Aqu @teach: Pareti viventi
I muri viventi sono spesso utilizzati in architettura per fornire benefici estetici, ecologici e ambientali nelle aree urbane. I pannelli modulari, costituiti da contenitori in plastica polipropilene o tappetini geotessili, supportano impianti che offrono vantaggi non solo dal punto di vista visivo, ma anche per quanto riguarda l’amenità, la biodiversità, l’efficienza termica e il miglioramento degli inquinanti atmosferici, il tutto per un ingombro molto ridotto (Manso & Castro- Gomes 2015; Perini et al. 2013).
Due università hanno studiato il potenziale di muri viventi per la coltivazione di colture commestibili utilizzando l’acquaponica. Una serie di esperimenti sono stati condotti presso l’Università di Greenwich, Regno Unito, per identificare il tipo di sistema più adatto e il miglior mezzo di coltivazione (Khandaker & Kotzen 2018). Il primo esperimento ha utilizzato un pannello Terapia Urbana Fytotextile living wall. Questo sistema modulare semi-idroponico è costituito da un tessuto geotessile brevettato composto da tre strati di materiale sintetico e organico tra cui PVC, Fytotextile e Poliammide. Ogni metro quadrato può contenere fino a 49 piante in tasche individuali. A seconda delle specie vegetali coltivate, possono quindi essere coltivate circa 98piante/m2 utilizzando elementi back-to-back di questo sistema di pareti viventi, rispetto a 20-25 verdi fogliosi per metro quadrato in un sistema orizzontale. Il pannello in feltro era attaccato a una parete esterna rivolta a est e piantato con sette piante diverse (spinaci, basilico, cicoria, piselli asparagi, lattuga, menta e pomodoro) in sette diversi terreni di coltivazione (lana minerale di tipo orticolo, vermiculite, carbone, fibra di cocco, muschio sfagno, alghe coltivate da stagno, e paglia). Ogni specie di pianta era disposta verticalmente in colonne e il terreno di crescita era disposto orizzontalmente in file (Figura 18). L’acqua è stata pompata fino a un tubo interno di irrigazione a goccia da un serbatoio acquaponico surrogato con aggiunta di sostanze nutritive idroponiche. L’acqua scorreva poi lungo la parte posteriore del pannello dove veniva messa a disposizione del substrato e delle radici delle piante. L’acqua in eccesso gocciolava dal fondo del pannello vivente in una grondaia e poi torna al serbatoio dell’acqua (Khandaker & Kotzen 2018).
Figura 18: Il muro vivente di Terapia Urbana (Foto: M. Khandaker)
I risultati del primo esperimento hanno dimostrato che la lana minerale e la vermiculite sono i migliori substrati, con conseguente maggiore resa e migliore crescita delle radici. Le piante situate nella parte superiore e lungo i lati hanno funzionato meglio, il che suggerisce che l’oscuramento era un problema per le piante al centro del muro. Tuttavia, il problema principale di questo tipo di muro vivente era che le radici delle piante sono cresciute nel geotessile, il che ha reso difficile la raccolta. Se si coltivassero varietà tagliate e venute di nuovo, questo non sarebbe un problema (Khandaker & Kotzen 2018).
Il secondo esperimento è stato creato accanto a Esperimento 1 utilizzando il sistema pot Green Vertical Garden Company (GVGC). I singoli vasi sono stati fissati a un pannello in rete di rinforzo in acciaio inox, con cinque file orizzontali e otto colonne verticali di vasi. Una sola pianta (basilico) è stata utilizzata su tutta la parete vivente, con diversi mezzi di coltivazione utilizzati nelle colonne verticali (due colonne ciascuna di idroleca, vermiculite, lana minerale orticola e fibra di cocco) (Figura 19). Il sistema è stato irrigato utilizzando un tubo di irrigazione per fornire acqua ricca di sostanze nutritive alla fila superiore di vasi e l’acqua poi scorreva attraverso ogni vaso fino a quello sottostante attraverso un piccolo tubo di irrigazione da un foro situato nella parte inferiore di ogni vaso. Il terzo esperimento ha utilizzato il sistema GVGC e una pianta (cicoria) piantata in due colonne ciascuna di idroleca, vermiculite, lana minerale orticola e fibra di cocco (Khandaker & Kotzen 2018).
Nel secondo e terzo esperimento, il basilico e la cicoria si sono svolte al meglio nella fibra di cocco e nella lana minerale. Ci sono vantaggi e svantaggi nell’utilizzo di entrambi questi substrati. Mentre la fibra di cocco e le radici all’interno possono essere facilmente compostate, possono verificarsi dei blocchi se viene utilizzata in un sistema con piccoli tubi di irrigazione. La lana minerale di qualità orticola funziona bene, ma non può essere facilmente riciclata e quindi è probabile che sia considerata meno sostenibile. L’idroleca e la vermiculite erano più difficili da lavorare, poiché il materiale veniva facilmente spostato alla semina e al momento della raccolta. Ancora una volta, l’oscuramento ha causato la crescita delle piante al centro del muro (Khandaker & Kotzen 2018).
