L’agricoltura verticale (o vertical farming o ancora indoor vertical farming) è un nuovo trend dell’Agricoltura 4.0 che sta attirando una crescente attenzione da parte di investitori, ricercatori e aziende del settore agroalimentare. Questa metodologia agricola basa sull’integrazione di tecnologie avanzate, come Intelligenza Artificiale, IoT e sistemi automatizzati, abbinata a tecniche di coltivazione complesse, quali idroponica, acquaponica e aeroponica.
Attraverso la Ricerca dell’Osservatorio Smart AgriFood del Politecnico di Milano, condotta in collaborazione con il Lab RISE dell’Università di Brescia, questo articolo approfondisce cos’è l’agricoltura verticale, come funziona e quali sono i principali vantaggi e le criticità che caratterizzano questa metodologia.
Per comprendere le opportunità e le soluzioni tecnologiche dell’agricoltura verticale, partiamo dalla definizione fornitaci dall’Osservatorio:
L’agricoltura verticale, o vertical farming, è l’insieme delle pratiche impiegate per coltivare verticalmente su più strati sovrapposti o integrati in altre strutture (come pareti verdi o unità di crescita cilindriche con disposizioni verticali delle piante), con un consumo ridotto di acqua e di suolo e in prossimità dei centri urbani. Con il termine indoor vertical farming si fa quindi riferimento all’utilizzo di tali pratiche all’interno di un ambiente chiuso e controllato.
Questa definizione evidenzia due aspetti fondamentali: la dimensione spaziale innovativa, che permette di coltivare su livelli multipli ottimizzando l’uso dello spazio disponibile, e l’integrazione urbana, che avvicina la produzione alimentare ai centri di consumo.
L’utilizzo delle tecnologie rappresenta un aspetto indispensabile per realizzare strutture di vertical farming efficienti e produttive. Dalla ricerca dell’Osservatorio Smart AgriFood del Politecnico di Milano emerge che non esiste ancora uno standard univoco per le soluzioni impiegate; tuttavia, alcune tecnologie risultano più diffuse e consolidate nel settore.
I sensori per monitorare le caratteristiche del substrato di crescita e i sensori per il monitoraggio delle condizioni ambientali rappresentano la spina dorsale del sistema. Questi dispositivi rilevano costantemente parametri cruciali come temperatura, umidità, pH, concentrazione di nutrienti, qualità dell’aria e livelli di CO2, trasmettendo dati in tempo reale ai sistemi centralizzati di controllo.
L‘Internet of Things consente di attivare automaticamente sistemi di areazione, illuminazione e irrigazione sulla base dei dati raccolti dai sensori. Questa automazione garantisce condizioni ottimali costanti e riduce drasticamente l’intervento umano nelle operazioni quotidiane.
L‘Intelligenza Artificiale abilita videocamere avanzate per il monitoraggio continuo delle coltivazioni di vertical farming, identificando precocemente stress delle piante, malattie o parassiti. Gli algoritmi di AI elaborano i Big Data raccolti per ottimizzare automaticamente le condizioni di crescita, prevedere le esigenze delle colture e pianificare le operazioni agricole.
La grande mole di dati raccolti attraverso sensori e dispositivi connessi viene memorizzata su infrastrutture Cloud e analizzata tramite algoritmi specializzati in grado di prevedere le necessità idriche, di nutrienti, di luce e di temperatura delle piante in colture verticali. Questa capacità predittiva consente di anticipare i fabbisogni e ottimizzare l’utilizzo delle risorse.
All’interno delle strutture di agricoltura verticale vengono utilizzate tre principali tecniche di coltivazione, ciascuna con caratteristiche e vantaggi specifici:
L’idroponica verticale prevede la coltivazione di piante in soluzioni acquose ricche di sali nutritivi, eliminando completamente l’uso del suolo tradizionale. Le radici delle piante sono immerse in substrati inerti (come lana di roccia, perlite o argilla espansa) attraverso cui scorre la soluzione nutritiva. Il sistema consente un controllo preciso dei nutrienti forniti alle piante e un utilizzo dell’acqua ridotto rispetto all’agricoltura tradizionale. La disposizione verticale dei moduli idroponici massimizza la superficie coltivabile per metro quadrato di base.
