El potencial y los desafíos de la agricultura vertical en materia de sostenibilidad
Introducción: por qué la agricultura vertical está ganando atención
Las Naciones Unidas han anunciado que la población mundial ha alcanzado los 8.000 millones de personas y advierten de que, a medida que aumente hasta 9.800 millones en 2050, crecerá aún más el número de personas que padecen hambre (*1).
Según el informe El estado de la seguridad alimentaria y la nutrición en el mundo (SOFI), se estima que entre 638 y 720 millones de personas —entre el 7,8 % y el 8,8 % de la población mundial— padecieron hambre en 2024 (*2).
Además, factores como los fenómenos meteorológicos extremos, el cultivo excesivo y la erosión del suelo están reduciendo de forma constante la superficie disponible para la agricultura. La agricultura moderna ejerce una fuerte presión sobre el medio ambiente y se considera una de las principales fuentes de emisiones de gases de efecto invernadero. También se considera un factor que contribuye a la degradación ambiental, como la pérdida de bosques tropicales, la desertificación y la desaparición de lagos.
En este contexto de creciente demanda de alimentos y de necesidad de reducir el impacto ambiental de la agricultura, ha aumentado el interés por la agricultura sostenible. Uno de estos enfoques es la agricultura vertical, un método en el que los cultivos se producen en varias capas apiladas en sentido vertical. En comparación con el cultivo convencional al aire libre o en invernadero, se espera que la agricultura vertical permita producir de forma estable mayores cantidades de alimentos con menos tierra, agua y plaguicidas. Se estima que el mercado mundial de la agricultura vertical alcanzó los 8.150 millones de USD en 2024 y se prevé que llegue a 49.250 millones de USD en 2033 (*3).
Panorama general y características clave de la agricultura vertical
La agricultura vertical es un método agrícola en el que los cultivos se producen no en campo abierto, sino en estructuras apiladas verticalmente, como contenedores de transporte, con el uso de tecnologías avanzadas de IA y TI. Desde el punto de vista del coste y de la facilidad de cultivo, lo más habitual es cultivar hortalizas de hoja, como la lechuga y la col, que representan el 57 % de todos los cultivos de la agricultura vertical. También se cultivan hierbas aromáticas y fresas con métodos de agricultura vertical (*4).
Al aprovechar la tecnología para controlar con precisión la temperatura, la humedad, la luz y el riego, se ha informado de que la agricultura vertical logra mayores rendimientos por unidad de superficie que el cultivo al aire libre. Por ejemplo, se estima que el rendimiento medio de la lechuga es de entre 60 y 105 kg por metro cuadrado en agricultura vertical (*5), frente a aproximadamente 3,9 kg por metro cuadrado en cultivo al aire libre (*6).
Tipos de agricultura vertical
Clasificación por estructura
La agricultura vertical se practica habitualmente en edificios de gran altura, almacenes o invernaderos y a veces se denomina de forma genérica «fábricas de plantas» (plant factories). Según la estructura de cultivo, puede dividirse en dos tipos principales:
① Sistemas de luz artificial: las plantas se cultivan en entornos interiores cerrados con temperatura y humedad controladas. Estudios recientes con iluminación LED han mostrado que el color y la intensidad de la luz pueden alterar el sabor y el contenido nutricional (*7).
② Sistemas de luz natural: estos sistemas no están totalmente cerrados e incorporan la luz solar natural, como las granjas en azoteas de edificios de gran altura. Pueden introducirse con un coste inicial menor que los sistemas de luz artificial.
Clasificación por mecanismo de cultivo
Según los procesos de cultivo, la agricultura vertical puede clasificarse en términos generales en tres tipos: hidroponía, acuaponía y aeroponía.
① Hidroponía
La hidroponía es un método de cultivo en el que las raíces de las plantas se sumergen en agua y nutrientes líquidos sin utilizar suelo, mientras que la fotosíntesis se induce mediante iluminación LED (véase la Figura 1).
Figura 1
②Acuaponía
La acuaponía es un sistema de agricultura orgánica circular de reciente desarrollo que combina la hidroponía y la acuicultura (véase la Figura 2).
Figura 2
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③Aeroponía
En la aeroponía, las raíces de las plantas permanecen suspendidas en el aire y reciben los nutrientes mediante la pulverización directa de fertilizante líquido sobre ellas (*8) (véase la Figura 3).
