Serre, tutti i vantaggi delle coperture fotoselettive

Le serre moderne sono veri e propri sistemi produttivi avanzati, progettati per offrire il massimo rendimento in termini di qualità e quantità dei raccolti. Negli ultimi anni, gran parte degli investimenti si è concentrata su tecnologie che migliorano la nutrizione, il monitoraggio dei parametri di crescita e la gestione delle avversità biotiche. Oggi, grazie ai progressi fatti nella scienza dei materiali, l'attenzione si sta spostando su un elemento chiave per il funzionamento delle serre: la luce.

La luce solare è fondamentale sia per riscaldare le serre sia per alimentare la fotosintesi, il processo attraverso il quale le piante producono carboidrati. Tuttavia, non tutto lo spettro luminoso è utilizzabile: solo una parte dei raggi solari, come quelli rossi e blu, viene efficacemente assorbita dalle foglie per la fotosintesi, mentre altre lunghezze d'onda, come quella verde, vengono riflesse (motivo per cui le piante appaiono verdi).

La clorofilla assorbe la radiazione luminosa nelle lunghezze d'onda del rosso e del blu

(Fonte foto: Springer)

Se la luce solare scalda e nutre le piante, può anche creare dei danni. Durante l'estate, l'eccessiva intensità luminosa può causare stress da calore e scottature, danneggiando foglie e frutti. D'inverno, invece, soprattutto in regioni meno soleggiate, la quantità di luce disponibile può essere insufficiente per garantire una crescita ottimale. Le serre devono quindi essere equipaggiate con lampade (a Led o Hps) oppure rimangono vuote.

Una serie di innovazioni a livello di copertura delle serre potrebbero però fornire delle soluzioni vantaggiose a questi problemi.

Voltiris: serre trasformate in campi solari

La startup svizzera Voltiris propone una tecnologia basata sul filtraggio spettrale, un approccio che utilizza filtri ottici per separare la luce solare in componenti differenti. La luce utile per la fotosintesi, ossia le lunghezze d'onda rosse e blu, attraversa i filtri e raggiunge direttamente le piante. La restante luce, che normalmente non verrebbe utilizzata, viene invece deviata verso celle solari ad alta efficienza, capaci di generare elettricità.

Un elemento chiave è l'installazione del sistema all'interno della serra, tra le colture e il tetto. Questa posizione rende i pannelli compatibili con le strutture esistenti e si superano gli ostacoli burocratici legati alle autorizzazioni edilizie. Questo consente una implementazione più rapida rispetto ai tradizionali pannelli fotovoltaici da tetto, spesso incompatibili con le serre. Inoltre, il sistema migliora il microclima interno, proteggendo le piante dal calore eccessivo durante i mesi estivi.

Voltiris ha già condotto test su diverse colture, tra cui pomodori, cetrioli e peperoni, in diverse regioni europee. I risultati preliminari indicano un aumento della resilienza delle piante allo stress climatico e un microclima interno più stabile. L'energia generata dal sistema può essere utilizzata per alimentare pompe di irrigazione, sistemi di ventilazione o persino batterie, contribuendo alla transizione energetica delle serre verso fonti rinnovabili.

I risultati preliminari indicano un aumento della resilienza delle piante allo stress climatico e un microclima interno più stabile

(Fonte foto: Voltiris)

Lambda Agri: una luce migliore grazie alla chimica

La startup britannica Lambda Agri, in collaborazione con le Università di Bath e Cambridge, ha sviluppato una vernice spray innovativa per serre. Questo prodotto si applica ai pannelli di vetro come una pellicola trasparente, modificando il modo in cui la luce entra nella serra. Il meccanismo di funzionamento sfrutta molecole in grado di assorbire la luce blu e ultravioletta, trasformandola in luce rossa, più efficace per la fotosintesi.

La vernice non si limita a cambiare la lunghezza d'onda della luce, ma la diffonde uniformemente all'interno della serra, riducendo le ombre e migliorando l'efficienza luminosa in ogni angolo. I test condotti su colture come basilico e fragole hanno evidenziato un aumento del 9% nella resa, oltre a un miglioramento del contenuto zuccherino nei frutti, un elemento chiave per i consumatori.

La vernice fotosensibile può essere applicata con facilità sulle serre

(Fonte foto: Università di Bath)

Un aspetto innovativo di questa soluzione è l'utilizzo di materiali sostenibili e facilmente riciclabili, in contrapposizione alle tecnologie simili che usano elementi rari e costosi, come l'indio. La startup ha anche messo a punto un processo produttivo scalabile basato su reattori chimici a flusso continuo, che consente di produrre la vernice in grandi quantità a costi contenuti.

Lleaf: film fotosensibili per serre flessibili

La startup australiana Lleaf ha scelto un approccio diverso, sviluppando film fotosensibili che si applicano direttamente sui pannelli delle serre, creando un filtro che ottimizza la luce naturale. Il film contiene un colorante fotoluminescente che assorbe la luce verde, meno utile per le piante, e la converte in luce rossa, favorendo la fotosintesi.

Il sistema di Lleaf offre un doppio vantaggio: da un lato protegge le piante da un eccessivo irraggiamento solare durante i periodi più caldi, riducendo il rischio di stress termico, dall'altro aumenta la disponibilità di luce utile per la crescita durante i mesi invernali.

La soluzione Lleaf trasforma la luce verde in rossa

(Fonte foto: Lleaf)

Questa soluzione, facile da applicare, è adatta non solo a serre high tech, ma anche a strutture più semplici come polytunnel o serre realizzate con materiali economici. Un esempio concreto dell'efficacia di Lleaf è l'utilizzo dei film in Indonesia, dove sono stati applicati a strutture in bambù per incrementare la produzione di lattuga. Questi interventi dimostrano come la tecnologia possa essere adattata a diverse realtà agricole, dalle grandi aziende ai piccoli produttori.

Manipolare la luce per il futuro delle serre

Siamo stati abituati a pensare che la luce sia un elemento importante per le produzioni agricole, su cui tuttavia l'uomo ha poco controllo. Oggi le tecnologie sviluppate da Voltiris, Lambda Agri, Lleaf, come quelle di tante altre startup, rappresentano un passo avanti significativo nell'ottimizzazione dell'uso della luce nelle serre.

Ma siamo solo agli inizi. Lo spettro luminoso è infatti molto ampio e solo negli ultimi anni i ricercatori hanno iniziato ad indagare qual è l'interazione tra le piante e le singole lunghezze d'onda. Se oggi sappiamo che la luce rossa e quella blu sono fondamentali per la fotosintesi, le evidenze scientifiche dimostrano che anche piccole porzioni dello spettro possono avere degli effetti fisiologici specifici, come ad esempio l'aumento della resistenza della pianta al freddo o la regolazione della fioritura. Insomma, l'interazione tra piante e luce è ancora un mondo da scoprire, che può riservare risvolti interessanti per la produttività delle serre.

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