Voor Controlled Environmental Farming (CEF) draait de toekomst van tuinbouw in de stad niet om één enkel teeltbedrijf of gebouw. Het gaat om een distributiesysteem waarin elke faciliteit bijdraagt aan een betrouwbaar, lokaal voedselsysteem. Dit systeem wordt centraal aangestuurd, maar is flexibel ingericht.
"CEF ontwikkelt een sensorsysteem dat zowel de voedingswaterstroom als de omgevingsomstandigheden in de teeltcapsule monitort," zegt oprichter Bruce Carman. "Beide systemen meten continu in realtime en sturen hun data naar het operationele systeem van de faciliteit én naar het hoofdkantoor van CEF."
Meten is weten
Elke CEF-locatie beschikt over sensoren die macro- en micronutriënten, opgelost zuurstof, pH en ammoniak in het voedingssysteem meten. Tegelijkertijd worden omgevingsfactoren zoals temperatuur, luchtvochtigheid en CO₂ in de capsules voortdurend gevolgd. "Die gegevens gebruiken we direct voor real-time aanpassingen," licht Carman toe.
Hoewel CEF nog werkt aan de afronding van eigen software, zijn er al samenwerkingen met twee externe ontwikkelaars. "De details blijven vertrouwelijk totdat de intellectuele eigendomsrechten beschermd zijn," zegt hij. Op termijn zullen zowel AI als robotica een sleutelrol spelen bij de optimalisatie van het systeem. "CEF richt zich op faciliteiten die volledig autonoom opereren. Nu arbeidstekorten en -kosten toenemen en klimaatverandering de traditionele tuinbouw onder druk zet, is de noodzaak tot verandering duidelijk."
Van proof of concept naar netwerk
In de praktijk wordt elke CEF-locatie bemand door een operator die verantwoordelijk is voor kieming, teelt, oogst, verwerking, verpakking en distributie. Daarnaast houdt een regionale operator toezicht op meerdere locaties binnen een bepaald gebied. 
© Bruce Carman
"Die regionale operator beheert meerdere faciliteiten die vaak geografisch met elkaar verbonden zijn. Het belang daarvan is redundantie," legt Carman uit. "Als er bij één faciliteit een probleem optreedt, kan de operator de systemen van andere locaties aanpassen om toch aan de klantvraag te voldoen."
"Constante kwaliteit, kwantiteit en prijs van producten vormen de kern van ons businessmodel," voegt hij toe. Deze gelaagde structuur – lokale uitvoering met centrale supervisie – is ontworpen om continuïteit en voedselzekerheid te garanderen, vooral in stedelijke voedselwoestijnen.
Infrastructuur aanpassen aan het capsulemodel
Elke faciliteit start met een grondige inspectie. "Elke bestaande locatie moet een milieu-evaluatie ondergaan om te voldoen aan voedselveiligheidsnormen," aldus Carman. "Alle aspecten van het gebouw worden gecontroleerd, zodat de structuur veilig is en geen resten bevat van eerdere functies die de voedselproductie zouden kunnen schaden."
De kosten verschillen per project, afhankelijk van de noodzakelijke aanpassingen en productieplannen. "In de meeste gevallen kan een bestaand gebouw binnen een jaar operationeel zijn en binnen twee jaar volledig presteren," zegt hij. Momenteel werkt CEF samen met twee SCORE Business Mentors om het proof of concept en het hoofdkantoor in Noord-Illinois uit te bouwen, met mogelijk uitbreiding naar Chicago. "Daarna willen we uitbreiden naar voedselwoestijnen in andere gemeenschappen," legt Carman uit. "Ons doel is een duurzame, schone onderneming te creëren die ook lokale banen oplevert."
Speciaal gebouwde structuren en gedeelde systemen
Voor nieuwbouw hanteert CEF een meerlagig model. "Het prototype is een gebouw van drie tot vier verdiepingen, speciaal ontworpen voor stedelijke tuinbouw," vertelt Carman. "De structuur, methoden en systemen zijn afgestemd op aquaponics."
Elke verdieping benut natuurlijke krachten om de operationele kosten te verlagen. Op de begane grond staan verwarmde tilapiatanks (23–26°C), die warme, vochtige lucht produceren. Deze stijgt via geperforeerde vloeren omhoog en ondersteunt de plantengroei op hogere niveaus. Zo ontstaat een "schoorsteeneffect" dat passieve klimaatzones creëert op de tweede, derde en vierde verdieping.
"Sla groeit op de koelere tweede verdieping, aubergine op de warmere derde, en tomaten en basilicum op de vierde," zegt Carman. "Deze natuurlijke gelaagdheid vermindert de belasting van klimaatsystemen: het gebouw doet zelf een groot deel van het klimaatarbeid."
Ook het voedingssysteem maakt gebruik van de zwaartekracht. Het water wordt met volledige voedingsconcentratie naar de bovenste verdieping gepompt en stroomt daarna naar beneden, waarbij elke gewaslaag opneemt wat nodig is. Wanneer het water weer in de vistanks terechtkomt, is het gefilterd en klaar voor een nieuwe cyclus.
"Elke 30 meter teeltgoot vertegenwoordigt een opbrengst van ongeveer $1 miljoen per jaar," meldt CEF. "Een volledig operationele prototypefaciliteit kan jaarlijks tot $16 miljoen genereren." 
© Bruce Carman
Op weg naar een volwassen voedselsysteem
De langetermijnvisie van CEF draait om veerkracht. In plaats van afhankelijk te blijven van megateeltbedrijven of import van veraf, wil het bedrijf lokale systemen creëren die schaalbaar zijn zonder leveringszekerheid te verliezen.
"Wij streven naar stedelijke tuinbouw die niet langer afhankelijk is van voedsel dat duizenden kilometers moet afleggen," zegt Carman. "Voor echte voedselzekerheid zijn minimaal twee faciliteiten nodig, die elkaars productie kunnen overnemen. Dat vormt de basis van een volwassen voedselsysteem."
Voor meer informatie:
Bruce Carman 
Controlled Environmental Farming
+1 (218) 370 2005
[email protected]
