Sostenibilità e innovazione
L’agricoltura del futuro sarà orientata da tre grandi vincoli: il risparmio economico e la ricerca di efficienza del processo, la disponibilità (decrescente) di suolo agricolo con una popolazione umana in aumento e l’applicazione dei principi di ecosostenibilità a tutti i sistemi produttivi.
Consci di questo prossimo scenario, è nata l’idea di unire l’acquacoltura (allevamento di specie acquatiche) con la coltivazione idroponica (coltivazione di vegetali fuori suolo) in una relazione di sinergia naturale.
Il risultato? Una produzione a basso impatto ambientale, soprattutto per quanto riguarda le risorse idriche ed energetiche, nel contempo remunerativa ed efficiente, sia per quanto riguarda la produzione di pesci o gamberi che quella dei vegetali commestibili.
Risultati che sono confermati dai dati: diversi studi affermano che in queste condizioni le piante crescono fino al 50% più velocemente; si riduce il consumo di carbonio perché non si usa il suolo e si stima che per ogni 453 gr di pesce prodotto si ottengono da 6 a 11 Kg di verdura. Risultati raggiungibili con una riduzione di oltre il 40% di costi di manodopera.

Acquaponica
Grazie agli studi scientifici iniziati più di trenta anni fa, prima negli Stati Uniti e successivamente in Australia, è possibile allevare pesci e coltivare vegetali commestibili con efficaci sistemi a ricircolo, denominati sistemi acquaponici.
Negli Stati Uniti, Canada, Messico, Germania e Gran Bretagna sono sorti negli ultimi anni diverse aziende che producono con questo sistema. E sempre negli Stati uniti nel 2012 è stata creata una mappa “Plant Hardiness Zone Map” per aiutare gli agricoltori a comprendere quali piante potessero coltivare a secondo delle località geografiche. In Giappone i sistemi acquaponici sono stati addirittura installati nei sotterranei di alcuni grattacieli o in locali adiacenti a ristoranti biologici al fine di fornire cibi freschi a chilometri zero. Altri Paesi come la Cina e la Thailandia, già grandi operatori nel settore dell’acquacoltura, si sono interessati a questo metodo di produzione più ecosostenibile ed efficiente. Nel 2012 negli Emirati Arabi è stato inaugurato il più grande impianto di acquaponica, il “Baniyas Center” (così si chiama l’impianto costituito da due serre principali da 4000 metri quadrati) che è in grado di produrre a regime ben 200 tonnellate di pesce e 300 mila cespi di lattuga ogni anno, contribuendo a ridurre il ricorso all’importazione e fornendo una maggior sicurezza alimentare per la nazione. Inoltre, grazie al modo in cui il sistema ricicla l’acqua, è prevista che quest’ultima rimanga utilizzabile per un anno o più all’interno dei serbatoi senza che vi sia la necessità di sostituirla.
In Italia, solo nell’ultimo decennio è scattato un forte impulso a studiare questi sistemi integrati di allevamento e coltivazione.

Il segreto è il circuito chiuso
P2 è un sistema che presenta una zona di acquacoltura con 4 vasche per l’allevamento dei pesci. L’acqua proveniente da queste vasche, ricca di sostanze nutritive derivate dal metabolismo dei pesci e dai resti di cibo, passa attraverso filtri che trasformano naturalmente i resti organici in elementi fertilizzanti adatti all’assimilazione dalle radici delle piante.
I filtri sono composti da vari materiali (spugne, cannolicchi, carboni attivi, ecc.) e sono inoculati con batteri appositi che trasformano ammoniaca e nitriti in nitrato assimilabile dalle piante. L’azione biochimica dei microrganismi naturali coltivati appositamente rende il sistema di filtrazione istantaneo, simile al filtro degli acquari.
L’acqua trattata è poi convogliata verso i letti di crescita, per irrigare i vegetali senza bisogno di utilizzare terra o concimi di sintesi. I letti di crescita dei vegetali, infatti, sono coltivati fuori suolo e a ciclo chiuso con il meccanismo del “Floating System”, in cui le piante sono poste su supporti galleggianti in vasche impermeabilizzate contenenti la soluzione nutritiva. Coltivare in questo modo offre l’opportunità di ridurre o eliminare gli infestanti, annullare la competizione con altri vegetali e rendere il ciclo molto più produttivo, perché le piantine per metro quadrato saranno in numero superiore rispetto a quelle di campo.
Il ciclo ricomincia quando l’acqua “fitodepurata” ritorna nelle vasche per l’allevamento ittico. Un ciclo chiuso che obbliga con un ulteriore vicolo di sostenibilità: le coltivazioni dovranno essere necessariamente naturali, non potendo utilizzare né antiparassitari né concimi di sintesi, poiché andrebbero a impattare sulla salute dei pesci.

