BR112019020016A2 - dispositivo de desativação de ervas daninhas - Google Patents

Abstract

a presente invenção refere-se a um dispositivo de desativação de ervas daninhas que compreende pelo menos um eletrodo, por meio do qual pelo menos um eletrodo é direcionado às ervas daninhas. o dispositivo de ativação de ervas daninhas permite o controle das ervas daninhas sem a utilização de herbicidas venenosos.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para DISPOSITIVO DE DESATIVAÇÃO DE ERVAS DANINHAS.

[0001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de desativação de ervas daninhas, o qual compreende pelo menos um eletrodo, por meio do qual pelo menos um eletrodo é direcionado para as ervas daninhas.

[0002] A fim de controlar as ervas daninhas em plantações ou em campos de colheita, é bem conhecido o uso de herbicidas, os quais, até um certo grau, têm efeitos específicos sobre a planta. Embora as colheitas desejadas sejam menos sensíveis aos herbicidas usados, as ervas daninhas indesejadas deterioram devido ao efeito venenoso do herbicida. Para controlar a poluição de herbicidas de um ambiente, também é bem conhecida a produção dos mesmos de uma maneira que se deterioram quimicamente por meio da radiação ultravioleta do sol ou pelo metabolismo microbicida. Embora os herbicidas sejam biodegradáveis ou degradem por meios físicos, a poluição dos herbicidas é uma séria ameaça à biosfera.

[0003] A fim de superar a poluição dos herbicidas, seria desejável desativar as ervas daninhas não desejadas por outros meios que não as substâncias venenosas.

[0004] Esse problema em particular pode ser resolvido por um dispositivo de desativação de ervas daninhas que compreende pelo menos um eletrodo, por meio do qual pelo menos um eletrodo é direcionado às ervas daninhas.

[0005] De modo ideal, a eficácia da eletrocussão das plantas pode ser considerada como sendo binária, ou seja, como tendo dois estados: a planta está morta ou não está morta. A eficácia pode ser considerada como a relação entre o consumo de energia fatal necessária na raiz de uma planta individual e o volume do sistema de raízes. Esta relação

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2/23 pode variar um pouco de planta para planta e devido às condições (temperatura, umidade, etc.), mas o consumo de energia fatal necessário é proporcional ao volume das raízes da planta:

C(n) E(n raiz)

Ap(n raiz) em que

C(n) é a Constante de Sensibilidade Elétrica de uma planta específica, em determinadas condições;

E (n raiz) é o Consumo de Energia na raiz de uma planta N; Ap (n raiz) é o Volume do sistema de raízes da planta N.

[0006] De uma perspectiva teórica, as plantas podem ser vistas como tendo duas resistências em série. A eficácia no controle de uma planta sistêmica é a consequência direta da mortandade do sistema de raízes da planta, e não do sistema aéreo. Uma planta pode se recuperar se o seu sistema aéreo for danificado, mas certamente morrerá se o seu sistema de raízes não puder enviar nutrientes ao restante da planta, que necessariamente irá perecer devido à deficiência de nutrientes.

[0007] A resistência total de uma planta [Rn] é uma soma das duas resistências, Rn aérea e a Rn das raízes.

Rn ™ Rn aérea + Rn das raízes

Rn aérea: Diminui a sensibilidade de uma planta individual à remoção elétrica das ervas daninhas

Rn das raízes: Aumenta a sensibilidade de uma planta individual à remoção elétrica das ervas daninhas [0008] Rn aérea representa a resistência elétrica de partes da planta no ar e Rn das raízes representa a resistência elétrica de partes da planta no solo (Figura 21).

[0009] Diferentes espécies de plantas têm um consumo de energia por planta individual mínimo diferente. Considerando a resistência total da planta (Rn) como a soma das duas resistências, a Rn aérea e a Rn das raízes, como uma consequência direta da Lei de Ohm, ou seja, a

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3/23 tensão elétrica U é proporcional à corrente elétrica I e à resistência elétrica R em um sistema.

Lei de Ohm: U = I * R [0010] Do que pode ser derivado que a quantidade de corrente (I) que flui através da planta como um todo será U/Rn.

uma vez que a potência é dada por:

P = t/*/ e a energia é a potência aplicada no tempo, dada por:

E~P*t [0011] Portanto, dada uma voltagem U e ajustada uma quantidade de tempo de aplicação dessa voltagem, uma resistência total mais baixa Rn significa mais fluxo da energia através da planta como um todo, de acordo com a equação abaixo:

E V²

Rn [0012] Portanto, os aumentos na resistência total da planta são inversamente proporcionais ao consumo de energia.

