L’innovativo impianto ibrido idroponico fuori suolo Ef Rec System è un sistema idroponico brevettato. È specifico per piante a media-grande radicazione come pomodoro, melanzane, zucchine, luppolo, cetrioli, lamponi, more, canapa.
L’impianto è stato messo a punto dall’azienda Edera Farm di Fondi (Lt). L'azienda è nata nel 2018 come spin-off della start up Idroluppolo, che ha sperimentato nuovi approcci verso le colture idroponiche.
L’ideatore di Idroluppolo prima e, quindi, di Edera Farm è Alessio Saccoccio. Laureato in Economia e Ingegneria della qualità con un master in europrogettazione e reti di impresa, Saccoccio da cinque anni si dedica al settore agricolo sperimentando soluzioni innovative e sostenibili.
«Con Edera Farm ci occupiamo di automatizzare e verticalizzare le produzioni agricole idroponiche. Il sistema idroponico messo a punto sul pomodoro si basa su due innovazioni: vasi antispiralizzazione che consentono alla pianta di crescere più velocemente e sostanza nutritiva mirata che viene fatta circolare dove si trovano le radici» racconta Saccoccio.
L’idea di realizzare questo innovativo impianto, spiega Saccoccio, «nasce dalla nostra produzione di luppolo in fuori suolo: una pianta perenne soggetta a grande radicazione che non può essere prodotta in un vaso comune per via della spiralizzazione delle radici che nel tempo soffocano la pianta.
Quindi ho scelto di usare vasi antispiralizzazione con dei fori, che non permettono alla pianta di luppolo di spiralizzare, abbinati a un classico impianto a goccia.
Già dalle prime produzioni abbiamo notato che parte della soluzione nutritiva data alle piante andava persa per via della struttura del vaso e questo nelle colture indoor è un problema. La mia ricerca ha virato quindi su un sistema che permettesse di ridurre gli sprechi e di recuperare la soluzione in eccesso. Così è nato Ef Rec System».
Vaso antispiralizzazione e canalina
L’impianto è composto da un vaso antispiralizzazione a duplice funzione: potatura autonoma delle radici e ossigenazione delle stesse. «I fori nel vaso permettono alle radici di fuoriuscire. Perciò, le radici si auto-potano con il contatto con l’ambiente esterno. I fori del vaso e il corretto substrato inerte fatto di cocco e perlite favoriscono l’ingresso dell’ossigeno che, raggiungendo le radici, permette alla pianta di crescere velocemente e in maniera più produttiva» spiega Saccoccio.
Il vaso, inoltre, è posto su una canalina a cui è connesso attraverso un apposito filtro che permette la risalita della soluzione nutritiva, attraverso il substrato, per assorbimento. «Grazie a questo sistema si alimenta sia la parte superiore delle radici presente nel substrato che la parte inferiore immersa direttamente nella soluzione nutritiva».
I vantaggi di Ef Rec System
Il primo vantaggio è l’eliminazione dei costosi impianti di trattamento delle acque di sgrondo. «Negli impianti idroponici/fuori suolo, il fertilizzante in eccesso viene recuperato e reimmesso in circolo attraverso costosi impianti di trattamento delle acque di recupero oppure lasciato defluire senza recupero».
«Con il nostro impianto – spiega Saccoccio – la soluzione nutritiva viene data al momento del bisogno della pianta e assorbita interamente, fino a nuova necessità. L’impianto di ricircolo quindi non è necessario. La pianta consuma solo quello di cui ha bisogno. Non immettiamo nemmeno 1 ml di fertilizzante nel suolo e riduciamo drasticamente l’impatto ambientale».
L’altro punto di forza è il risparmio economico. «Grazie al sistema brevettato – racconta Saccoccio – si ha un risparmio di acqua e di fertilizzante di oltre il 50% rispetto alla produzione in suolo, che si traduce in maggiore competitività per l’agricoltore».
E ancora, la riduzione dei costi del materiale di consumo nel lungo periodo.
«Nelle coltivazioni fuori suolo si utilizzano dei sacchi contenenti il substrato posizionati a terra o su canaline. Questi hanno dei costi maggiori rispetto al substrato sfuso e solitamente ogni tre cicli devono essere sostituiti e tutta la plastica deve essere smaltita.
Nel caso di Ef Rec System – sottolinea Saccoccio – basta aprire il vaso, svuotarlo e sostituirlo con del nuovo substrato di qualsiasi tipo, volendo anche di recupero per favorire l’economia circolare. Nel lungo periodo si ha quindi un sostanzioso risparmio, considerando che mediamente una lastra di substrato, per via delle lavorazioni e del processo di compressione e confezionamento, ha un costo doppio rispetto al substrato sfuso».
L’atro vantaggio è la possibilità di utilizzare i fertilizzanti organici. «La concezione idrica dell’impianto, per via dell’eliminazione degli irrigatori a goccia, permette l’utilizzo di fertilizzanti e stimolanti di natura organica che in un impianto tradizionale potrebbero causare l’ostruzione dello stesso».
Infine, coltivare in vertical farming. Il sistema, per la sua struttura modulare, permette di produrre attraverso sistemi verticali «aprendo una prospettiva completamente nuova alle produzioni verticali di orticole» afferma Saccoccio.
