agricultura vertical

El arquitecto Ken Yeang propuso y construyó rascacielos de uso mixto . Yeang plantea que, en lugar de la agricultura de producción masiva en recintos herméticamente cerrados, se cultiven plantas al aire libre en rascacielos de uso mixto para el control climático y el consumo. Esta versión de la agricultura vertical se basa en el uso personal o comunitario, en lugar de la producción y distribución a gran escala que aspira a alimentar a toda una ciudad. ^{[ 11 ]}

El ecólogo Dickson Despommier argumenta que la agricultura vertical es legítima por razones ambientales. Afirma que el cultivo de plantas en rascacielos requerirá menos energía incorporada y producirá menos contaminación que algunos métodos de cultivo en paisajes naturales. Despommier cree que, al adoptar la agricultura vertical, las tierras de cultivo volverán a su estado natural (es decir, bosques), lo que ayudaría a revertir los efectos del cambio climático. Además, sostiene que los paisajes naturales son demasiado tóxicos para la producción agrícola natural. La agricultura vertical eliminaría algunos de los riesgos parasitarios asociados con la agricultura. ^{[ 12 ]}

El concepto de granja vertical de Despommier surgió en 1999 en la Universidad de Columbia . Promueve el cultivo masivo de plantas con fines comerciales en rascacielos. ^{[ 13 ]}

Varias empresas han desarrollado sistemas de apilamiento de contenedores de transporte reciclados en entornos urbanos. Estos contenedores funcionan como cámaras ambientales modulares y estandarizadas para el cultivo. Al apilarlos, se logra una mayor densidad de producción por metro cuadrado. Sin embargo, el apilamiento de contenedores plantea el desafío de cómo acceder a los diferentes niveles de forma eficaz y económica.

Freight Farms produjo el "Greenery", un sistema completo equipado con hidroponía vertical, iluminación LED y controles climáticos, construido dentro de un contenedor de envío de 12  m × 2,4 m. ^{[ 14 ]} Podponics construyó una granja vertical en Atlanta que consta de más de 100 "growpods" apilados, pero según se informa, quebró en mayo de 2016. ^{[ 15 ]} 

En 2017, TerraFarms ofreció un sistema de contenedores de envío de 40 pies, que incluía visión artificial integrada con una red neuronal artificial para monitorear las plantas; ^{[ 16 ]} y se monitoreaban de forma remota. Se afirmó que el sistema TerraFarm "ha alcanzado la paridad de costos con la agricultura tradicional al aire libre" ^{[ 17 ]} con cada unidad produciendo el equivalente a " tres a cinco acres [una a dos hectáreas] de tierra de cultivo", utilizando un 97% menos de agua ^{[ 18 ]} a través de la recuperación de agua y la recolección del agua evaporada a través del aire acondicionado. ^{[ 19 ]}

La agricultura vertical en pozos mineros abandonados se denomina "agricultura profunda" y se propone aprovechar las temperaturas subterráneas constantes y su ubicación cerca o dentro de áreas urbanas. También podría utilizar el agua subterránea cercana, reduciendo así el costo del suministro de agua a la granja. ^{[ 20 ]}

Las primeras propuestas arquitectónicas que contribuyen a la agricultura vertical incluyen las Immeubles-Villas de Le Corbusier (1922) y el Highrise of Homes de SITE (1972). ^{[ 24 ]} El Highrise of Homes de SITE es una casi reedición del Teorema de la revista Life de 1909. ^{[ 25 ]} Ejemplos construidos de hidropónicos de torre están documentados en The Glass House de John Hix. Imágenes de las granjas verticales en la Escuela de Jardineros en Langenlois, Austria, y la torre de vidrio en la Exposición Internacional de Horticultura de Viena (1964) muestran que las granjas verticales existían. ^{[ 26 ]} Los precedentes tecnológicos que hacen posible la agricultura vertical se pueden rastrear hasta la historia de la horticultura a través del desarrollo de la tecnología de invernaderos e hidroponía . Los primeros hidropónicos integraron la tecnología hidropónica en los sistemas de construcción. Estos sistemas de construcción hortícola evolucionaron a partir de la tecnología de invernaderos. La Sociedad Interplanetaria Británica desarrolló un hidropónico para condiciones lunares, mientras que otros prototipos de construcción se desarrollaron durante los primeros días de la exploración espacial.