Figura 19: The Green Vertical Garden Company Foto del muro vivente: M. Khandaker
I ricercatori dell’Università di Siviglia, in Spagna, hanno confrontato le prestazioni di un sistema di pareti viventi tascabili in feltro con sistemi NFT e DWC su piccola scala per la coltivazione di lattughe e pesci rossi in serra (Peréz-Urrestarazu et al. 2019). Il sistema a parete vivente è composto da due strati, quello esterno in materiale poroso per favorire l’aerazione delle radici, e quello interno in geotessile che aiuta a distribuire l’acqua. Il pannello è stato inclinato a 20° rispetto al piano verticale. Le sacche di piantagione sono state riempite con argilla espansa per favorire una migliore aerazione della zona radicale, dato che il feltro era destinato a ricevere acqua in ogni momento. Sebbene il muro vivente abbia una capacità massima di 20piante/m2, non tutte le tasche sono state utilizzate per avere una densità di impianto equivalente agli altri due sistemi. In termini di produttività dell’impianto, il muro vivente ha avuto le peggiori prestazioni dei tre sistemi. Una parte di ciò potrebbe essere dovuta ad un minore afflusso di radiazioni dovuto alla natura verticale dello spazio in crescita, anche se aveva una leggera pendenza. Mentre l’acqua veniva distribuita attraverso il feltro, il tasso di evaporazione era alto e l’argilla espansa all’interno delle tasche non riceveva abbastanza acqua e sostanze nutritive, a causa della pendenza; un substrato con una maggiore azione capillare, come la perlite, potrebbe aver contribuito ad alleviare questo problema. Un altro problema è stato la crescita delle alghe sul feltro, causata dall’ambiente umido e dagli alti livelli di nutrienti e luce. Ciò ha causato la concorrenza con il raccolto che ha provocato un maggiore consumo di acqua, ha causato ostacoli agli emettitori di irrigazione e ha comportato la necessità di più ore per la manutenzione del sistema. In termini di produzione ittica, invece, il sistema vivente ha sovraperformato i sistemi NFT e DWC. Ciò è molto probabile perché l’acqua doveva essere reintegrata più frequentemente a causa dell’elevato tasso di evaporazione, con conseguente migliore qualità dell’acqua (Peréz-Urrestarazu et al. 2019).
I risultati degli studi sperimentali di Khandaker & Kotzen 2018 e Peréz-Urrestarazu et al. 2019 suggeriscono che Le pareti viventi geotessili potrebbero non essere il sistema più adatto da utilizzare per l’acquaponica verticale, nonostante il numero potenzialmente elevato di piante che possono essere coltivate in esse in rapporto alla superficie occupata, a causa dei problemi incontrati con la crescita delle alghe, la biomassa e la resa irregolari e le difficoltà di raccolta le piante. Inoltre, è importante tenere presente che la maggior parte dei geotessili è costituita da un polimero della famiglia poliolefina, poliestere o poliammide e da additivi per migliorare la loro stabilità. Nel corso del tempo e in varie condizioni il polimero può degradarsi in particelle microplastiche, che potrebbero essere ingerite dai pesci. Generalmente, una temperatura ambiente più elevata accelera il tasso di degradazione e diversi meccanismi di degradazione possono agire in sinergia. La lisciviazione degli additivi è probabile anche quando si formano particelle di plastica di piccole dimensioni e possono verificarsi anche da materiali non degradati, poiché spesso gli additivi non sono legati covalentemente alla spina dorsale del polimero (Vé Wiewel & Lamoree 2016). L’ecotossicologia di una parete vivente geotessile deve pertanto essere sottoposta a test prima di essere utilizzata con un sistema acquaponico. Un geotessile composto da biopolimeri costruiti con fibre naturali, come la iuta e il cocco, sarebbe più adatto di un geotessile sintetico. Potrebbero essere adatti anche altri tipi di pareti viventi, come il sistema idroponico prodotto da Biotecture, che consiste in pannelli di plastica rigida riempiti con lana di roccia di tipo orticolo.
*Copyright © Partner del progetto Aqu @teach. Aqu @teach è un partenariato strategico Erasmus+ per l’istruzione superiore (2017-2020) guidato dall’Università di Greenwich, in collaborazione con l’Università di Scienze Applicate di Zurigo (Svizzera), l’Università Tecnica di Madrid (Spagna), l’Università di Lubiana e il Centro Biotecnico Naklo (Slovenia) . *