenvolveram métodos hidropônicos para produzir dentro de estufas, e até a NASA desenvolveu alguns protótipos para produzir alimentos no espaço.

A ideia é simples: as plantas ficam suspensas acima do nível do solo graças a vários suportes, deixando a água e os nutrientes fluírem pelas raízes, gerando um circuito de irrigação semifechado. As plantas obtêm a quantidade exata de nutrientes de que precisam e nenhuma água é desperdiçada.

O sistema aeropônico é mais recente. O princípio é o mesmo, mas a água e os nutrientes são pulverizados diretamente nas raízes das plantas suspensas no ar. Este método é por vezes preferido para evitar a estagnação da água e aumentar a oxigenação das raízes.

Alface cultivada em hidroponia – Vertical Farming Education

Sistema de Cultivo

Na agricultura vertical, já vimos vários tipos de sistemas. Os painéis móveis da Skygreen (uma das primeiras fazendas verticais industriais do mundo), N.F.T., torres e os racks mais comuns utilizados na maioria das fazendas. Recentemente, uma startup italiana desenvolveu um novo protótipo que usa inteligência artificial para mover plantas dentro de um grande “cubo” de fazenda vertical para tornar o cultivo extraordinariamente eficiente.

Luzes

Como estamos falando de cultivo interno, você precisará de luzes agrícolas para reproduzir a radiação solar, especialmente o comprimento de onda do vermelho e do azul (é assim que as luzes parecem rosa ou roxas).

Os L.E.D.s usados na agricultura interna hoje são muito eficientes em termos de energia e podem ser usados para cultivar diferentes culturas. Alguns L.E.D.s são tão eficientes que permitem modificar o espectro e a intensidade da luz quando você precisa trocar de cultura ou mesmo replicar o pôr do sol e o nascer do sol, dando às plantas a melhor simulação possível das mudanças solares diárias.

Led utilizado para cultivo de alface no sistema Radix – Vertical Farming Education

Software de Cultivo

Os agricultores verticais usam um tipo diferente de software para controlar e gerenciar as condições climáticas, fluxos de irrigação e iluminação. Software, inteligência artificial e I.O.T. estão em contínuo desenvolvimento, aumentando o nível de automação em todos os processos agrícolas.

Sementes e Substratos

Começar a partir de sementes em vez de plantas pequenas é a estratégia preferida menos dispendiosa e mais seguida. Além disso, você pode controlar toda a cadeia produtiva, desde a semeadura até a colheita.

As plantas geralmente cultivadas na agricultura vertical são folhas verdes, “micro-verdes”, pequenos frutos, cannabis, ervas aromáticas e flores comestíveis.

Os substratos nos quais as plantas são cultivadas existem em diferentes formas e texturas, desde turfa até lã de rocha. O substrato deve ser escolhido com cuidado de acordo com o sistema de cultivo, as culturas escolhidas e as vazões de irrigação. Normalmente, a escolha recai sobre substratos orgânicos, que podem ser compostados e não geram resíduos sólidos.

“Micro-verdes” em um substrato orgânico –  Profarms

Outras ferramentas

Dependendo do projeto, os agricultores podem utilizar outras ferramentas e maquinários, desde salas de germinação até refrigeradores e máquinas, para embalagem, armazenamento, plantio automático de mudas e colheita.

Prós e Contras da Agricultura Vertical

Como você deve ter entendido, os prós da agricultura vertical são numerosos:

– Economizando solo: na agricultura vertical, o espaço é usado de forma muito eficiente, o que é essencial para produzir alimentos para a crescente população mundial sem explorar terras agrícolas adicionais. O cultivo sem solo também evita problemas como a superfertilização, que causa a poluição da água em todo o mundo (especialmente em monoculturas).

– Economizar água: a agricultura vertical é particularmente eficiente em termos de água. Com nossos alunos, demonstramos usar 90% menos água do que na agricultura de campo.

Com alguns sistemas, você pode recuperar a umidade da transpiração, reutilizando-a para irrigar as plantas.

– (Vertical) Farm to Fork: a possibilidade de cultivar em um ambiente totalmente controlado permite produzir praticamente em qualquer lugar, desde armazéns a escolas, barcos ou mesmo em estações espaciais internacionais. Cultivar alimentos dentro ou perto de grandes cidades é uma boa maneira de evitar emissões substanciais de carbono e custos de transporte. Reduzir o tempo entre a colheita e o consumo é uma ótima maneira de manter as colheitas frescas, saborosas e nutritivas.

– 12 meses de produção: a possibilidade de produzir o ano todo independentemente das condições climáticas externas permite o cultivo em qualquer parte do mundo com extraordinária continuidade e segurança.

– Produzir e salvar culturas antigas: monoculturas, monodietas, pesticidas e mudanças climáticas é responsável pela redução das espécies e variedades cultivadas no mundo. Ter a capacidade de definir diferentes condições climáticas permite recuperar variedades de culturas abandonadas porque são menos produtivas ou inadequadas para o uso de pesticidas.

– Alimentos limpos: o cultivo em ambientes fechados permite o cultivo sem riscos de pragas ou doenças, dispensando o uso de herbicidas ou pesticidas.

– Atratividade: a perda de interesse pelas práticas agrícolas é comum em todo o mundo. A tecnologia e o caráter futurista da agricultura vertical atraem os agricultores mais jovens, derrubando a estatística.

Contras

– Consumo de energia: a energia necessária para o sistema HVAC (que funciona 24h) e iluminação tem que ser considerada no cenário global. No entanto, painéis solares e baterias podem reduzir o consumo de energia e os custos.

– Seleção de culturas: você pode cultivar praticamente todas as culturas dentro de casa, mas apenas algumas variedades são lucrativas e mais adequadas para esse sistema hoje.

Referências

https://www.wur.nl/en/research-results/research-institutes/plant-research/greenhouse-horticulture/show-greenhouse/protein-rich-crops-growing-soybean-in-vertical-farms.htm