Los sistemas hidropónicos de torre armenios son los primeros ejemplos construidos de una granja vertical y están documentados en Hydroponics : The Bengal System de Sholto Douglas, publicado por primera vez en 1951 con datos del entonces Pakistán Oriental , el actual Bangladesh y el estado indio de Bengala Occidental . ^{[ 27 ] [ 28 ]}

Precursores posteriores que se han publicado o construido son el Rascacielos Bioclimático de Ken Yeang (Menara Mesiniaga, construido en 1992); PigCity de MVRDV, 2000; Meta City/Datatown de MVRDV (1998–2000); Garden Towers de Pich-Aguilera (2001). ^{[ 24 ]}

Ken Yeang es quizás el arquitecto más conocido que ha promovido la idea del rascacielos bioclimático de "uso mixto", que combina viviendas y producción de alimentos.

Dickson Despommier es profesor de ciencias de la salud ambiental y microbiología . Retomó el tema de la fibrilación visceral en 1999 con estudiantes de posgrado en una clase de ecología médica. Especuló que una granja de 30 pisos en una manzana podría proporcionar alimentos para 50 000 personas, incluyendo verduras, frutas, huevos y carne, explicando que se podrían cultivar cultivos hidropónicos en los pisos superiores, mientras que los pisos inferiores serían adecuados para pollos y peces que se alimentan de desechos vegetales.

Aunque muchas de las sugerencias de Despommier han sido cuestionadas desde el punto de vista de la ciencia ambiental y la ingeniería, Despommier logró popularizar su afirmación de que la producción de alimentos puede transformarse. Los críticos argumentaron que la energía adicional necesaria para la iluminación artificial, la calefacción y otras operaciones superaría el beneficio de la proximidad del edificio a las zonas de consumo. ^{[ 29 ] [ 30 ]}

Despommier desafió inicialmente a su clase a alimentar a toda la población de Manhattan (aproximadamente 2.000.000 de personas) utilizando solo 5 hectáreas (13 acres) de jardines en azoteas . La clase calculó que los métodos de cultivo en azoteas solo podrían alimentar al 2% de la población. Insatisfecho con los resultados, Despommier sugirió espontáneamente cultivar plantas en interiores, de forma vertical. En 2001 se presentó el primer esquema de una granja vertical. En una entrevista, Despommier describió cómo funcionarían las granjas verticales:

Cada piso tendrá sus propios sistemas de riego y monitoreo de nutrientes. Habrá sensores para cada planta que registrarán la cantidad y el tipo de nutrientes que ha absorbido. Incluso habrá sistemas para monitorear enfermedades de las plantas mediante tecnologías de chips de ADN que detectan la presencia de patógenos vegetales simplemente tomando muestras del aire y utilizando fragmentos de diversas infecciones virales y bacterianas. Es muy fácil de hacer. Además, un cromatógrafo de gases nos indicará cuándo cosechar la planta analizando los flavonoides que contiene el producto. Estos flavonoides son los que le dan a los alimentos los sabores que tanto nos gustan, especialmente a los productos más aromáticos como los tomates y los pimientos. Todas estas son tecnologías disponibles en el mercado. La capacidad de construir una granja vertical ya existe. No tenemos que crear nada nuevo. ^{[ 31 ]}

Los diseños arquitectónicos fueron realizados de forma independiente por los diseñadores Chris Jacobs, Andrew Kranis y Gordon Graff. ^{[ 32 ] [ 33 ]}

La atención de los medios de comunicación comenzó con un artículo escrito en la revista New York , seguido de otros, ^{[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]} así como reportajes de radio y televisión.

En 2011, la planta de Chicago estaba construyendo un digestor anaeróbico en el edificio. Esto permitirá que la granja funcione de forma independiente de la red eléctrica. Además, el digestor anaeróbico reciclará los residuos de las empresas cercanas que de otro modo irían a parar a los vertederos. ^{[ 38 ]}

En 2014, Vertical Fresh Farms operaba en Buffalo , Nueva York, especializándose en verduras para ensalada , hierbas y brotes. ^{[ 39 ]} En marzo, la que entonces era la granja vertical más grande del mundo abrió sus puertas en Scranton, Pensilvania, construida por Green Spirit Farms (GSF). La empresa se ubica en un edificio de una sola planta que abarca 3,25 hectáreas, con estanterías apiladas hasta seis alturas para albergar 17 millones de plantas. La granja debía cultivar 14 cosechas de lechuga al año, así como espinacas, col rizada, tomates, pimientos, albahaca y fresas. El agua se extrae de la atmósfera de la granja mediante un deshumidificador . ^{[ 21 ]}

