Análisis en profundidad

Agricultura vertical: Qué es, beneficios y aplicaciones

Todo lo que necesitas saber acerca de la agricultura vertical, una nueva forma de producir que puede revolucionar la industria alimentaria.

Publicado el 06 Feb 2023

Agricultura vertical

A lo largo de la historia, la producción de alimentos ha sido siempre una cuestión importante para el desarrollo de las ciudades. Al día de hoy, hay una gran cantidad de personas en el mundo que pasan hambre. Por otro lado, las estadísticas arrojan que para el año 2050 habrá un crecimiento poblacional del 30% en el mundo. Sin duda, es un desafío lograr producir alimentos de una forma sustentable y suficiente para poder abastecer a toda la población mundial.  Es por eso que se está empezando a innovar en materia de producción agrícola a través de la agricultura vertical. En este artículo te contamos todo sobre ella, sus componentes, sus tipos, ventajas y desventajas y qué desafíos enfrentará en el futuro.

¿Qué es la agricultura vertical?

La agricultura vertical es una manera de cultivar plantas para producir alimentos en edificios de varios pisos. 

En otras palabras, se trata de un novedoso método para la producción de alimentos que consiste en el cultivo de plantas dentro de capas que están apiladas en forma vertical.

Componentes de la agricultura vertical

Cómo veremos más adelante, la agricultura vertical provee una gran cantidad de ventajas para la producción de alimentos. Una de ellas es la posibilidad de cultivar en una gran cantidad de ambientes distintos.

Incluso, es posible llevar adelante esta actividad en lugares donde el clima no es favorable por las bajas temperaturas. En esos casos, la presencia de los invernaderos es esencial para proteger los cultivos de las olas de frío.

Sin perjuicio de esto, es necesario seguir algunos lineamientos generales para que se pueda concretar con efectividad una producción agrícola de forma vertical. 

Nos referimos específicamente a la necesidad de desarrollar de forma correcta los tres componentes esenciales de la agricultura vertical.

Estos tres componentes son: la estructura del sistema, la estructura eléctrica y por último la estructura de plomería.

En primer lugar, la estructura del sistema es básicamente la manera en la que se va a sostener el cultivo. 

Sabemos que esta estructura debe ser construida de forma vertical, pero además de eso se debe calcular con exactitud la separación de los diferentes pisos de plantas para que pueda existir una correcta distribución de las mismas.

Pero no solo es la manera en la que se utiliza el espacio, que como ya dijimos es principalmente en forma vertical, sino que también tienen una gran importancia los materiales con los que se construye la estructura.

Los materiales deben ser impermeabilizantes, es decir, deben proteger a la estructura de filtraciones de agua que puedan provocar humedad u otros problemas. El principal objetivo es que las condiciones se asemejen a las que tendrían las plantas en un entorno natural.

Por otro lado, es importante la estructura de la red eléctrica. No debemos olvidar que estamos hablando de un cultivo controlado en el cual se resguardan las condiciones atmosféricas, la cantidad de luz que reciben las plantas y demás cuestiones que son esenciales para el correcto desarrollo agrícola.

El sistema debe cumplir su rol, pero además es importante que su manejo sea sencillo para dar respuesta frente a diferentes contextos.

Por último, tenemos una pieza clave de la agricultura vertical. Nos referimos al riego o estructura de plomería. 

Es muy importante que la forma en la que las plantas reciban agua esté debidamente controlada y sea suficiente para el crecimiento y desarrollo de las mismas. En este sentido, son muy comunes los accesorios para riego. 

Es aquí donde la mecánica de fluidos toma un rol esencial empleando distintos principios que colaboren a mejorar la irrigación vertical. Es importante, además, una correcta distribución del líquido sobre toda la superficie del cultivo.

Pero además de que todos los componentes deben ser adecuados, también es importante definir qué tipo de plantas se van a cultivar y que necesidades requieren. Con base en eso es importante definir si el cultivo se hará a campo abierto o dentro de una estructura. 

En caso de que se haga en una estructura,  habrá que determinar si la misma cumple con las condiciones necesarias para el desarrollo de las plantas que se quiera cultivar. 

Como vemos, si bien la agricultura vertical puede ser muy beneficiosa, existen algunas cuestiones que no se pueden dejar de tener en cuenta si se quiere lograr un cultivo adecuado.

Tipos de agricultura vertical

Es momento ahora de profundizar el análisis de la agricultura vertical mediante la descripción de cada uno de sus tipos. 

Existen tres tipos de agricultura vertical: hidroponía, acuaponía y sistemas con sustrato.