Acqua pura, acqua preziosa
Per dare qualche numero, grazie al continuo ciclo di depurazione delle acque, la riduzione del consumo idrico è stimabile con un risparmio fino all’80-90%, rispetto alla coltivazione tradizionale su suolo.
Considerando che in questo tipo di produzione è necessario disporre di acqua di buona qualità, che non sia contaminata o salina, è facile intuire quanto sia importante avere cura di un bene così prezioso.
Si possono impiegare, infatti, le acque di falda che solitamente sono idonee perché prive di sostanze nocive, così come le acque meteoriche, se raccolte in zone prive di inquinamento atmosferico e che possono essere impiegate previa sterilizzazione con sistema UV.
È anche ammesso l’utilizzo delle acque dell’acquedotto pubblico, anche se è consigliabile una filtrazione osmotica in modo tale da abbassare il contenuto di sali disciolti.

Le specie ideali
P2 è stato pensato per l’allevamento sia di specie ittiche ornamentali come pesci rossi, carpe koi, pesci combattenti, che specie ittiche commestibili come trota, pesce gatto, carpa, pesce persico, anguilla e gamberi di acqua dolce. Mentre le specie vegetali coltivabili sono: lattuga, carota, basilico, sedano, pomodoro, piselli, spinaci, melanzana, peperoncino, fagiolini, fragole, erba cipollina, cetriolo.
La questione è quindi come scegliere il mix più indicato.
La scelta delle specie ittiche è un passaggio delicato per la buona riuscita del progetto, soprattutto nell’ottica di ottimizzare il sistema e ottenere la massima efficienza su entrambe le produzioni.
La prima regola è di orientarsi verso specie che normalmente non hanno bisogno di antibiotici, per mantenere il sistema “naturale”. In secondo luogo, la scelta di specie da “acque calde” semplifica il sistema, poiché qualora si optasse per specie come trote e gamberi servirebbe aggiungere un sistema refrigerante dell’acqua. Impiegando specie più “tolleranti”, invece, le acque delle vasche di coltivazione in serra avranno temperature abbastanza alte ma comunque idonee a quelle specie.
La scelta delle specie vegetali è invece determinata dal mercato, dalla domanda e dal prezzo, poiché la coltivazione in serra consente di soddisfare le richieste tutto l’anno. Volendo fare una considerazione di carattere generale, però, le piante ideali sono quelle da foglia, ma non si escludono anche quelle da frutto.

Senza nulla aggiungere
Questo sistema di coltivazione si presta per la produzione rivolta alla IV gamma: il prodotto presenta un’elevata qualità, intesa come pulizia, cioè assenza di residui di terreno o sabbia, né presenta residui di agrofarmaci, notevolmente ridotti per non dire non assenti.
Per quanto riguarda contenuto in nitrati, carica microbica, caratteristiche organolettiche e nutrizionali, il fatto di poter controllare in modo puntuale le condizioni ambientali e nutrizionali in coltivazione offre buone opportunità di ottimizzare tutti i parametri.
Così come avviene nelle coltivazioni idroponiche in serra, quindi un ambiente “sterile”, si impedisce la proliferazione di insetti fitofagi e organismi patogeni eliminando l’utilizzo di pesticidi, fertilizzanti chimici, diserbanti. Ovviamente nel caso in cui le vasche di coltivazione dei vegetali siano collocate all’aperto, il rischio di attacco di patogeni (non terricoli) è da prendere in considerazione.
In sintesi, l’unico input esterno aggiunto sono gli alimenti delle specie ittiche, che a seconda delle specie allevate, possono essere lo stesso scarto di vegetazione della coltura coltivata.

Poca energia, in piccoli spazi
Due vantaggi ulteriori che caratterizzano questo progetto sono il basso consumo energetico, visto che anche solo un Kw è già sufficiente, e il ridotto spazio necessario, poiché è sufficiente un diametro di 3 metri per le vasche cilindriche per i pesci. Ovviamente il sistema di allevamento è modulabile e si possono inserire più vasche di allevamento proporzionate alle vasche di coltivazione.
Il sistema di riciclo dell’acqua è garantito da pompe e ossigenatori, che possono essere alimentati attraverso un impianto fotovoltaico a isola che assicura la quasi totalità di energia elettrica necessaria, rendendo il sistema energeticamente passivo.

Cibo in città
Il vantaggio conclusivo di produrre con l’acquaponica è che si può produrre cibo in città. Progettando con attenzione la disposizione delle vasche, sia per i pesci che per i vegetali, il sistema è realizzabile in aree dismesse o capannoni, e salire in altezza fino a diventare una vertical farm. E, sfruttando il fattore prossimità ai luoghi destinati alla commercializzazione, la produzione può ridurre i costi economici e ambientali legati al trasporto.
Oltre che preservare suolo fertile, in piena concordanza con gli obiettivi di Agenda2030.