Agricultura vertical, una apuesta para garantizar el suministro de alimentos

La agricultura vertical consiste, como bien dice su nombre, en cultivar no solo en el plano horizontal sino cultivar en altura utilizando diferentes estructuras, o simplemente recurriendo a sistema de entutorado en cultivos habituales como tomates, berenjenas, o cultivos frutales.

Hay otros sectores que recurren a esta estrategia, como el cultivo de plantas ornamentales, especialmente plantas de interior que, en los viveros, utilizando estructuras, cultivan sin suelo a diferentes alturas. 

Otro ejemplo es el de la implantación de los jardines verticales, que permiten cubrir fachadas recurriendo a estructuras montadas en sistema de cultivo sin suelo. Aunque este artículo lo vamos a centrar en cultivos que acostumbramos a cultivar en un único plano.

Las bases para garantizar el éxito del funcionamiento de la agricultura vertical son los cultivos hidropónicos, el conocimiento de control del clima, la infraestructura y recursos necesarios para poder cultivar a diferentes alturas, reduciendo el uso de insumos y así conseguir un sistema más eficiente de producción.

Los sistemas de cultivo hidropónico empleados en agricultura vertical, en la mayor parte de los casos, se basan en lo que el inglés doctor Allan Cooper patentó, como un sencillísimo y eficaz sistema de NFT (nutrient film technique) a mediados de la década de los 70 del siglo pasado.

Con estos sistemas se soslayan algunos problemas de patógenos del suelo, las cosechas pueden ser más abundantes y sobre todo pueden mejorar la calidad de estas, objetivo prioritario de la Comisión Europea en la estrategia de la granja a la mesa. Es decir, se busca un sistema alimentario justo, saludable y respetuoso con el medio ambiente, en cuanto a reducción del uso de productos fitosanitarios y fertilizantes.

Gracias a sistemas hidropónicos se soslayan problemas de patógenos del suelo, se obtienen cosechas más abundantes y de mejor calidad

Modelos de agricultura vertical

Existen antecedentes de sistema de cultivos sin suelo y vertical como los Jardines Colgantes de Babilonia en el 605 a de C. y las chinampas (cercado sobre terreno de varas entretejidas) de los aztecas en el lago Xochimilco de México, en el que cultivaban maíz, porotos, amarantos, tomates, ajíes y flores. En algunos casos también se citan los jardines flotantes de China, descritos por Marco Polo (Arano, C. 2007).

La aparición de nuevos plásticos para conducción de riego, el desarrollo de los riegos localizados, la incorporación de los programadores de riego, ordenadores para su manejo y el desarrollo de distintos sustratos inertes, ha facilitado enormemente la implantación de los sistemas de cultivo sin suelo (Maroto, 1990). Han influido en el diseño de estructuras que permiten desarrollar jardines verticales para instalar en las fachadas.

En la feria Floriade de 1992 celebrada en Holanda, y que abre sus puertas cada 10 años, se presentó un prototipo de un proyecto de cultivo hidropónico con solución recirculante, en el que también había un control ambiental con utilización de luz artificial, de la NASA, con la posibilidad de producir vegetales en el espacio.

Actualmente existen proyectos europeos como Saysoy o el consorcio Melissa, con participación de la UNINA (Universidad de Nápoles) o la Universidad de Barcelona, en proyectos ESA, para una misión espacial, en los que se integran grupos de trabajo multidisciplinares para aportar conocimiento en control ambiental y economía circular para el aprovechamiento de gases como CO2 y O2, nutrientes para las plantas, agua y uso de luz artificial como LED (light emittingdíodes) para garantizar la fotosíntesis de las plantas. 

En esa línea la Universidad de Barcelona ha puesto en marcha un proyecto piloto HPC (higherplantchamber) para cultivar plantas en condiciones de ingravidez (Paradiso and Pascale, 2019).

Otra posibilidad es la que se conoce como granjas verticales en agricultura indoor. Una de las primeras experiencias la desarrollamos en el Centro de Experiencias de Cajamar en Paiporta, dentro de una cámara frigorífica, para el cultivo de endivias: 

1. Primero se siembra en campo.
2. Después de su cultivo al aire libre se obtienen las raíces que son conservadas durante al menos un mes a -1 ºC.
3. Y posteriormente pasa a cultivo en cámara o almacén oscuro a una temperatura comprendida entre 14 y 20 ºC con alta humedad ambiental, con bandejas que se van apilando e interconectadas para poderlas regar con una solución nutritiva recirculada, proceso que requiere de entre 18 y 27 días para obtener la endivia blanqueada.