Hidroponía

En primer lugar, podemos describir a la hidroponía o agricultura hidropónica. Esta manera de cultivar plantas se basa en un método distinto al de la agricultura tradicional debido a que utiliza disoluciones minerales en lugar de suelo agrícola. 

Las plantas reciben una solución acuosa que provee lo necesario para su correcto desarrollo. Esta solución disuelta en agua, contiene además diversos elementos químicos que hacen que las plantas puedan crecer sin inconveniente alguno. 

Como una ventaja de la hidroponía, podemos mencionar el uso de sustratos, el cual permite que sea posible controlar distintos factores como la humedad, la oxigenación y la nutrición. Estos últimos son todos importantes para un crecimiento óptimo de las plantas.

Por lo general, arena, perlita, lana de roca, turbas y fibra de coco son algunos de los sustratos más utilizados para los sistemas de cultivo donde no se utiliza suelo como es el caso de la hidroponía.

Acuaponía

Por otro lado, encontramos a la acuaponía. Este tipo de agricultura vertical combina la acuicultura tradicional con la hidroponía. 

La acuicultura es la cría de animales acuáticos, mientras que la hidroponía, como ya vimos, consiste en el cultivo de plantas en el agua.

Este método para el cultivo vertical suele ser utilizado en zonas urbanas donde el suelo no es lo suficientemente fértil para el desarrollo de la agricultura tradicional y donde el agua no es un recurso que abunde. Esto último porque con la acuaponía se cuida la cantidad de agua utilizada.

La diferencia que existe entre la hidroponía y la acuaponía es que en esta última ya no se utiliza una solución acuosa con elementos químicos, si no que las plantas se nutren de filtraciones de agua del sistema de acuicultura.

Estas filtraciones contienen el excremento de los peces que luego se convierten en nitrato, lo que hace que sean (junto a una serie de nutrientes agregados) adecuados para las plantas. 

Es un método que consta de muchas ventajas. Entre ellas podemos destacar que no es necesario utilizar pesticidas ni fertilizantes, ya que el nitrato y el agua enriquecida con el desecho de los peces cumplen esa función.

No podemos dejar de mencionar que estamos hablando de un sistema que se realiza en un medio ambiente simbiótico que además cuida el agua y aprovecha los nutrientes.  

Esto quiere decir que las plantas y los peces colaboran mutuamente para el desarrollo vital de cada uno.

Agricultura vertical con sustratos

Existe también otro tipo de agricultura vertical que es aquella que utiliza sustratos como base de turba, lana de roca, perlita, entre otros. Además, las plantas reciben una solución nutritiva que colabora con el crecimiento de estas.

Tipos de cultivos que admiten

Hay distintas variedades de plantas que se pueden cultivar en la agricultura vertical y como ya hemos mencionado con anterioridad, la elección de las mismas dependerá de si es posible cumplir con los requerimientos de cada una.

Debemos recordar que cada planta tiene necesidades distintas, por lo que la evaluación de su viabilidad consistirá en decidir si la estructura o el campo donde vayamos a llevar a cabo el cultivo puede cumplir con las condiciones.

Entre las plantas que se pueden cultivar encontramos mayormente a los cultivos de hoja. Algunos ejemplos son la lechuga, el repollo, la acelga y algunas plantas aromáticas.

Además de la lechuga, se suelen cultivar otras hortalizas, diversas frutas y hierbas finas. Entre las plantas de cultivo de agricultura vertical más comercializadas podemos encontrar albahaca, al cebollín, a la menta y a las fresas.

Sustratos y abonos para la agricultura vertical

Cuando hablamos de agricultura vertical, debemos recordar que se trata de cultivar sin suelo. Pero entonces, existe la necesidad de reemplazar la labor del suelo en el crecimiento de las plantas, y es justamente allí donde el sustrato juega un rol clave.

El sustrato es aquel material distinto del suelo que sirve de soporte para una planta dentro de un recipiente determinado, y que en algunas ocasiones interviene en la nutrición vegetal.

Si el objetivo del cultivo agrícola vertical es obtener plantas de alta calidad, pues será esencial que las características del sustrato sean las adecuadas. 

Algunas de sus propiedades que son consideradas importantes son la aireación, el drenaje, la retención de agua y su densidad aparente. 

Tal como hemos mencionado previamente, algunos de los sustratos más utilizados para la agricultura vertical son la perlita agrícola, la piedra pómez, fibras de coco, turba o lana de roca.

Aquello que sostiene a las plantas en este novedoso método de cultivo puede ser orgánico como es el caso de la turba o inorgánico como la perlita. Esta última es un tipo de roca que facilita el drenaje y ayuda a mantener las plantas frescas en épocas de calor.

