23. Illuminazione multi-layer: come ottimizzarla

Introduzione

Nel vertical farming l’illuminazione è uno dei fattori più determinanti per costo energetico, resa e qualità delle colture. Nei sistemi multi-layer — strutture con più livelli sovrapposti — ottimizzare la luce significa garantire uniformità, efficienza e cicli di produzione ripetibili.

Un sistema multi-layer ben progettato porta a:

• più resa per metro quadrato,

• maggiore controllo sulla crescita,

• consumi più bassi,

• qualità costante 365 giorni l’anno.

Cos’è l’illuminazione multi-layer

In un impianto verticale, ogni ripiano necessita di un set di luci dedicato. La sfida è mantenere un’intensità sufficiente e uniforme nonostante la minima distanza tra LED e chioma.

Obiettivo: creare micro-ambienti di luce identici su ogni livello.

I vantaggi principali

• Produzioni più dense nello stesso spazio

• Riduzione degli sprechi di luce

• Controllo totale di spettro e intensità

• Standardizzazione dei cicli

• Scalabilità produttiva

I parametri chiave da gestire

1. PPFD (densità di fotoni) – range della tua prima versione

Per performance elevate nel vertical farming, i range di riferimento più comuni sono:

• Baby leaf e insalate: 120–250 μmol/m²/s

• Erbe aromatiche: 200–350 μmol/m²/s

• Microgreens: 80–200 μmol/m²/s

Il PPFD deve essere uniforme tra un piano e l’altro, evitando differenze che causano crescita disomogenea.

2. Uniformità luminosa

Nei sistemi multi-layer la distanza LED–pianta è di soli 15–35 cm. Serve quindi un’illuminazione progettata per:

• evitare hotspot,

• coprire tutta la superficie del ripiano,

• distribuire la luce in modo simmetrico.

3. Spettro luminoso completo 

Uno spettro efficace per coltivazioni multi-layer include tutte le bande critiche per la fisiologia della pianta:

• Blu (450 nm): struttura compatta, regolazione stomatica

• Verde (500–570 nm): penetrazione negli strati inferiori della chioma

• Giallo (570–590 nm): migliore uniformità di crescita, supporto all’allungamento controllato

• Ambra (590–620 nm): fotosintesi dolce, riduzione dello stress, migliore resa cromatica

• Rosso (660 nm): produttività e biomassa

• Far-red (730 nm): controllo morfologico e crescita estensiva

I LED Tomato+ integrano 6 canali indipendenti che permettono una modulazione precisa. 

4. Distanza LED–chioma

Va mantenuta costante.
Troppa vicinanza → stress fotonico.
Troppa distanza → spreco energetico.

Le serre Tomato+ impiegano:

• spettrometri,

• camere AI per piano,

• sensori di luminosità,

per correggere automaticamente intensità e spettro.

5. Progettazione dei livelli

La distanza tra piani deve garantire:

• airflow sufficiente,

• accessibilità,

• dissipazione termica,

• spazio per la crescita massima della pianta.

Come ottimizzare un impianto multi-layer

1. Usare LED a canali indipendenti

I moduli Tomato+ permettono:

• spettro diverso per ogni livello,

• ottimizzazione per varietà differenti,

• simulazione precisa della luce naturale.

2. Raffreddamento avanzato

Il raffreddamento a liquido dei LED — tecnologia Tomato+ — riduce i consumi fino al 50%, mantenendo efficienza costante e aumentando la durata del sistema.

3. Software intelligente e AI

La gestione dell’illuminazione deve essere dinamica:

• adattamento del PPFD per fase,

• variazione dello spettro,

• fotoperiodo ottimizzato,

• correzioni automatiche tramite camera + AI.

Il sistema Tomato+ utilizza Dynamic Growth Plans alimentati da immagini, telemetrie e AI cloud.

4. Fotoperiodo

Generalmente tra 14 e 18 ore di luce, variabile in base alla varietà e alla fase colturale.
L’AI permette di adattarlo in tempo reale per evitare stress.

5. Monitoraggio continuo

Camere, spettrometri e sensori permettono di:

• rilevare anomalie,

• migliorare uniformità,

• adattare la luce ai cambiamenti fisiologici,

• raccogliere dati per ottimizzazioni future.

Errori comuni

• LED non progettati per multi-layer

• PPFD troppo basso o non uniforme

• mancanza di controllo

• livelli troppo ravvicinati che creano ombre

• spettro identico per tutte le varietà

• assenza di automazione → sprechi energetici

Conclusione

L’illuminazione multi-layer è la chiave per rendere un impianto di vertical farming scalabile, efficiente e altamente produttivo.
Combinando LED multi-canale, spettro completo (blu + verde + giallo + ambra + rosso + far-red), sensori e AI, è possibile ottenere resa elevata, qualità costante e consumi ridotti.

Le tecnologie Tomato+ — LED proprietari, camere AI per piano, spettrometri e Growth Plan dinamici — permettono di mantenere un controllo totale e automatico su ogni livello della serra.

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Tomato+ Team