BR102020020156A2

BR102020020156A2 - Device for hydroponic cultivation of vegetables in urban environment

Info

Publication number: BR102020020156A2
Application number: BR102020020156-5A
Authority: BR
Inventors: Júlio Augusto Da Silva
Original assignee: Julio Cezar Augusto Da Silva
Priority date: 2020-10-01
Filing date: 2020-10-01
Publication date: 2022-04-12

Abstract

Dispositivo para Cultivo Hidropônico de Vegetais em Ambiente Urbano refere-se a um dispositivo ligado ao setor técnico de equipamentos para agricultura, próprio para o cultivo via técnicas hidropônicas, ao qual foi dada a original concepção das caneletas onde os vegetais são fixados e por onde corre a solução nutritivas serem suspensas em trilhos de formato variável e serem móveis, com objetivo de reduzir o espaço necessário para a cultivo e possibilitar o seu emprego em telhados, paredes externas e lajes, viabilizando assim o cultivo em áreas ociosas de construções, permitindo o plantio mesmo em centros urbanos densamente povoados, sendo composto por canaletas móveis, trilhos que as sustentam pelas extremidades, que podem assumir formas variadas para instalação em paredes, chão ou telhados, sistema de movimentação das canaletas, sistema de irrigação, e toldo removível.

Device for Hydroponic Cultivation of Vegetables in Urban Environment refers to a device linked to the technical sector of equipment for agriculture, suitable for cultivation via hydroponic techniques, to which the original design of the channels where the vegetables are fixed and through which they run the nutrient solution can be suspended on rails of variable shape and be mobile, with the objective of reducing the space needed for cultivation and enabling its use on roofs, external walls and slabs, thus enabling cultivation in idle areas of buildings, allowing for planting even in densely populated urban centers, consisting of mobile channels, rails that support them by the ends, which can take different forms for installation on walls, floors or roofs, channel movement system, irrigation system, and removable awning.

Description

DEVICE FOR HYDROPONIC GROWTH OF VEGETABLES IN URBAN ENVIRONMENT

[001] Hidroponia se refere a técnicas plantio sem uso de terra, onde os nutrientes chegam aos vegetais através de soluções nutritivas balanceadas. Estas técnicas proporcionam o plantio de vegetais com maior produtividade, por permitir o controle mais preciso de variáveis como a quantidade de água, nutrientes e luminosidade. Os dispositivos para cultura hidropônica se caracterizam por possuir sistemas de irrigação que fornecem a quantidade precisa de água e nutrientes para cada cultura, e dispor de suportes para os vegetais em cultivo.[001] Hydroponics refers to landless planting techniques, where nutrients reach vegetables through balanced nutrient solutions. These techniques allow for the planting of vegetables with greater productivity, as they allow more precise control of variables such as the amount of water, nutrients and luminosity. Devices for hydroponic cultivation are characterized by having irrigation systems that provide the precise amount of water and nutrients for each crop, and having supports for the vegetables in cultivation.

[002] Existem várias técnicas de cultivo hidropônico, variando entre si na forma como a água e nutrientes são distribuídos e como os vegetais em cultivo são fixados. Uma das mais empregadas é a denominada Fluxo de Nutrientes (também conhecida pela sigla NFT). Nesta técnica, a solução nutritiva flui em uma canaleta sob a forma de uma fina lâmina liquida, banhando as raízes dos vegetais, fixados na mesma canaleta. A solução nutritiva, composta de água e nutrientes dissolvidos de forma balanceada de acordo com as necessidades de cada cultivo, é distribuída em vazão específica para cada espécie, retornando a um reservatório para novo ciclo de bombeio. A renovação da solução nutritiva é realizada em espaços de tempo regulares, quando é realizado o acompanhamento da quantidade de nutrientes e do Ph da solução, devendo ser constantemente corrigidos para o nível ideal.[002] There are several hydroponic growing techniques, varying from each other in the way water and nutrients are distributed and how the vegetables in cultivation are fixed. One of the most used is the so-called Nutrient Flow (also known by the acronym NFT). In this technique, the nutrient solution flows in a channel in the form of a thin liquid sheet, bathing the roots of the vegetables, fixed in the same channel. The nutrient solution, composed of water and dissolved nutrients in a balanced way according to the needs of each crop, is distributed at a specific flow rate for each species, returning to a reservoir for a new pumping cycle. The renewal of the nutrient solution is carried out at regular intervals, when the amount of nutrients and the pH of the solution are monitored, which must be constantly corrected to the ideal level.