Dado que el riego y la aplicación de fertilizante pueden controlarse con precisión, los cultivos producidos mediante aeroponía son ricos en minerales y vitaminas. Este método puede reducir el uso de agua hasta en un 90 % y el de fertilizante en un 60 %, a la vez que aumenta los rendimientos entre un 45 % y un 75 %, lo que lo convierte en el método de cultivo más eficiente entre los enfoques de agricultura vertical (*9).
Se prevé que el mercado mundial de la aeroponía alcance los 3.920 millones de USD en 2025 y se espera que crezca hasta los 24.270 millones de USD en 2035. (*10)
Figura 3
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Ventajas y desafíos de la agricultura vertical
Esta sección presenta las ventajas y los desafíos de la agricultura vertical desde cinco perspectivas.
(1) Seguridad alimentaria
<Ventajas>
La mayor ventaja de la agricultura vertical es su capacidad para proporcionar un suministro estable de alimentos con independencia de la estación o del clima. Se espera que mitigue la inestabilidad de los rendimientos causada por el calentamiento global y el cambio climático, lo que permitiría una producción y un empleo estables.
La agricultura vertical también ha atraído la atención como respuesta a los riesgos geopolíticos de las cadenas de suministro, como los que dejaron al descubierto la pandemia de COVID-19 y la invasión de Ucrania por parte de Rusia.
<Desafíos>
Un desafío relacionado con la seguridad alimentaria es la limitada variedad de cultivos que pueden comercializarse. Debido a los costes de producción y a los precios de venta, el mercado actual de la agricultura vertical se centra principalmente en las hortalizas de hoja y las frutas, lo que dificulta producir todo tipo de cultivos.
Otro desafío es el enorme consumo de energía. Los sistemas de luz artificial, en particular, requieren electricidad en todos los procesos, incluidos la iluminación, el control de la temperatura, los sensores y los sistemas de gestión digital. La fotosíntesis y la polinización, que ocurren de forma natural al aire libre, deben replicarse artificialmente, lo que da lugar a un consumo de energía mucho mayor que en el cultivo en invernadero. (*11) Por consiguiente, construir sistemas que permitan un uso autosuficiente de la energía a partir de fuentes renovables o excedentarias se ha convertido en un reto clave de cara al futuro.
Un tercer desafío es la inestabilidad de los precios. El aumento de los precios mundiales de la energía y la inflación elevan los costes de electricidad de la agricultura vertical, lo que aumenta la probabilidad de que los mayores costes de producción se trasladen a los consumidores (*12).
(2) Huella de carbono (emisiones de gases de efecto invernadero) (*13)
<Ventajas>
La huella de carbono se refiere al total de las emisiones de CO₂ generadas a lo largo de todo el ciclo de vida de un producto, desde la producción y la distribución hasta su eliminación. En general, cuanto mayor es la distancia entre los lugares de producción y de consumo, mayores son las emisiones de gases de efecto invernadero del transporte. Por ejemplo, se estima que transportar 1 kg de lechuga a lo largo de 1 km emite aproximadamente 0,71 ± 0,41 g de CO₂. La agricultura vertical permite producir y vender en grandes ciudades, de modo que las hortalizas frescas llegan a los consumidores utilizando menos combustible, lo que reduce las huellas de carbono.
Además, se informa de que la proporción de cultivos que se pierden o se desperdician a lo largo de la cadena de suministro es del 4 % al 9 % en la agricultura vertical, frente al 14 % al 26 % en el cultivo al aire libre. Esto sugiere que la agricultura vertical reduce el uso «desperdiciado» de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero.
<Desafíos>
Como se ha señalado antes, la agricultura vertical requiere mucha más energía que el cultivo al aire libre, lo que da lugar a mayores emisiones de gases de efecto invernadero durante la generación de energía. Por ejemplo, se estima que las emisiones medias de gases de efecto invernadero por kilogramo de lechuga fresca son de 0,176 ± 0,02 kg de CO₂ equivalente en el cultivo al aire libre, frente a 2,87 ± 0,38 kg de CO₂ equivalente en la agricultura vertical.
Sin embargo, estas emisiones varían enormemente según si la energía utilizada procede de combustibles fósiles o de fuentes renovables. Por lo tanto, la introducción de energías renovables es crucial para reducir la huella de carbono de la agricultura vertical.
(3) Plaguicidas químicos
<Ventajas>
En la agricultura convencional, los plaguicidas químicos utilizados para controlar las plagas pueden permanecer en el suelo o llegar a las aguas superficiales y subterráneas, según sus propiedades químicas y las condiciones ambientales (*14), lo que suscita preocupación por los residuos en los cultivos y por los efectos adversos sobre los organismos acuáticos (*15).
