Ricercatori del Dipartimento di Tecnologia Informatica e Computazione dell'Università di Alicante (UA) hanno sviluppato un sistema di coltivazione intelligente in grado di monitorare e regolare in ogni momento le condizioni di crescita delle piante tramite sensori, dispositivi connessi e intelligenza artificiale (IA), e che "aumenta la produttività del 30 per cento".
La soluzione, attualmente tutelata tramite una richiesta di brevetto, combina in un'unica struttura un design multilivello con substrato aerato, un serbatoio d’acqua che sfrutta i vantaggi della coltivazione idroponica e un supporto di crescita con substrato, secondo quanto ha dettagliato l’istituzione accademica in un comunicato.
"Questo design ibrido, testato in impianti autorizzati di coltivazione di cannabis medicinale, ha ottenuto rese di produzione superiori al 30% rispetto agli attuali metodi industriali", spiega il ricercatore dell'UA Francisco Javier Ferrández.
Il sistema si caratterizza per la sua configurazione su tre livelli, collegati a una rete di sensori e dispositivi che consentono di raccogliere dati, scambiare informazioni e prendere decisioni in modo automatizzato.
Nella parte inferiore si trova un serbatoio d’acqua in cui vengono monitorati parametri come il pH, la temperatura e la conducibilità elettrica. La sezione intermedia, formata da ghiaia, migliora l’aerazione e il drenaggio, mentre lo strato superiore contiene il substrato dove si sviluppa la pianta.
"Trattandosi di un modello multilivello, la zona intermedia fa l’effetto di un cuscino d’aria con un materiale inerte che ossigena le radici, drena e ammortizza variazioni di umidità e temperatura", descrive Ferrández.
Secondo l'UA, questa architettura consente una separazione funzionale e controllata tra l’immagazzinamento dell’acqua, il mezzo su cui si stabiliscono le radici e il substrato di crescita, "ottimizzando la gestione idrica e l’aerazione delle radici".
Per quanto riguarda l’irrigazione, il ricercatore aggiunge che "la tecnologia progettata ha raggiunto fino al 40% di risparmio nel consumo di acqua rispetto ai sistemi convenzionali di automazione, poiché dispone di uno scarico calibrato e di un controllore autonomo che evita il ristagno".
"Il risultato è un’invenzione che controlla tutti i parametri in tempo reale, impara, predice e agisce in modo autonomo. Con tutto ciò, riusciamo a migliorare lo sviluppo radicale fornendo alla pianta la luce, l’acqua e i nutrienti di cui ha bisogno, mentre si semplificano le attività di supervisione e manutenzione dell’agricoltore o del produttore", spiega il ricercatore della UA.
Usi in agricoltura e sperimentazioni
Tra le possibili applicazioni della tecnologia progettata dalla UA ci sono serre, semenzai, vivai forestali, floricoltura e produzione ornamentale, oltre all’orticoltura alimentare.
Il controllo individualizzato delle condizioni di coltivazione risulta altrettanto vantaggioso per la ricerca e le sperimentazioni agronomiche, nonché per settori specializzati in piante medicinali e aromatiche, poiché facilita la raccolta sistematica dei dati nelle diverse fasi di sviluppo, ha sottolineato l’università.
"Questo progresso è frutto della sinergia tra la scienza agricola e l’applicazione di tecnologie abilitanti come l’IA e l’Internet of Things (IoT), segnando una pietra miliare nella digitalizzazione del settore agricolo", rimarca il ricercatore.
La UA dispone di un prototipo operativo in formato di vaso che è già stato testato in condizioni reali di coltivazione. Il Servizio di Trasferimento dei Risultati della Ricerca (OTRI) dell’istituzione sta cercando aziende interessate a ottenere una licenza per la sua utilizzazione commerciale e così favorire la sua diffusione nel settore agricolo.