Abstract
Dopo aver completato una serie di confronti tecnici con importanti operatori del settore LED, abbiamo analizzato una recente review sistematica che prende in esame 70 pubblicazioni sulle tecnologie di illuminazione per l’indoor farming. Sta emergendo una transizione significativa: dai LED utilizzati come semplici sorgenti luminose a sistemi adattivi integrati con sensori, modelli biologici e controllo ambientale. Questa evoluzione apre nuove opportunità, ma richiede anche un approccio progettuale capace di integrare fisiologia vegetale e ingegneria.
Figure 1. Simulazione illuminotecnica e progetto reale.
Una serie di confronti tecnici avviati negli ultimi giorni sulle possibili evoluzioni dei sistemi LED ci ha riportato a una domanda apparentemente semplice: cosa significa realmente progettare un sistema di illuminazione efficace per una vertical farm?
Una risposta interessante arriva dalla review pubblicata nel 2025 da Lozano-Castellanos e colleghi, che ha analizzato 70 studi scientifici pubblicati tra il 2019 e il 2024.
Il primo dato è prevedibile: i LED rappresentano ormai la tecnologia dominante nell’indoor farming grazie alla loro elevata efficienza fotonica, alla possibilità di controllare intensità e spettro e alla loro integrazione con sistemi di controllo digitale.
Ma il punto più interessante viene dopo.
L’efficienza non dipende esclusivamente dal valore in µmol/J dichiarato dal produttore. Dipende anche da come i fotoni vengono distribuiti, da quanti raggiungono effettivamente la canopy e da quanto efficacemente le piante riescono a utilizzarli durante le diverse fasi del ciclo di crescita.
Intensità luminosa, spettro e fotoperiodo devono quindi essere messi in relazione con:
La review evidenzia lo sviluppo di sistemi di illuminazione adattivi nei quali sensori, Internet of Things, modelli biologici, machine learning e digital twin possono modificare l’erogazione della luce sulla base delle effettive condizioni ambientali e delle risposte della coltura.
Rimane tuttavia un secondo equilibrio, di cui si parla molto meno frequentemente: il bilancio termico.
La potenza elettrica assorbita dai LED viene ripartita tra radiazione emessa e calore trasferito direttamente attraverso convezione e conduzione. Una volta che i fotoni vengono assorbiti dalle foglie, dai vassoi di coltivazione e dai componenti strutturali, anche la loro energia contribuisce al bilancio termico dell’ambiente di coltivazione.
Nei sistemi multilivello, il calore convettivo generato dagli apparecchi di illuminazione può riscaldare il livello di coltivazione superiore, modificando la temperatura della zona radicale e il microclima locale. La radiazione influenza inoltre la temperatura fogliare, l’apertura stomatica e la traspirazione, generando un carico latente che deve successivamente essere gestito attraverso la deumidificazione.
Migliorare l’efficienza dei LED significa quindi ridurre l’energia elettrica necessaria per produrre un determinato flusso fotonico. Progettare il sistema di illuminazione, tuttavia, significa anche comprendere:
È qui che GREATIT intende concentrare il proprio contributo.
Attraverso competenze sviluppate in quasi vent’anni di esperienza, la collaborazione continua con università, centri di ricerca pubblici e privati e partner tecnologici, nonché attraverso lo sviluppo di sistemi sperimentali come DEMETRA, lavoriamo per tradurre la letteratura scientifica in criteri progettuali misurabili.
L’obiettivo non è semplicemente selezionare un apparecchio di illuminazione. È integrare illuminazione, colture, scaffalature di crescita, HVAC, fertirrigazione, sensori, sistemi di controllo e recupero energetico all’interno dello stesso equilibrio biologico e ingegneristico.
Con questo articolo vogliamo anche aprire il confronto.
Quali parametri dovrebbero essere sempre richiesti e misurati prima di selezionare un sistema LED per l’indoor farming? PPF, spettro ed efficienza fotonica sono sufficienti, oppure dovremmo richiedere anche dati termici, mappe della distribuzione luminosa a livello della canopy e misurazioni delle prestazioni nelle reali condizioni operative?
Invitiamo ricercatori, progettisti, produttori di LED, growers, fornitori di tecnologie e altri professionisti del settore a condividere esperienze, dati e punti di vista.
Perché l’innovazione procede più velocemente quando la conoscenza viene discussa apertamente, messa in discussione, testata e condivisa.
References
Lozano-Castellanos L.F. et al. (2025), Technologies Applied to Artificial Lighting in Indoor Agriculture: A Review, Sustainability, 17, 3196.
Open-access review
Neo D.C.J. et al. (2022), Shaping and Tuning Lighting Conditions in Controlled Environment Agriculture: A Review, ACS Agricultural Science & Technology, 2, 3–16.
DOI: 10.1021/acsagscitech.1c00241
Engler N., Krarti M. (2021), Review of Energy Efficiency in Controlled Environment Agriculture, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 141, 110786.
DOI: 10.1016/j.rser.2021.110786
Figure 2. Simulazione illuminotecnica e progetto reale.