Por el contrario, dado que la agricultura vertical se realiza en interiores con una presencia mínima de plagas, los cultivos pueden producirse sin plaguicidas. Estudios anteriores no han encontrado diferencias significativas en el valor nutricional ni en el sabor entre los cultivos sin plaguicidas y los convencionales, aunque los cultivos sin plaguicidas sí contienen menos residuos. (*16)
Además, los cultivos sin plaguicidas tienden a transmitir a los consumidores una mayor tranquilidad psicológica, lo que permite a las empresas venderlos como productos de mayor valor añadido. (*17)
(4) Uso de agua
<Ventajas>
La agricultura vertical puede reducir el uso de agua en aproximadamente un 90 % en comparación con la agricultura convencional (*18). Dado que alrededor del 70 % de las extracciones mundiales de agua dulce se destina a la agricultura (*19), este es un factor decisivo para conservar unos recursos hídricos valiosos. Por ello, la agricultura vertical está atrayendo la atención como posible solución a la escasez mundial de agua provocada por el rápido crecimiento de la población y la contaminación del agua.
Por ejemplo, mientras que la agricultura convencional requiere aproximadamente 250 litros de agua para producir 1 kg de lechuga, la agricultura vertical ha logrado la misma producción con solo 1 litro de agua (*20).
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https://www.eitfood.eu/blog/is-vertical-farming-really-sustainable
(5) Certificación ambiental
(a) Certificación orgánica
<Desafíos>
Aunque la agricultura vertical es respetuosa con el medio ambiente, es posible que no pueda acogerse a las certificaciones ambientales en algunos países o regiones. La certificación orgánica se utiliza ampliamente para comunicar a los consumidores los esfuerzos ambientales de los productores, pero la posibilidad de utilizar el término «orgánico» está regulada por ley en cada país.
Un punto clave de divergencia surge en el tratamiento del cultivo hidropónico, que no utiliza suelo, lo que da lugar a diferencias significativas entre países sobre si puede considerarse orgánico. Por ejemplo, Estados Unidos permite desde 2018 el uso del etiquetado «orgánico» para el cultivo hidropónico (*21), mientras que la UE no reconoce la agricultura hidropónica como orgánica (*22). Como resultado, existe actualmente una brecha entre las contribuciones ambientales de la agricultura vertical y el reconocimiento de esas contribuciones por parte de los consumidores.
Expansión de la agricultura vertical comercial: casos prácticos
Con el desarrollo y el avance de la tecnología, la agricultura vertical ha pasado de la fase experimental a la explotación comercial, y en la actualidad se están implantando fábricas de plantas en todo el mundo. Este artículo presenta principalmente ejemplos de otros países.
① Gotham Greens (*23) (*24)
Gotham Greens es una empresa de agricultura urbana con sede en Nueva York que desarrolla actividades agrícolas en entornos controlados (CEA) mediante invernaderos en azoteas. Fundada en 2009, construyó en 2011 el primer invernadero en azotea a escala comercial de Estados Unidos. Hoy la empresa opera granjas de invernaderos de gran escala en grandes áreas metropolitanas como Nueva York y Chicago, y ha establecido un sistema de producción regional integrado.
Sus invernaderos más recientes son instalaciones avanzadas de control climático basadas en datos. Mediante el aprendizaje automático y el análisis de datos, la empresa supervisa la salud de los cultivos y las condiciones de crecimiento. Centrada principalmente en hortalizas de hoja y hierbas aromáticas, Gotham Greens puede entregar sus productos a los consumidores urbanos inmediatamente después de la cosecha, lo que garantiza una frescura excepcional. Sus productos se venden a través de grandes cadenas de supermercados de Estados Unidos y de minoristas locales.
② Urban Crop Solutions (*25)
Urban Crop Solutions es un proveedor de soluciones de agricultura vertical en interiores con sede en Bélgica. Fundada en 2014, la empresa integra la ingeniería industrial y la biología vegetal para diseñar, fabricar e implementar sistemas hidropónicos verticales en interiores llave en mano. Con base en los amplios datos empíricos de su centro de investigación, Urban Crop Solutions ayuda a los clientes a seleccionar las variedades de cultivo y los algoritmos de crecimiento óptimos, diseña e instala fábricas de plantas automatizadas e instalaciones de investigación, y presta apoyo práctico durante la cosecha.
La empresa también ha desarrollado sistemas personalizados de agricultura en interiores para el cultivo sostenible de microalgas, que permiten producir piensos ricos en proteínas para animales con un menor impacto ambiental.