Otro de los sistemas que requiere de una alta inversión es el cultivo vertical en ambientes o almacenes cerrados en los que se proporciona control de clima, sistemas de cultivo hidropónico o aeropónico con recirculación de la solución nutritiva, control de ambiente y utilización de luz artificial con la tecnología LED, en una agricultura enclavada en el centro de las grandes ciudades, en forma de fábricas vegetales, con pisos rotativos, un alto nivel de sensorización y robotización, que va desde la fase de siembra a la recolección.

Con ello se reduce el transporte de estos productos frescos y muy perecederos. Pequeños prototipos se pueden ya ver en algún supermercado, produciendo in situ o incluso en algún restaurante, al menos para cultivar plantas condimentarias.

Algunos ejemplos a nivel mundial: encontramos la empresa AeroFarms, que en Nueva Jersey tienen una planta de 6.500 m² en la que producen 900 t de cultivos, especialmente de hoja al año. En Europa existe una granja vertical en Eindhoven, High Tech Campus de 900 m2, que en vertical equivale a 3.000 m2 y en donde obtienen cosechas cada 30 a 40 días.

En España existe un proyecto financiado por el MIMECO, conformado por un equipo multidisciplinar ('Fertilecity Project') de agricultura integrada en un edificio en el que se ha construido un invernadero en su cubierta, y en el que se analizan los flujos de agua partiendo de recogida de agua de lluvia, flujos de calor, de CO2 y la huella de carbono.

Otra de las posibilidades es la de agricultura vertical, pero aprovechando la luz solar, cultivando al aire libre cultivos hortícolas o como el caso anteriormente expuesto de jardinería vertical. 

Con ello se aprovecha el incremento de densidad de plantación de los cultivos, la velocidad de crecimiento que aportan los sistemas de cultivo hidropónico o aeropónico y bajo invernadero. 

Además, tenemos la posibilidad de gestionar el clima, sin necesidad de recurrir al empleo de luz artificial, o como mucho reforzando las zonas más sombreadas en la parte baja de la estructura.

Experiencias desarrolladas por Cajamar

En esa línea, Cajamar ha puesto en marcha diferentes alternativas de agricultura vertical en los dos Centros Experimentales que posee, con distintas propuestas: 

1. En el de Almería, con cultivo de pitaya y con tomate tipo RAF
2. En el Centro de Experiencias ubicado en Paiporta, como se ha comentado, se desarrollaron en su día experiencias de producción de endivias con cultivo hidropónico dentro de cámara

Actualmente en el centro ubicado en Paiporta se ha puesto en marcha una estructura que permite cultivar a 4 o 5 alturas de plantas, hasta 2 m de altura, bajo invernadero sobre unos canales que dan la opción de modificar la densidad de plantación, adecuada para una densidad de 30 plantas/m2 y ciclo, con un sistema de cultivo hidropónico con solución nutritiva recirculada, en el que se utiliza agua de lluvia que se recoge de la propia cubierta del invernadero.

• La primera plantación la realizamos, con un cultivo de lechuga del tipo litle gem, el 24 de septiembre de 2020 y recolectamos los cogollos el 26 de octubre con un rendimiento de 8 kg/m2.
• El 20 de noviembre se realizó un trasplante de pack choi, que fue recolectado en 3 tandas, la primera a los 40 días y la última el 8 de enero de 2021, debido a la diferencia de desarrollo entre los canales más altos y los situados en la parte baja de la estructura.
• El tercer cultivo se plantó el 12 de enero, utilizando una lechuga del tipo hoja de roble, que será recolectada posiblemente a finales de febrero o principios de marzo.

Conclusión sobre agricultura vertical

1. La agricultura vertical, en sus diferentes vertientes, puede ser una alternativa en lo que hace referencia a la posibilidad de cultivar productos vegetales en el seno de las ciudades, con propuestas que pueden incrementar la producción entre un 40 y un 100 %, recurriendo a mano de obra cualificada.
2. Cumple perfectamente con los objetivos de reducción del empleo de fertilizantes y fitosanitarios, haciendo un uso eficiente de los insumos.
3. Plantea alternativas en cuanto a la presentación del producto al consumidor, directamente desde el supermercado en donde se puede producir el propio lineal, venta de la hortaliza con raíces, potenciando el producto de máxima frescura y posibilidad de diferenciación.

Bibliografía Arano, Carlos R. “Hidroponía: algunas páginas de su historia”. Horticultura Internacional. nº 58 julio 2007. pg 24-32. Arano, Carlos R. “Hidroponía en tiempos modernos (II)”. Horticultura Internacional. nº 59 septiembre 2007. pg 26-33. Maroto, J.V.; 2000 “Elementos de Horticultura General”. Ed. Mundi-Prensa. Paradiso R and De Pascale S. Space farming to sustain human life: more than 20 years of research at the University of Naples. ChronicaHorticulturae Vol 59. Nº 2 2019. Pg 13-17.