Por otro lado, con el objetivo de mejorar la calidad del sustrato, es muy normal que se le agregue abono. Esto también colabora a que sea más efectivo el crecimiento vegetativo de las plantas e incrementa la cantidad de nutrientes.

Ventajas y desventajas

Pues bien, hemos analizado hasta aquí que es la agricultura vertical, cuáles son sus tipos y cómo debe estar compuesta su estructura. 

Es momento ahora de describir cuáles son aquellos aspectos ventajosos que hacen que sea una opción viable para el cultivo y cuáles son algunas de sus desventajas.

Antes de analizar la primera de las ventajas debemos recordar que estamos en un momento en el cual la población crece de forma exponencial, por lo que es necesario que la producción de alimentos se adecue a tal crecimiento.

Es por eso que la agricultura vertical se vuelve importante en este contexto. Es necesario que existan nuevas e innovadoras formas de producir para poder hacer frente a una creciente demanda a nivel mundial.

Habiendo hecho esa aclaración, podemos comenzar con la primera de las ventajas: la distribución vertical de los cultivos hace que la producción de plantas pueda ser mucho mayor en un espacio más reducido. 

Siguiendo con esta línea, también debemos mencionar que es posible que la producción se lleve adelante de forma constante, ya que al producir dentro de una estructura, el cultivo no se ve condicionado por fenómenos climáticos ni por las distintas estaciones.

Además, recordemos que es una práctica que se adapta a una gran variedad de lugares, a diferencia de la agricultura tradicional, la cual requiere muchas características del suelo para poder llevarse a cabo.

Esta adaptabilidad permite llegar con alimentos frescos y saludables a lugares donde prima el hambre y es muy difícil subsistir.

En cuanto a los costos, una de las ventajas es que reduce el del transporte de los alimentos debido a que la agricultura vertical se puede llevar a cabo en lugares cercanos a las grandes poblaciones urbanas.

Por último, en materia de ventajas no podemos dejar de mencionar el enorme impacto positivo de esta actividad en el ambiente. 

Sabemos que la agricultura vertical se realiza en extensiones mucho menores que la tradicional, por lo que se reduce el impacto sobre las grandes extensiones de suelo y se mitiga el impacto de la deforestación y de la erosión de suelo.

Cuando hablamos de algunos de los métodos de agricultura vertical, mencionamos que se provee a las plantas con una solución acuosa que está mezclada con diferentes nutrientes. 

Esto hace que se reduzca en una cantidad considerable el uso del agua con respecto a la agricultura tradicional, preservando, de esta manera, ese bien tan necesario.

Más allá de la enorme cantidad de ventajas que supone el reemplazo de la agricultura tradicional por la agricultura vertical, surgen algunas cuestiones a tener en cuenta para que la transición no sea nociva para el ecosistema.

Un ejemplo de esto que mencionamos es la polinización. Este proceso clave para la fecundación de las plantas se podría ver afectado si los cultivos pasan a estar dentro de una estructura indoor. 

Si bien podríamos decir que es una desventaja, lo cierto es que también es un desafío para los expertos que ya están trabajando para encontrar una solución. Una manera de lograrlo sería creando granjas de agricultura vertical al aire libre.

Por otro lado, en materia de desventajas debemos mencionar uno de los principales problemas de la agricultura vertical, los altos costos.

Pensemos por un momento que para que los cultivos crezcan de forma correcta es necesario recrear las condiciones que ofrece la naturaleza. Por ejemplo, para que se produzca la fotosíntesis es necesario tener una gran cantidad de luces led que la fomenten.

El solo hecho de tener una estructura de agricultura vertical pequeña, supone una gran cantidad de gastos referidos a la energía que consumen las luces.

Para concluir con las ventajas y desventajas de la agricultura tradicional, no olvidemos que se trata de una metodología nueva. Esto provoca que no existan muchos profesionales capacitados en el área. 

Sin embargo, ya hay distintas formas de capacitar a las personas e introducirlas en esta novedosa forma de producir, por lo que dentro de algunos años, se podrá cumplir con la demanda de trabajo que supone.

Agricultura vertical y beneficios para el medio ambiente

Si bien algo ya hemos mencionado acerca de la agricultura vertical y sus beneficios para el medio ambiente, vale la pena detenerse en este punto y desarrollarlo con mayor profundidad.

La población mundial ha crecido y lo seguirá haciendo en el futuro de forma exponencial. Esto supone la existencia de una gran cantidad de personas que demandan alimentos y un desafío para los productores agrícolas de abastecer dicha demanda.

Es así como se ha llegado a usar una gran cantidad de terreno para el cultivo vegetal. Esto, si bien ha logrado alimentar a muchas personas, también ha causado impactos negativos en nuestro planeta.