③ Oishii Farm (*26)(*27)(*28)
Oishii Farm es la primera startup de fábricas de plantas de Nueva York dirigida por un director ejecutivo japonés. La empresa completó una ronda de financiación Serie A de 50 millones de USD en 2021 y una Serie B de 150 millones de USD en 2024. Basándose en las técnicas tradicionales japonesas de horticultura en instalaciones protegidas, Oishii Farm opera fábricas de plantas verticales de fresas. Sus productos estrella son «The Omakase Berry» y «The Koyo Berry».
Tradicionalmente se ha considerado que las fresas son difíciles de cultivar debido a su necesidad de polinización y a sus largos ciclos de crecimiento. Oishii Farm fue la primera del mundo en lograr con éxito la polinización natural por abejas dentro de una fábrica de plantas y consiguió una producción masiva estable mediante su sistema propio y automatizado de control climático.
«The Omakase Berry» ganó popularidad tras introducirse en restaurantes con estrellas Michelin en 2018 y desde entonces ha obtenido un apoyo abrumador de los restaurantes de primer nivel y de los consumidores gourmet.
En 2024, la empresa puso en marcha una de las mayores fábricas de plantas de fresas del mundo, la «Mega Farm», en Nueva Jersey (Estados Unidos). Construida reutilizando una antigua fábrica de plástico y con una superficie de 22.000 metros cuadrados —el equivalente a más de tres campos de fútbol—, la instalación no utiliza tierras agrícolas, logra un cultivo totalmente libre de plaguicidas al impedir la entrada de plagas y patógenos, y utiliza energía verde generada por una planta solar contigua.
Conclusión: implicaciones para la evaluación de los esfuerzos empresariales de reducción del impacto ambiental
Como se ha expuesto, la agricultura vertical ha atraído la atención como una de las opciones para una producción estable de alimentos que reduce el uso de agua y de plaguicidas en comparación con la agricultura tradicional, y que además ofrece resiliencia frente al cambio climático y a los riesgos geopolíticos.
Al mismo tiempo, según cómo se implemente, la agricultura vertical no siempre se traduce en beneficios ambientales. Los sistemas existentes implican un consumo masivo de energía y elevados costes de capital, y la variedad de cultivos que pueden producirse sigue siendo limitada.
Para permitir una evaluación con base científica de las contribuciones ambientales, nuestra empresa ha desarrollado My-Eco-Ruler, un servicio que visualiza la sostenibilidad de los alimentos. My-Eco-Ruler evalúa y puntúa el impacto ambiental de los productos con base en el análisis del ciclo de vida (ACV, o ACV por sus siglas en inglés), que abarca todo el ciclo de vida, desde la producción hasta el transporte y el consumo. Al hacer visibles y fáciles de entender las iniciativas ambientales de las empresas, contribuye a transmitir información clara a los consumidores.
Obtener evaluaciones basadas en el ACV permite a las empresas comprender el posicionamiento ambiental de sus productos en el mercado alimentario y comunicar las comparaciones con los productos de la competencia.
Para obtener más información sobre My-Eco-Ruler, pueden ponerse en contacto con “cuoncrop”.
División de Investigación de Tendencias Globales ESG de cuoncrop
Referencias
(*1)https://blogs.worldbank.org/en/opendata/world-population-day–trends-and-demographic-changes
(*2)https://www.wfp.org/publications/state-food-security-and-nutrition-world-sofi-report
(*3) https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/vertical-farming-market
(*4)https://www.cengn.ca/information-centre/innovation/vertical-farming-the-future-of-agriculture/
(*5) https://link.springer.com/article/10.1007/s13593-025-01055-w
(*7)https://www.mdpi.com/2673-9976/16/1/24/pdf
(*8)https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000001004.000067400.html
(*9)https://www.infosys.com/industries/agriculture/insights/documents/vertical-farming-information-communication.pdf
(*11) https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959652624018079#sec3
(*12)https://www.lettusgrow.com/blog/vertical-farming-energy-crisis
(*13) https://link.springer.com/article/10.1007/s13593-025-01055-w
(*15) https://www.naro.go.jp/publicity_report/press/laboratory/niaes/154634.html
(*17) https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33794258/
(*20) https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0308521X17307151
(*22) https://www.europarl.europa.eu/doceo/document/E-9-2022-002588_EN.html
(*23) https://techweek.com/gotham-greens-newyork-urban-farming/
(*24) https://www.gothamgreens.com/our-story/
(*25) https://urbancropsolutions.com/
(*26) https://oishii.com/?srsltid=AfmBOooBv8cuG45Kpfwz7ylGTKfiln6M3anXVx27xNG39BEm8TuiLN_M