Una struttura agricola urbana innovativa e pluripremiata sta creando condizioni di coltivazione efficienti dal punto di vista energetico nei tunnel 120 piedi sotto le strade trafficate di Clapham a Londra. Micro verdure e foglie di insalata prosperano con l'aiuto di un programma di monitoraggio intelligente che registra la temperatura, umidità e livelli di CO2.

Crescere sottoterra, che è stato lanciato nel 2015 e si trova in ex rifugi antiaerei della seconda guerra mondiale, utilizza sistemi idroponici per produrre in modo sostenibile il raccolto privo di pesticidi. I tunnel sono affittati da Transport for London (TfL), che era felice di vederli messi al lavoro dopo aver dormito per 60 anni.

L'obiettivo di Growing Underground è portare la produzione di colture commestibili nel cuore della città, riducendo al minimo l'impatto del carbonio del trasporto alimentare. I vassoi verdeggianti di finocchio, erba cipollina, germogli di pisello e coriandolo, tra gli altri, può essere raccolto e su un piatto in un ristorante in poche ore. L'azienda lungimirante, che vende i suoi ortaggi attraverso Ocado e Marks &Spencer e mira ad essere carbon neutral, ha appena ricevuto il BBC Future Food Award.

Il co-investigatore del Cambridge Center for Smart Infrastructure and Construction (CSIC) Dr. Ruchi Choudhary, che guida l'iniziativa Energy Efficient Cities (EECi) presso il Dipartimento di Ingegneria, ha iniziato a lavorare con Growing Underground nel 2015, a seguito di un progetto di ottimizzazione energetica completato per i Royal Botanic Gardens, Kew. Questo studio di retrofit delle serre di Kew ha visto lo sviluppo di un modello di simulazione che incorporava il calore e il trasferimento di massa associati alla traspirazione delle piante nella simulazione energetica dinamica delle strutture della serra.

"L'idea era quella di espandere il progetto di ottimizzazione energetica nell'agricoltura urbana e la collaborazione con Growing Underground ha fornito l'ambiente ideale, "dice Melanie Jans-Singh, un dottorato di ricerca EECi studente che studia l'integrazione dell'agricoltura urbana nelle città riutilizzando le risorse sprecate. Rebecca Ward, un Research Associate presso l'EECi, che ha sviluppato la simulazione dell'energia in serra a Kew, fa anche parte del team che lavora con Growing Underground.

Nel marzo dello scorso anno una gamma di strumentazione, inclusi sensori wireless e webcam che monitorano la temperatura, umidità, CO2, velocità dell'aria e luce, è stato installato in un tratto del tunnel attualmente utilizzato per la coltivazione. Quest'estate sono stati aggiunti altri sensori per aiutare a mantenere una temperatura del tunnel costante tra i 20-25°C. "Ci sono grandi variazioni spaziali di temperatura nel tunnel ma ovunque deve avere le stesse condizioni, " spiega Melania, che ha trascorso gli ultimi sei mesi a costruire e calibrare i sensori. "La maggior parte dei sensori necessita di cavi. I nostri sensori sono wireless e sono progettati per far fronte all'umidità sotterranea".

Ci sono due tunnel su diversi livelli – in totale 65, 000 piedi quadrati di tane con la capacità di ospitare fino a 8, 000 persone – e Growing Underground ha in programma di espandere l'attività il prossimo anno.

L'agricoltura urbana sta crescendo rapidamente in Giappone e nel sud-est asiatico, dove le strutture sono indicate come fabbriche di impianti che si trovano in nuovi edifici dedicati. "Mentre il nostro obiettivo è l'agricoltura urbana, stiamo cercando di riutilizzare gli spazi piuttosto che utilizzare nuovi edifici, e questi potrebbero essere tunnel o tetti che non vengono attualmente utilizzati, "dice Melania.

I dati raccolti dalla strumentazione informano il modello di trasferimento di massa e calore di questa unica "serra a tunnel". "Il nostro monitoraggio sta aiutando Growing Underground a ottimizzare la resa riducendo il consumo di energia. Se, Per esempio, c'è un dubbio su come crescono le piante in un certo punto, Posso fare riferimento alla misurazione della velocità dell'aria in modo da poter identificare le condizioni precise. Quando le piante crescono meglio in una zona piuttosto che in un'altra, la strumentazione ci aiuta a capire perché."

Il monitoraggio in tempo reale significa che le condizioni possono essere modificate in base ai dati analizzati. La ventilazione è il principale consumatore di energia nel progetto Growing Underground e i dati di monitoraggio hanno consentito regolazioni che hanno ridotto il consumo per la ventilazione senza influire sulla resa.

I fondatori della società parzialmente finanziata in crowdfunding, Richard Ballard, che ha scoperto i tunnel quando era uno studente di cinema alla ricerca di location, e Steven Dring, chi ha un background in logistica, sono in grado di accedere ai dati 24 ore su 24, 7 giorni su 7. I dati analizzati in sé sono di valore; crea un "passaporto delle prestazioni a vita" che fornisce ai proprietari delle risorse, presente e futuro, con una ricca fonte di informazioni.

"Siamo stati molto fortunati a collaborare con l'Università di Cambridge. Ruchi e il suo team ci hanno davvero aiutato a monitorare e sviluppare lo spazio che ci consentirà di ottenere l'ambiente di crescita ottimale, " dice Richard. "Ci hanno fornito rapporti mensili che ci hanno permesso di apportare modifiche per migliorare la temperatura, umidità e velocità dell'aria, e ora stiamo lavorando insieme per migliorare i livelli di CO2 attraverso l'arricchimento".

La collaborazione tra imprese e mondo accademico avvantaggia tutte le parti interessate. Growing Underground sta fornendo il caso di studio per ulteriori ricerche e gli accademici stanno fornendo dati che aiuteranno le colture, e la società, fiorire.

A lungo termine il team EECi vorrebbe creare una guida pratica per aggiungere una "serra" a uno spazio non utilizzato in precedenza per questo scopo, identificare le condizioni necessarie per trasformare uno spazio in una serra. "Stiamo utilizzando questo caso di studio per creare uno strumento di simulazione di base per l'integrazione dell'agricoltura urbana nello spazio urbano inutilizzato, " dice Melanie. "La seconda parte del mio dottorato di ricerca. si concentrerà sulla ricerca di spazi ottimali nelle città per l'agricoltura urbana. Guarderò l'intera Londra e indagherò su altre tipologie di spazi inutilizzati all'interno delle città ai fini dell'agricoltura urbana".

Ulteriori aspetti verranno introdotti al modello di simulazione con lo scopo di ottimizzare l'efficienza energetica. "Valuteremo come integrare i co-benefici tra impianti ed edifici. Quando un edificio è riscaldato, viene prodotto molto calore di scarto. Il calore di scarto (e forse anche la CO2) può essere sfruttato per uno scopo produttivo". Melanie esaminerà anche come l'agricoltura urbana potrebbe aiutare a migliorare la qualità dell'aria, consumo di energia e consumo di acqua.

"Una volta comprese le sinergie attraverso il nostro modello di simulazione, qualsiasi città può essere considerata in questo modo, "dice Melania.

Rebecca, che ha costruito il modello di simulazione di ottimizzazione energetica per Kew, sta ora applicando il suo talento di modella a Growing Underground. Il team EECi visita i tunnel della Growing Underground una volta al mese per controllare la strumentazione, riferire a Richard e Steven e, occasionalmente, godere dei frutti del loro lavoro. "Le foglie di insalata fresca e le erbe aromatiche sono davvero buone, " dice Melanie. "Sono molto gustosi."