Innovazione tecnologica e digitale
L’impianto può essere completamente automatizzato. «Realizzare impianti tecnologici è il nostro obiettivo» incalza Saccoccio. Il sistema è costituito da un sensore di umidità, temperatura e conducibilità posizionato nel substrato delle piante che in base a valori preimpostati valuta se avviare l’impianto di irrigazione.
Quando si scende sotto la soglia preimpostata si aprono automaticamente le elettrovalvole connesse ai galleggianti presenti nelle canaline che lasciano fluire la soluzione nutritiva alle radici delle piante fino alla chiusura del galleggiante.
I fertilizzanti sono miscelati dalla nostra macchina di fertirrigazione, che grazie alle peristaltiche controlla costantemente pH e Ec secondo la ricetta dell’operatore. Tutto questo è controllabile da remoto in maniera sicura, perché il sistema gira sulla nostra Vpn privata; i dati della produzione vengono raccolti dal software per essere analizzati in modo da migliorare continuamente le produzioni».
I risultati della prima produzione
La prima produzione sperimentale è avvenuta su due piante di pomodoro varietà pixel, iniziata in una piccola camera di crescita.
Si è deciso di non controllare: umidità; temperatura; ricambio di aria nella camera di crescita (che comunque c’è stato grazie all’apertura della finestra). Si è deciso di controllare: illuminazione; nutrizione; umidità e conducibilità del substrato.
La produzione è avvenuta per un periodo di sette mesi da giugno 2021 a gennaio 2022. Le piante hanno superato i tre metri di altezza e sono state impollinate manualmente. La luce è stata data durante la notte in modo da poter sfruttare il calore emesso dalle lampade Led. All’interno del substrato abbiamo posizionato un sensore di umidità che, al di sotto del 50%, ricaricava l’acqua all’interno della canalina utilizzata per trasportare la soluzione nutritiva.
«È stato interessante notare – spiega Saccoccio – che le radici dopo circa un mese hanno superato il filtro di congiunzione tra la canalina e la soluzione nutritiva per assorbirla direttamente. Questo meccanismo ha creato un grande vantaggio: la parte superiore delle radici presente nel vaso si è concentrata nella cattura dell’ossigeno, mentre la parte inferiore, immersa per una parte nella soluzione nutritiva, si è concentrata nella nutrizione della pianta. Questo ha permesso alle radici di rimanere compatte, evitando il tipico effetto che si ha con il pomodoro in Dft o Nft, ossia la crescita esponenziale delle radici che ostruisce il passaggio della soluzione nutritiva».
Le piante, durante i mesi di sperimentazione, hanno consumato 0,5 litri di fertilizzante liquido minerale con diluizione 1:600 e circa 300 litri di acqua. Il consumo di acqua al giorno per pianta è stato di 0,5 litri, la metà del consumo in campo. Le piante hanno continuato a produrre anche nei mesi freddi, invertendo il ciclo giorno/notte sfruttando il calore dei Led accesi durante le ore notturne.
«Nella prossima produzione saremo ancora più scrupolosi» spiega Saccoccio. «Inizialmente abbiamo avuto un arricciamento delle foglie e un annerimento del pomodoro che poi abbiamo risolto con le dovute modifiche alla soluzione nutritiva».
Potenziali record produttivi
«Questo impianto è estremamente flessibile. Per il modo in cui è realizzato, grazie ai vasi antispiralizzazione, si possono ridurre al minimo le distanze tra le piante. Inoltre – sottolinea Saccoccio – è possibile progettare impianti verticali incrementando di molto il numero di piante per metro quadro. In una serra con luce naturale possiamo arrivare a posizionare tre piante per metro quadro incluso lo spazio per il passaggio dell’operatore».
Qualità dei pomodori
«Ogni grappolo non è mai stato inferiore a sei pomodori con consistenza croccante e aspetto accattivante. La fioritura è sempre stata abbondante anche nei periodi più freddi. Il pomodoro si è contraddistinto per la sua compattezza, nonostante la varietà Pixel spesso tenda ad ammorbidirsi precocemente e a non avere una shelf life prolungata. È un prodotto di elevata qualità carente in nichel, poiché coltivato in ambiente controllato».
Il futuro di Ef Rec System
«Abbiamo effettuato una sola sperimentazione ma con risultati sorprendenti. Crediamo fermamente che questo impianto possa essere un’alternativa importante per la produzione di piante orticole. Con le dovute modifiche potrà essere impiegato anche per la produzione indoor/outdoor di piante da frutto come kiwi, vite, lamponi, more ecc. Dovremo capire se le radici a contatto con la soluzione arresteranno la crescita oppure proseguiranno intasando il sistema. Questo sarà il nodo da sciogliere per trasferire Ef Rec System anche sulle piante da frutto».
Intanto, conclude Saccoccio «abbiamo costruito una camera di crescita automatizzata con le nostre tecnologie e una piccola serra dove a breve utilizzeremo il nostro impianto all’avanguardia per un test sulle zucchine e sulla canapa industriale in serra».
Quanto costa realizzare un impianto
Come racconta Saccoccio, in media, per un impianto di piccole dimensioni, si possono spendere 40 euro per metro lineare con canalina e tre vasi da 20 L, escluso il substrato. I valori cambiano in base al numero di vasi per metro e anche in base alle dimensioni dell’impianto. Per quelli più grandi è possibile integrare nel costo per metro
il sistema di controllo locale e remoto che permette di automatizzare l’impianto.