[003] Apesar do bom desempenho de diversos dispositivos para a cultura hidropônica, alguns inconvenientes podem-lhe ser atribuídos, como por exemplo, o espaço ocupado por corredores entre as canaletas, que precisa ter largura suficiente para a passagem dos operadores, que ali circulam para plantar as mudas, fazer a manutenção, inspeção ou colheita. Como a área ocupada pelos corredores é muito superior à superfície efetivamente plantada, o plantio em sistemas de hidroponia, embora demandem menos área do que o cultivo tradicional em solo, ainda exige uma disponibilidade de espaço raramente acessível em ambiente urbano. Dessa forma, moradores de cidades densamente povoadas não têm a possibilidade de cultivar vegetais. No caso de moradores de baixo poder aquisitivo, a falta de acesso ao plantio pode priva-los também da opção por uma alimentação orgânica saudável, livre de agrotóxicos, dado ao custo elevado destas opções no mercado comercial.[003] Despite the good performance of several devices for hydroponic culture, some inconveniences can be attributed to it, such as the space occupied by corridors between the channels, which must be wide enough for the passage of operators, who circulate there. to plant the seedlings, maintain, inspect or harvest. As the area occupied by the corridors is much greater than the surface effectively planted, planting in hydroponics systems, although they require less area than traditional soil cultivation, still requires an availability of space that is rarely accessible in an urban environment. Thus, residents of densely populated cities do not have the possibility to grow vegetables. In the case of low-income residents, the lack of access to planting can also deprive them of the option for healthy organic food, free of pesticides, given the high cost of these options in the commercial market.

[004] Tendo em vista essas limitações do estado da arte, e no propósito de superá-los, neste documento é apresentado um dispositivo de cultivo hidropônico, pelo processo NFT exposto acima ou outro, com inovações que reduzem a área ocupada pelo cultivo e permitem o uso de áreas ociosas das construções, como telhados, lajes e paredes externas, viabilizando o plantio em áreas densamente povoadas. A inovação se enquadra no setor técnico de implementos agrícolas.[004] In view of these limitations of the state of the art, and in order to overcome them, this document presents a hydroponic cultivation device, using the NFT process exposed above or another, with innovations that reduce the area occupied by cultivation and allow the use of idle areas of buildings, such as roofs, slabs and external walls, enabling planting in densely populated areas. Innovation falls within the technical sector of agricultural implements.

[005] O Dispositivo para Cultivo Hidropônico de Vegetais em Ambiente Urbano, aqui apresentado, se caracteriza por um sistema de canaletas móveis, suspensas em trilhos, solução essa que permite redução da área ocupada, pois não é necessário espaço entre as canaletas para circulação do operador. Outra inovação do Dispositivo aqui apresentado é a configuração personalizável dos trilhos, que podem ser ajustados para a superfície disponível pelo usuário, seja na vertical ou horizontal. Com essa característica, o plantio pode ocorrer em superfícies e áreas ociosas das construções, como telhados, lajes e paredes externas.[005] The Device for Hydroponic Cultivation of Vegetables in Urban Environment, presented here, is characterized by a system of mobile ducts, suspended on rails, a solution that allows reduction of the occupied area, since it is not necessary space between the ducts for the circulation of the operator. Another innovation of the Device presented here is the customizable configuration of the rails, which can be adjusted to the surface available by the user, either vertically or horizontally. With this characteristic, planting can occur on surfaces and idle areas of buildings, such as roofs, slabs and external walls.