La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de EE. UU. ( DARPA ) opera un proyecto de 18 pisos que produce plantas genéticamente modificadas que generan proteínas útiles en vacunas . ^{[ 21 ]}

Plenty ha diseñado un nuevo sistema de cultivo modular controlado por IA para múltiples cultivos; están abriendo una granja en Chesterfield , Virginia, que producirá más de 1,8 millones de kilogramos (4 millones de libras) de fresas al año. La granja utiliza un 97 % menos de tierra y un 97 % menos de agua que la agricultura tradicional. ^{[ 40 ]}  

En agosto de 2025, la empresa estadounidense de agricultura vertical '80 Acres Farms' se fusionó con Soil Organics. La empresa opera siete granjas verticales en Estados Unidos con una producción hidropónica estimada de hasta 20 millones de libras al año. ^{[ 41 ]}

Se estima que para el año 2048, la población mundial aumentará en 3 mil millones de personas y cerca del 80% vivirá en áreas urbanas. ^{[ 44 ]} Las granjas verticales tienen el potencial de reducir o eliminar la necesidad de crear tierras de cultivo adicionales. ^{[ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]}

A diferencia de la agricultura tradicional en zonas no tropicales, la agricultura de interior permite producir cosechas durante todo el año. La agricultura durante todo el año multiplica la productividad de la superficie cultivada entre 4 y 6 veces, dependiendo del cultivo. En el caso de cultivos como las fresas, el factor puede llegar a ser de hasta 30. ^{[ 47 ] [ 48 ]}

Además, dado que los cultivos se consumirían en el lugar donde se cultivan, el transporte a larga distancia, con los consiguientes retrasos, debería reducir el deterioro, las plagas y las necesidades energéticas. A nivel mundial, alrededor del 30 % de las cosechas se desperdician debido al deterioro y las plagas, aunque esta cifra es mucho menor en los países desarrollados. ^{[ 37 ]}

Despommier sugiere que, una vez consideradas las versiones enanas de los cultivos (por ejemplo, el trigo enano , que es de menor tamaño pero más rico en nutrientes ^{[ 49 ]} ), los cultivos de todo el año y los soportes para plantas apilables, un edificio de 30 pisos con una base de una manzana ( 2 hectáreas o 5 acres ) produciría una cosecha anual análoga a la de 1000 hectáreas (2400 acres) de agricultura tradicional. ^{[ 37 ]}

Los cultivos que se cultivan en la agricultura tradicional al aire libre dependen de un clima favorable y sufren las consecuencias de temperaturas desfavorables, lluvia, monzones, granizo, tornados, inundaciones, incendios forestales y sequías. ^{[ 42 ]} "Tres inundaciones recientes (en 1993, 2007 y 2008) costaron a Estados Unidos miles de millones de dólares en pérdidas de cosechas, con pérdidas aún más devastadoras en la capa superficial del suelo. Los cambios en los patrones de lluvia y la temperatura podrían disminuir la producción agrícola de la India en un 30 % para finales de siglo." ^{[ 50 ]}

La productividad de los bosques de visones es en gran medida independiente de las condiciones meteorológicas, aunque los terremotos y los tornados siguen representando una amenaza.

El problema de las condiciones climáticas adversas es especialmente relevante para las zonas árticas y subárticas como Alaska y el norte de Canadá , donde la agricultura tradicional es prácticamente imposible. La inseguridad alimentaria ha sido un problema persistente en las comunidades remotas del norte, donde los productos frescos deben transportarse a grandes distancias, lo que genera altos costos y una nutrición deficiente. ^{[ 51 ]} Las granjas basadas en contenedores pueden proporcionar productos frescos durante todo el año a un costo menor que el transporte de suministros desde lugares más al sur, con varias granjas operando en lugares como Churchill, Manitoba y Unalaska, Alaska. ^{[ 52 ] [ 53 ]} Al igual que con las interrupciones en el cultivo, las granjas locales basadas en contenedores también son menos susceptibles a las interrupciones que las largas cadenas de suministro necesarias para entregar productos cultivados tradicionalmente a las comunidades remotas. Los precios de los alimentos en Churchill aumentaron sustancialmente después de que las inundaciones de mayo y junio de 2017 obligaran al cierre de la línea ferroviaria que constituye la única conexión terrestre permanente entre Churchill y el resto de Canadá. ^{[ 54 ]}

Hasta 20 unidades de tierras de cultivo al aire libre por unidad de VF podrían volver a su estado natural, ^{[ 55 ] [ 56 ]} debido a la mayor productividad de VF.