La emisión de gases de efecto invernadero, la pérdida de ecosistemas naturales, la disminución de la biodiversidad y las enormes cantidades de agua fresca utilizadas son algunos de los problemas ambientales que existen hoy producto de la agricultura tradicional.

Es en este contexto, en el cual la agricultura vertical toma una gran importancia. En primer lugar, utiliza casi un 90% menos de agua que la agricultura tradicional, por lo que el impacto natural se reduce de forma considerable.

En segundo lugar, y siguiendo con la línea reduccionista, la cantidad de tierra utilizada en la agricultura vertical es muy poca en comparación con la utilizada en los cultivos tradicionales.

Por ende, el panorama es muy favorable a la agricultura vertical debido a que utilizando menos agua y menos tierra se logra producir mayor cantidad de cultivos.

Por otro lado, en referencia a la emisión de gases de efecto invernadero, sabemos que no representa un problema para la agricultura vertical debido a que casi no se utilizan pesticidas ni herbicidas.

¿Se puede alimentar a la población con la agricultura vertical?

La pregunta natural que cabe hacerse es si la agricultura vertical podrá resolver los desafíos alimenticios que le esperan a la humanidad dentro de los próximos años. 

En principio, podemos decir que puede ser de gran ayuda la agricultura vertical. Sobre todo para acercar alimentos frescos a centros urbanos donde históricamente no los hubo, ya sea por las condiciones naturales o por la pobreza del lugar.

Pero además, sabemos que la agricultura vertical puede producir alimentos en mayores cantidades que la agricultura tradicional. 

En conclusión, con una mayor cantidad de cultivos en menor espacio y más cerca de las ciudades podría hacerse frente a la creciente demanda de alimentos. 

Sin embargo, existen aún una serie de desafíos pendientes que tiene este nuevo método de cultivo para que sea masivo y eficaz para alimentar a poblaciones enteras.

Uno de ellos, y quizá uno de los más importantes, es el problema de los costos. Como mencionamos anteriormente, mantener una producción agrícola vertical es costoso, y eso se traslada directamente a los precios.

Esto último provoca que hoy en día sea más caro un alimento que proviene de un cultivo vertical que uno que sea de cultivo tradicional.

Más allá de este inconveniente que hace que todavía sea poco rentable para los productores, es muy probable que con el avance de esta nueva tecnología, los costos indefectiblemente se reduzcan.

Agricultura vertical y tecnología

Como hemos descrito a lo largo de este artículo, la agricultura vertical es un método de cultivo novedoso e innovador que hace uso de diferentes tecnologías para llevarse a cabo.

Además de las luces led que tienen la difícil tarea de imitar al sol y de las nuevas técnicas como la hidroponía y la acuaponía, algunos productores de alimentos utilizan inteligencia artificial en sus cultivos. 

De esta manera, logran incrementar la producción y de alguna manera también reducir el costo de la mano de obra.

Agricultura vertical e inteligencia artificial

Como hemos anticipado, en algunos casos ya se está implementando el uso de inteligencia artificial para la producción vertical de frutas y verduras.

Es a través de robots y drones controlados por sistemas de IA que se realizan las tareas de algunas de las granjas más innovadoras. 

Además, con esta tecnología, también es posible controlar todas las variables de temperatura y cantidad de agua que hacen al correcto desarrollo de las plantas.

El uso de la inteligencia artificial no solo reduce los costos de la mano de obra, sino que también optimiza la calidad y aumenta en una gran medida la cantidad de las frutas y verduras cultivadas.

Ejemplos actuales

Al día de hoy, existen varios productores de alimentos que llevan a cabo el cultivo con inteligencia artificial. Uno de ellos es Plenty.

Se trata de una empresa tecnológica radicada en San Francisco que ha invertido mucho en esta nueva forma de cultivar. Sus creadores son muy optimistas en cuanto al futuro del cultivo vertical y en interiores y creen que en un futuro la mayor parte de la producción será de esa manera.

El dato que llama la atención acerca de esta empresa es su gran capacidad productiva. En una sola hectárea logra producir lo mismo que logra un campo tradicional en 360 hectáreas. 

Por lo que más allá de que, actualmente, la agricultura vertical sea costosa, sin duda en un futuro será la principal fuente de alimentos.

Otro ejemplo es el de los Emiratos Árabes, país donde actualmente se está construyendo la huerta vertical más grande del mundo. Estamos hablando de 30.600 metros y tres pisos de altura.

Los constructores esperan una producción anual de 1000 toneladas de verdura en un sitio donde realizar un cultivo tradicional es casi imposible.

Por Gonzalo Castillo.

Prohibida su reproducción total o parcial.

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