[006] As canaletas onde os vegetais em cultivo estão fixados se movimentam ao longo dos trilhos, através de um sistema de correias, engrenagens ou assemelhado, permitindo ao usuário o acesso todas as canaletas, mesmo que estas estejam fora de seu alcance.[006] The channels where the vegetables in cultivation are fixed move along the rails, through a system of belts, gears or the like, allowing the user to access all the channels, even if they are out of reach.

[007] Essa forma de construção do sistema hidropônico soluciona os inconvenientes apresentado no estado da arte, e viabiliza o cultivo mesmo em áreas [007] Essa forma de construção do sistema hidropônico soluciona os inconvenientes apresentado no estado da arte, e viabiliza o cultivo mesmo em áreas densamente povoadas, onde, na ausência de quintal, o único espaço disponível é o telhado, a laje superior da construção ou paredes externas.[007] This form of construction of the hydroponic system solves the inconveniences presented in the state of the art, and makes possible the cultivation even in areas [007] This form of construction of the hydroponic system solves the inconveniences presented in the state of the art, and makes possible the cultivation even in densely populated areas where, in the absence of a yard, the only available space is the roof, the top slab of the building or external walls.

[008] Além de permitir o uso de superfícies ociosas para o plantio, viabilizando o cultivo em centros densamente povoados, o Dispositivo para Cultivo Hidropônico de Vegetais em Ambiente Urbano aqui apresentado proporciona outros benefícios para o usuário. A cobertura vegetal formada pelo plantio proporciona um isolamento térmico, amenizando as temperaturas internas das edificações, pois os vegetais dispostos sobre o telhado oferecem uma proteção contra o sol excessivo. Outro benefício do dispositivo é estético. O sistema adiciona uma cobertura verde à paisagem urbana, quebrando a monotonia das construções de concreto e o clima depressivo que frequentemente se observa nesses ambientes.[008] In addition to allowing the use of idle surfaces for planting, enabling cultivation in densely populated centers, the Device for Hydroponic Cultivation of Vegetables in Urban Environment presented here provides other benefits for the user. The vegetation cover formed by the planting provides thermal insulation, mitigating the internal temperatures of the buildings, as the vegetables arranged on the roof offer protection against excessive sun. Another benefit of the device is aesthetic. The system adds a green roof to the urban landscape, breaking the monotony of concrete constructions and the depressive mood that is often observed in these environments.

[009] A solução aqui proposta enquadra-se, portanto, no campo técnico das soluções para agricultura, em especial em ambiente urbano. Tem como principal finalidade permitir o cultivo de vegetais em área reduzida. Sua principal aplicação é no cultivo em ambiente urbano, especialmente em áreas densamente povoadas.[009] The solution proposed here fits, therefore, in the technical field of solutions for agriculture, especially in urban environments. Its main purpose is to allow the cultivation of vegetables in a reduced area. Its main application is in urban cultivation, especially in densely populated areas.

[010] Para melhor se entender as características principais deste dispositivo, seguem figuras que demonstram seus princípios de funcionamento: Figura 1 representa uma vista em perspectiva do dispositivo, Figura 2 representa uma vista superior do dispositivo, Figura 3 representa uma vista lateral do dispositivo, Figura 4 representa uma vista frontal dispositivo, Figura 5 representa uma vista em perspectiva com os vegetais cultivados, Figura 6 representa um exemplo de uso do sistema em um telhado de uma residência.[010] To better understand the main features of this device, the following figures demonstrate its working principles: Figure 1 represents a perspective view of the device, Figure 2 represents a top view of the device, Figure 3 represents a side view of the device, Figure 4 represents a front view of the device, Figure 5 represents a perspective view with vegetables grown, Figure 6 represents an example of using the system on a roof of a residence.