La agricultura vertical reduciría así la cantidad de tierras de cultivo, ahorrando muchos recursos naturales. ^{[ 37 ]} Se podría evitar la deforestación y la desertificación causadas por la invasión agrícola de los biomas naturales . Producir alimentos en interiores reduce o elimina el arado, la siembra y la cosecha convencionales con maquinaria agrícola, protegiendo el suelo y reduciendo las emisiones.

La escasez de componentes de fertilizantes como el fósforo ^{[ 57 ]} representa una amenaza para la agricultura industrial. El diseño de ciclo cerrado de los sistemas de cultivo vertical minimiza la pérdida de nutrientes, mientras que la agricultura tradicional de campo pierde nutrientes por escorrentía y lixiviación. ^{[ 58 ]}

Puede que sea necesario reducir la actividad humana en grandes extensiones de la superficie terrestre para hacer frente a las extinciones masivas antropogénicas .

La agricultura tradicional altera las poblaciones silvestres y puede ser poco ética si existe una alternativa viable. Un estudio demostró que las poblaciones de ratones de bosque disminuyeron de 25 por hectárea a 5 por hectárea después de la cosecha, lo que estima que se matan 10 animales por hectárea cada año con la agricultura convencional. ^{[ 59 ]} En comparación, la agricultura vertical causaría un daño mínimo a la vida silvestre. ^{[ 59 ] [ 60 ]}

La agricultura tradicional es una ocupación peligrosa que a menudo afecta la salud de los agricultores. Estos riesgos incluyen: exposición a agentes infecciosos como la malaria y los esquistosomas , así como a microbios transmitidos por el suelo, exposición a pesticidas y fungicidas tóxicos, confrontaciones con la fauna silvestre como serpientes venenosas y lesiones que pueden ocurrir al usar maquinaria agrícola industrial de gran tamaño. VF reduce algunos de estos riesgos. ^{[ 42 ]} El sistema alimentario industrial moderno hace que los alimentos poco saludables sean baratos mientras que los productos frescos son más caros, lo que fomenta malos hábitos alimenticios. Estos hábitos conducen a problemas de salud como la obesidad , enfermedades cardíacas y diabetes .

La inseguridad alimentaria es uno de los principales factores que conducen a la pobreza extrema . La construcción de granjas permitirá el crecimiento continuo de alimentos de importancia cultural sin sacrificar la sostenibilidad ni las necesidades básicas, lo cual puede ser fundamental para la recuperación de una sociedad de la pobreza. ^{[ 61 ]}

La agricultura vertical, utilizada en conjunto con otras tecnologías y prácticas socioeconómicas, podría permitir que las ciudades se expandan manteniendo una autosuficiencia alimentaria sustancial. Esto permitiría que los grandes centros urbanos crecieran sin limitaciones alimentarias. ^{[ 42 ]}

Las granjas verticales podrían aprovechar los digestores de metano para generar energía. Estos digestores podrían construirse in situ para transformar los residuos orgánicos generados en la granja en biogás , compuesto generalmente por un 65 % de metano junto con otros gases. Este biogás podría quemarse para generar electricidad para el invernadero. ^{[ 62 ]}

Las granjas verticales requieren una financiación inicial sustancial y algunas empresas emergentes no han podido obtener beneficios antes de quebrar. ^{[ 63 ]} Los detractores cuestionan la rentabilidad potencial de la agricultura vertical. ^{[ 64 ]} Sus beneficios económicos y ambientales se basan en parte en el concepto de minimizar las millas alimentarias , la distancia que recorren los alimentos desde la granja hasta el consumidor. Sin embargo, un análisis reciente sugiere que el transporte es solo un contribuyente menor a los costos económicos y ambientales del suministro de alimentos a las poblaciones urbanas. El análisis concluyó que "las millas alimentarias son, en el mejor de los casos, una moda de marketing". ^{[ 65 ]} Por lo tanto, la instalación tendría que reducir los costos o cobrar precios más altos para justificar su permanencia en una ciudad.

