22. Progettare un impianto verticale: criteri e logiche
Progettare un impianto di vertical farming non significa “impilare piani di coltivazione”. Significa orchestrare illuminazione, acqua, aria, nutrienti, spazi e automazione in un sistema chiuso che massimizza resa, costanza produttiva e costi operativi.
È un equilibrio tra agronomia, ingegneria e logiche industriali.
Indice
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Perché la progettazione è cruciale
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Le 5 decisioni strutturali iniziali
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I parametri tecnici da definire
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Illuminazione: come dimensionarla correttamente
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Microclima e airflow
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Nutrienti, acqua e sensori
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Software, AI e automazione
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Errori da evitare nella progettazione
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Caso Tomato+: integrare hardware, dati e AI
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Conclusioni
1. Perché la progettazione è cruciale
Un impianto verticale non è semplicemente un’estensione di un impianto idroponico tradizionale.
È un sistema produttivo industriale dove:
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ogni errore si moltiplica per numero di livelli, piante e cicli
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ogni inefficienza ricorrente diventa OPEX
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ogni variabilità rovina la prevedibilità dei raccolti
Ecco perché la progettazione non è una fase da improvvisare: è la parte più importante del progetto.
2. Le 5 decisioni strutturali iniziali
Ogni impianto verticale nasce da cinque scelte fondamentali:
a) Obiettivo produttivo
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Foglie?
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Microgreens?
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Basilico e aromatiche?
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Baby leaf?
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Ricerca e sperimentazione?
Ogni prodotto richiede PPE, DLI e cicli diversi, quindi cambia anche la struttura dell’impianto.
b) Spazio disponibile (volume, non solo superficie)
Contano:
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altezza utile
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accessibilità laterale
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distanza di sicurezza dalle pareti
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presenza di porte, pilastri, impianti esistenti
c) Numero di livelli
Più livelli = maggiore output, ma anche:
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più dissipazione termica
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più consumo d’aria fresca
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più uniformità difficile da mantenere
d) Livello di automazione
Manuale, semi-automatico, AI-driven.
e) Modello di business
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vendita diretta?
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horeca?
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GDO?
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ricerca universitaria?
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corporate farming?
Ogni modello cambia CAPEX, OPEX e ROI.
3. I parametri tecnici da definire
Ecco i parametri ingegneristici che determinano la qualità dell’impianto:
– DLI (Daily Light Integral)
Serve a calcolare quanta luce deve ricevere ogni pianta in base alla varietà.
– PPFD (µmol/m²/s) per livello
Valore essenziale per calibrare potenza e densità dei LED.
– Thermal load dell’impianto
Più luce = più calore = più necessità di climatizzazione.
– Volume d’aria necessario
Si calcola per garantire:
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CO₂ sufficiente
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temperatura stabile
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umidità entro range
– Portata dell’acqua, volume vasche e ricircolo
La stabilità della soluzione nutritiva è fondamentale.
– Layout dei rack
Tutto nasce da:
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lunghezza corridoi
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accesso uomo
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ergonomia
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gestione operativa
4. Illuminazione: come dimensionarla correttamente
L’illuminazione è il cuore del vertical farming: vale fino al 50% del CAPEX e fino al 70% dell’OPEX (energia).
Per progettare bene bisogna considerare:
1) Spettro luminoso
I sistemi avanzati usano 6 canali indipendenti (come Tomato+) per stimolare crescita, colore, compattezza e resa.
2) Uniformità per livello
Una cattiva uniformità implica:
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crescita disomogenea
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rese irregolari
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spreco di energia
3) Raffreddamento attivo
Con LED raffreddati a liquido (come la tecnologia Tomato+) è possibile:
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ridurre i consumi del 50%
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aumentare la densità luminosa
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minimizzare lo stress termico sulle piante
4) Distanza LED–pianta
Parametro critico per evitare fotoinibizione.
5. Microclima e airflow
L’aria deve:
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distribuire uniformemente temperatura e umidità
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evitare zone morte
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prevenire condensa (e quindi funghi)
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sostenere la traspirazione fogliare
Elementi chiave:
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CO₂ tra 600 e 1200 ppm
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VPD ottimizzato (0.8–1.2 kPa per foglie)
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ricambi d’aria controllati
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flussi laminari o semi-laminari
Un impianto verticale funziona solo se ogni livello vive nelle stesse condizioni.
6. Nutrienti, acqua e sensori
Fondamentali:
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EC e pH stabili
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sensori affidabili (H2/H4 → EC di sicurezza; HPro → EC+pH completi)
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circolazione costante e ossigenazione
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vasche dimensionate
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Nutrient Film Thickness corretto
L’acqua è il “sangue” del sistema: se è instabile, l’intero impianto fallisce.
7. Software, AI e automazione
Un impianto verticale moderno non funziona senza:
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monitoraggio in tempo reale
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raccolta immagini AI-driven
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telemetria completa
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sistemi cloud scalabili
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Growth Plan dinamici
Il modello Tomato+ usa una pipeline AI che:
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raccoglie immagini per piano
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analizza parametri reali
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corregge automaticamente i cicli
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ottimizza resa e qualità
È l’evoluzione naturale del vertical farming:
non solo hardware, ma software che coltiva.
8. Errori da evitare nella progettazione
I più comuni:
❌ Sovrastimare l’altezza utile
❌ Mettere troppi livelli senza considerare dissipazione termica
❌ Illuminazione non uniforme
❌ Layout non ergonomico
❌ Mancanza di airflow tra piani
❌ Soluzione nutritiva sottodimensionata
❌ Automazione insufficiente
❌ Nessun piano di ridondanza
9. Caso Tomato+: integrare hardware, dati e AI
Tomato+ ha strutturato l’intero impianto verticale domestico e professionale con:
✔ LED a 6 canali con controllo indipendente
✔ Camera e AI per riconoscimento fogliare e diagnostica
✔ Software cloud AWS scalabile
✔ Sensori avanzati su HPro
✔ Growth Plan dinamici basati su AI
Questo permette:
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zero terra
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zero pesticidi
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consumo d’acqua estremamente basso
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controllo totale
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produttività costante
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replicabilità in qualsiasi ambiente
10. Conclusioni
Un impianto verticale ben progettato non è una scaffalatura luminosa, ma un sistema industriale in cui ogni parametro è orchestrato.
Chi lo progetta correttamente ottiene:
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rese elevatissime
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prevedibilità dei cicli
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qualità costante
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costi sotto controllo
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scalabilità
Chi sbaglia progettazione… moltiplica gli errori per ogni livello, ogni pianta e ogni ciclo dell’anno.
Grazie per aver letto questo articolo. Continua a seguirci per scoprire nuovi contenuti sull’idroponica, il vertical farming e l’agricoltura intelligente.
Tomato+ Team