[011] De conformidade com o quanto ilustram as figuras acima relacionadas, o Dispositivo para Cultivo Hidropônico de Vegetais em Ambiente Urbano, objeto da presente patente, consiste em canaletas (1) com orifícios (2) em intervalos regulares para suporte dos vegetais em cultivo (3), suspensas pelas extremidades sobre trilhos (4), de tal forma que as canaletas se movem, tracionadas por sistema de correias, engrenagens ou assemelhado, acionadas manualmente ou através de motorização, ao comando do usuário. As canaletas (1) recebem a solução nutritiva (mistura de água e nutrientes) através da tubulação de irrigação (5), oriunda do reservatório (6), impulsionada por uma bomba (7). A solução nutritiva atravessa a canaleta (1) irrigando as raízes dos vegetais (3) e é recolhida pela tubulação de retorno (8), conduzida de volta ao reservatório (6), fechando assim o ciclo. A tubulação de irrigação (5) goteja a solução nutritiva sobre o primeiro dos orifícios (2) de cada caneleta (1), por onde ela circula ao longo de toda extensão por gravidade, proporcionada por um caimento que direciona o fluxo para a direção oposta. Neste extremo oposto de cada canaleta (1), há uma furação na parte inferior, embaixo da qual está posicionado a tubulação de retorno (8). Desta forma, a solução nutritiva que atravessou toda extensão das canaletas (1), umedecendo as raízes de todos os vegetais em cultivo, goteja sobre a tubulação de retorno (8), para regresso ao reservatório (6). Há ainda uma proteção contra chuva ou sol excessivo, oferecida por uma cobertura (9), de material translucido com diferentes graus de passagem de luminosidade, a ser selecionado em função da localidade e espécie cultivada, e que permanece enrolada em bobina (10) quando fora de uso, e quando em uso é movida ao longo de um trilho (11). Todo os elementos do dispositivo são fixados e sustentados por uma estrutura (12).[011] As illustrated in the figures above, the Device for Hydroponic Cultivation of Vegetables in Urban Environment, object of this patent, consists of channels (1) with holes (2) at regular intervals to support the vegetables in cultivation (3), suspended by the ends on rails (4), in such a way that the channels move, pulled by a system of belts, gears or similar, manually activated or through motorization, at the user's command. The channels (1) receive the nutrient solution (mixture of water and nutrients) through the irrigation pipe (5), coming from the reservoir (6), driven by a pump (7). The nutrient solution passes through the channel (1) irrigating the roots of the vegetables (3) and is collected by the return pipe (8), conducted back to the reservoir (6), thus closing the cycle. The irrigation pipe (5) drips the nutrient solution over the first of the holes (2) of each channel (1), through which it circulates along the entire length by gravity, provided by a drop that directs the flow to the opposite direction. . At this opposite end of each channel (1), there is a hole at the bottom, under which the return pipe (8) is positioned. In this way, the nutrient solution that crossed the entire length of the channels (1), moistening the roots of all the vegetables in cultivation, drips onto the return pipe (8), to return to the reservoir (6). There is also protection against rain or excessive sun, offered by a cover (9), made of translucent material with different degrees of light passage, to be selected according to the location and species cultivated, and which remains wound on a coil (10) when out of use, and when in use it is moved along a rail (11). All device elements are fixed and supported by a structure (12).

[012] Nos momentos de plantio, inspeção, manutenção ou colheita, as canaletas (1) são movimentadas ao longo dos trilhos (4), tracionadas por sistema de correias, engrenagem, ou assemelhados, proporcionando acesso a todas as canaletas do dispositivo, já que a forma fechada do trilhos (4) conduz a primeira canaleta ao fim da fila e a segunda canaleta passa a ser a primeira, e assim sucessivamente, até o acesso a última canaleta.[012] During planting, inspection, maintenance or harvesting, the channels (1) are moved along the rails (4), pulled by a belt system, gear, or the like, providing access to all the channels of the device, since that the closed shape of the rails (4) leads the first channel to the end of the row and the second channel becomes the first, and so on, until the access to the last channel.