L’acquaponica rappresenta un sistema integrato che combina allevamento ittico (acquacoltura) e coltivazione idroponica in un ecosistema chiuso e sostenibile. I rifiuti organici prodotti dai pesci – ricchi di azoto e fosforo – vengono convertiti da batteri nitrificanti attraverso biofiltri specializzati in nutrienti assimilabili dalle piante. Le piante, assorbendo questi nutrienti, purificano l’acqua che ritorna pulita alle vasche dei pesci, creando un ciclo virtuoso. Questo sistema produce contemporaneamente vegetali e proteine animali, ottimizzando l’utilizzo delle risorse e riducendo gli sprechi.
L’aeroponica verticale è la tecnica più avanzata e efficiente, dove le piante crescono senza alcun substrato solido. Le radici, sospese nell’aria all’interno di camere di crescita, vengono nebulizzate periodicamente con soluzioni nutritive attraverso ugelli ad alta precisione. Questo metodo garantisce un’ossigenazione ottimale delle radici, accelerando la crescita rispetto all’idroponica, e riducendo il consumo d’acqua. La nebulizzazione controllata consente un dosaggio estremamente preciso dei nutrienti, minimizzando sprechi e massimizzando l’efficienza nutrizionale.
Ogni tipologia può essere implementata in strutture verticali modulari, consentendo di adattare la scelta della tecnica alle specifiche esigenze colturali, agli investimenti disponibili e agli obiettivi produttivi dell’azienda agricola.
Con un valore di 4,16 miliardi di dollari, e, secondo alcuni, con ottime prospettive di crescita, l’agricoltura verticale rappresenta ancora una nicchia nel mercato del settore agrifood. Tuttavia, le opportunità emergenti dai progetti e dai casi applicativi hanno fatto crescere l’interesse di molti attori a livello internazionale – tra cui le startup smart agrifood. Occorre considerare, infatti, che il vertical farming potrebbe contribuire a mitigare i rischi connessi ad alcune delle grandi sfide che il sistema agroalimentare deve affrontare, offrendo vantaggi significativi:
Fondamentalmente, grazie all’agricoltura verticale si potrebbe consentire un aumento della quantità di prodotto coltivato a parità di suolo utilizzato, rispondendo efficacemente ai problemi legati alla food security e al cambiamento climatico.
Sebbene siano diversi i benefici, non mancano però le criticità riscontrate nelle ricerche e nei progetti di vertical farming. Tra le più rilevanti troviamo:
Il panorama dell’agricoltura verticale presenta oggi realtà consolidate e progetti ambiziosi sia in Italia che a livello internazionale. In Italia, il settore è in rapida espansione con Planet Farms come esempio di riferimento: fondata nel 2018, ha realizzato a Cavenago (Monza Brianza) una vertical farm di oltre 9.000 metri quadrati, e un secondo impianto di circa 20.000 metri quadrati a Cirimido (Como).
Altri player significativi includono Agricola Moderna a Melzo con uno stabilimento di 1.500 metri quadrati dedicato alla produzione di ortaggi a foglia senza l’uso di pesticidi, fitofarmaci e prestando grande attenzione all’ambiente e al consumo delle risorse. A giugno 2025 è stato poi inaugurato un secondo impianto ad Agnadello (Cremona) che si prevede che occuperà un’area di oltre 11.000 metri quadrati, con una superficie coltivabile di 20.000 metri quadrati.
Guardando invece al panorama internazionale, SkyGreens a Singapore rappresenta il pioniere del settore, essendo stato il primo esperimento su larga scala di vertical farming inaugurato nel 2012. La struttura opera attraverso un innovativo sistema di rotazione alimentato da energia idraulica che consente a ogni piano di ricevere ottimale esposizione luminosa.
AeroFarms, con sede a Newark nel New Jersey, gestisce attualmente una fattoria verticale attiva di 2800 metri quadrati, coltivando in particolare microgreens, settore in cui detiene oltre il 70% della quota di mercato statunitense.
In Giappone, l’azienda Mirai ha realizzato un esempio emblematico di riconversione industriale, trasformando una ex fabbrica distrutta dal disastro di Fukushima in una vertical farm di 2.000 metri quadrati capace di produrre lattuga con una resa 100 volte superiore rispetto all’agricoltura tradizionale.
Infine, IKEA ha implementato progetti pilota nei punti vendita di Malmö e Helsingborg, installando container per la coltivazione idroponica sui parcheggi e utilizzando gli scarti alimentari dei ristoranti come fonte nutritiva per le piante.
Questi esempi testimoniano come l’agricoltura verticale stia evolvendo da sperimentazione pionieristica a realtà industriale concreta, con investimenti crescenti e applicazioni sempre più diversificate sia in contesti urbani che industriali.
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