De manera similar, si las necesidades energéticas se satisfacen con combustibles fósiles, el efecto ambiental puede ser una pérdida neta; ^{[ 66 ]} incluso construir capacidad baja en carbono para alimentar las granjas puede no tener tanto sentido como simplemente dejar las granjas tradicionales en su lugar, mientras se quema menos carbón.

Los costos iniciales de construcción superarían los $100 millones para una granja vertical de 60 hectáreas. ^{[ 67 ]} Los costos de ocupación de oficinas pueden ser altos en las principales ciudades, con espacios de oficinas en ciudades como Tokio , Moscú , Bombay , Dubái , Milán , Zúrich y São Paulo que oscilan entre $1850 y $880 por metro cuadrado. ^{[ 68 ]}

Los desarrolladores del sistema TerraFarm, fabricado a partir de  contenedores de transporte de 40 pies de segunda mano, afirmaron que su sistema "ha alcanzado la paridad de costos con la agricultura tradicional al aire libre". ^{[ 17 ]}

Durante la temporada de crecimiento, el sol brilla sobre una superficie vertical en un ángulo extremo, de modo que hay mucha menos luz disponible para los cultivos que cuando se plantan en terreno plano. Por lo tanto, se requeriría luz suplementaria. Bruce Bugbee afirmó que las demandas de energía de la agricultura vertical no serían competitivas con las granjas tradicionales que utilizan solo luz natural. ^{[ 29 ] [ 69 ]} El escritor ambientalista George Monbiot calculó que el costo de proporcionar suficiente luz suplementaria para cultivar el grano para una sola hogaza sería de aproximadamente $15. ^{[ 70 ]} Un artículo en The Economist argumentó que "aunque los cultivos que crecen en un rascacielos de vidrio recibirán algo de luz solar natural durante el día, no será suficiente" y "el costo de alimentar las luces artificiales hará que la agricultura de interior sea prohibitivamente cara". ^{[ 71 ]}

Dado que "La Granja Vertical" propone un entorno controlado, los costos de calefacción y refrigeración serán similares a los de cualquier otra torre. Se requieren sistemas de plomería y ascensores para distribuir nutrientes y agua. En el norte de los Estados Unidos continentales, el costo de la calefacción con combustibles fósiles puede superar los $200,000 por hectárea. ^{[ 72 ]}

Jones Food Company en Gloucestershire , Inglaterra, abrió una granja en 2024 con 14.500 metros cuadrados (156.000 pies cuadrados ) de espacio de cultivo, alimentada únicamente con electricidad renovable . ^{[ 73 ] [ 74 ]} La empresa no logró obtener ganancias y en abril de 2025, fue puesta en administración . ^{[ 75 ]}  

Dependiendo del método de generación de electricidad utilizado, los productos de invernadero pueden generar más gases de efecto invernadero que los productos de campo, ^{[ 76 ]} debido principalmente a un mayor consumo de energía por kilogramo. Las granjas verticales requieren mucha más energía por kilogramo que los invernaderos convencionales, principalmente debido a una mayor iluminación. La cantidad de contaminación producida depende de cómo se genere la energía.

Los invernaderos suelen aumentar los niveles _de CO₂ hasta tres o cuatro veces la tasa atmosférica. Este aumento de CO₂ _incrementa las tasas de fotosíntesis en un 50%, lo que contribuye a mayores rendimientos. ^{[ 77 ]} Algunos invernaderos queman combustibles fósiles exclusivamente para este fin, ya que otras fuentes de CO₂ _, como las de los hornos, contienen contaminantes como el dióxido de azufre y el etileno , que dañan significativamente las plantas. ^{[ 77 ]} Esto significa que una granja vertical requiere una fuente de CO₂, muy probablemente de _combustión . Además, la ventilación necesaria puede permitir que el CO₂ _se filtre a la atmósfera.

Los cultivadores de invernadero suelen aprovechar el fotoperiodismo de las plantas para controlar si se encuentran en fase vegetativa o reproductiva. Como parte de este control, las luces permanecen encendidas después del atardecer y antes del amanecer, o de forma intermitente durante la noche. Los invernaderos de una sola planta han sido objeto de críticas por la contaminación lumínica . ^{[ 78 ]}

Los invernaderos hidropónicos cambian el agua con regularidad, produciendo agua que contiene fertilizantes y pesticidas que deben eliminarse. El método más común de esparcir el efluente sobre tierras de cultivo o humedales vecinos sería más difícil para una granja vertical urbana. ^{[ 79 ]}