[013] Essa forma de agrupamento soluciona as limitações observadas, uma vez que o os trilhos (4) podem ser dispostos na horizontal, vertical ou outra configuração, de forma a conduzir as canaletas até onde o usuário tenha acesso. Como exemplificado na figura 6, o usuário pode alcançar as últimas canaletas (1) de um sistema fixado no telhado de uma casa, mesmo a partir do chão, caso em que o trilho (4), por onde as canaletas (1) são suspensas, segue o desenho da telhado da casa, conduzindo as canaletas (1) até uma altura acessível para o usuário. De forma semelhante, os trilhos podem ser instalados na vertical, em paredes externas, por exemplo na lateral de um prédio, caso em que o desenho do trilho permite que este conduza as canaletas até a laje superior ou até um piso onde o usuário tenha acesso.[013] This form of grouping solves the limitations observed, since the rails (4) can be arranged horizontally, vertically or in another configuration, in order to lead the channels to where the user has access. As exemplified in figure 6, the user can reach the last channels (1) of a system fixed to the roof of a house, even from the ground, in which case the rail (4), through which the channels (1) are suspended , follows the design of the roof of the house, leading the channels (1) to a height accessible to the user. Similarly, the rails can be installed vertically, on external walls, for example on the side of a building, in which case the rail design allows it to lead the channels to the upper slab or to a floor where the user has access. .

[014] O número de canaletas e suas dimensões, bem como a configuração do trilho, da estrutura, as dimensões do reservatório, a potência das bombas e o sistema de correias, engrenagem ou assemelhados que movimenta as canaletas, e o material da cobertura podem variar para atender diferentes necessidades e se adaptar ao espaço disponibilizado para o cultivo.[014] The number of channels and their dimensions, as well as the configuration of the rail, the structure, the dimensions of the reservoir, the power of the pumps and the belt system, gear or similar that moves the channels, and the covering material can vary to meet different needs and adapt to the space available for cultivation.

[015] O Dispositivo para Cultivo Hidropônico de Vegetais em Ambiente Urbano, apresenta, como inovação, o princípio de canaletas móveis suspensas em trilhos. O efeito técnico desta inovação é tornar o equipamento muito mais compacto do que os similares encontrados no estado da arte, por prescindir dos corredores para circulação dos operadores entre as canaletas. Outro efeito técnico da inovação é permitir que seja construído sobre áreas normalmente ociosas de construções urbanas, como telhados, lajes e paredes externas, pois o sistema móvel conduz as canaletas até um ponto acessível ao operador. Dessa forma, apresenta a vantagem de viabilizar o cultivo em áreas urbanas densamente povoadas.[015] The Device for Hydroponic Cultivation of Vegetables in Urban Environment, presents, as an innovation, the principle of mobile channels suspended on rails. The technical effect of this innovation is to make the equipment much more compact than similar ones found in the state of the art, as it does away with aisles for operators to circulate between the channels. Another technical effect of the innovation is to allow it to be built on normally idle areas of urban constructions, such as roofs, slabs and external walls, as the mobile system leads the ducts to a point accessible to the operator. Thus, it has the advantage of enabling cultivation in densely populated urban areas.

Claims

Device for Hydroponic Cultivation of Vegetables in Urban Environment, characterized by a system of mobile channels (1), suspended on rails (4).

Device for Hydroponic Cultivation of Vegetables in Urban Environment, according to claim 1, characterized by the mobile channels (1) moving along rails (4) moved by a belt system, gear or similar, pulled manually or through motorization.

Device for Hydroponic Cultivation of Vegetables in an Urban Environment, according to claim 1, characterized by rails (4) that lead the channel (1) in a closed circuit, where the first channel goes to the end of the sequence and the second assumes its position and and so on, giving access to all channels.

Device for Hydroponic Cultivation of Vegetables in an Urban Environment, according to claim 1, characterized in that the rails (4) can be built in different formats and positions, to suit the surface where they will be fixed, and can be fixed horizontally, vertically or any other way. disposition.

Device for Hydroponic Cultivation of Vegetables in Urban Environment, characterized by cover (9) to protect from rain or excessive sun, composed of fabric or similar material, wound in coil (10) when not in use.

Device for Hydroponic Cultivation of Vegetables in Urban Environment, according to claim 4, characterized by the optional canvas cover, moving on a rail (11) to cover the vegetables in cultivation, in times of need.