[0013] Em relação ao consumo de energia pela planta individual e diferente por espécie de planta individual, a razão da sensibilidade da planta individual devido ao volume do sistema aéreo/volume do sistema de raízes também varia. Dado um ajuste da resistência total da planta Rn e um ajuste da energia aplicada, uma vez que o objetivo é matar o sistema de raízes da planta e não o sistema aéreo, a energia consumida no sistema de raízes (Εή é influenciada pela energia consumida no sistema aéreo (Ea):

E = Ea + Er ~ V^aérea.* f * Vedasraízes.* t

Rn aérea Rn das raízes portanto, a energia total consumida no sistema de raízes é:

Ef-E- V²aérea*t

Rn aérea

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Er=E-l²*R²n_aérea*_t

Rn aérea

Er ⁼ E - I² * Rn aérea * t em que a corrente (I), o tempo aplicado (t) e o fluxo de energia total (E) são ajustados.

[0014] Por causa disso, uma resistência do sistema aéreo mais baixa (R_n aérea) significa um maior consumo de energia nas raízes e, consequentemente, uma sensibilidade da planta individual mais alta à remoção elétrica das ervas daninhas. A resistência totai (Rn) é a soma da resistência do sistema aéreo e da resistência do sistema de raízes

Rn ⁼ Rn aérea + Rn das raízes [0015] Considerando que a planta estará morta se as raízes forem mortas, independentemente do que acontecer com o sistema aéreo, é verdadeiro que, para uma dada resistência total (Rn), a resistência do sistema de raízes mais alta significa a resistência do sistema aéreo mais baixa. Portanto, a R_n aérea diminui a sensibilidade de uma planta individual à remoção elétrica das ervas daninhas uma vez que a R_n aérea é mais alta, e a R_n das raízes aumenta a sensibilidade individual à remoção elétrica das ervas daninhas uma vez que a das raízes é mais alta.

[0016] Também pode ser verificado que a existência de mais folhas em uma planta individual significa maior área de contato, portanto, mais folhas significa menos resistência aérea, e mais raízes significa mais área de contato, portanto, mais raízes significa menos resistência das raízes.

[0017] A seguir, as variáveis elétricas de um sistema de eletrocussão de plantas perfeito e suas interações são definidas em uma base matemática. Com a descrição matemática a seguir, as relações entre as resistências do sistema e como diferentes solos e plantas podem afetar a eficácia do sistema podem ser mais bem compreendidas. As conclusões podem explicar e determinar os fatores de influência para a eficácia do sistema. Em alguns casos, um único aplicador pode tocar mais

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5/23 de uma planta ao mesmo tempo. Nesses casos, a energia consumida será dividida por todas as plantas tocadas pelo aplicador. A equação para definir a Resistência Equivalente das resistências paralelas é:

= Σ 1

Rpt Rpn [0018] O circuito resistivo de eletrocussão de plantas é formado pela resistência do solo somada com as resistências paralelas compostas pelas plantas tocadas por um único aplicador, tal como no diagrama da Figura 1.

[0019] Um sistema ideal de eletrocussão de plantas deve ter as características a seguir, com respeito à Figura 1:

- a voltagem do sistema é definida pelo lado secundário do transformador,

- o sistema aplica a potência nominal o tempo todo,

- a voltagem se ajusta imediatamente para garantir que ele opera à potência nominal quando a carga resistiva de saída está variando,

- o fator de energia deve ser 1.

[0020] Isso significa que, nesse sistema ideal:

Pt= V * [0021] A seguir, o consumo de energia de uma planta individual em um sistema de plantas é examinado. Através de testes de laboratório, foi verificado que a quantidade letal de energia para uma planta de folhas largas média de 0,15 m geralmente varia de 100 a 1.000 (cem a mil) joules. Em um equipamento de eletrocussão de plantas perfeito, a própria voltagem do transformador U se ajusta a cada momento à resistência total variante Rt para garantir que, com um fator de energia unitário, seu consumo de energia seja igual à capacidade da potência total. A potência real disponível para a eletrocussão da planta é a potência total empregada pelo sistema, menos a potência consumida pela resistência do solo:

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P_tp = p_t-R_sr_t [0022] E a potência resultante deve ser consumida pela planta N ou por todas as plantas restantes, com exceção da planta N:

Ptp = RrJ²n + REqt-_nl²t-n [0023] Portanto, a potência disponível para matar qualquer planta específica é determinada como a potência total menos a potência perdida no solo, menos a potência usada para eletrocutar outras plantas.

RnPn ~ Pt ~~ RsPt ~~ REq_t-nPt-n [0024] De acordo com a Lei de Ohm, isso também pode ser visto como:

XPp/Rn y2/Rt ~~ V^s/Rs - ^p/Rt-n [0025] Portanto, pode-se concluir que o consumo de energia pela planta N é:

- proporcional à Potência total: V²

- proporcional ao tempo de exposição: t

- inversamente proporcional à velocidade de aplicação, o que implica uma redução proporcional do tempo de exposição.

[0026] Desse modo, também se pode concluir que, então sob a condição de nenhuma mudança adicional:

- uma resistência mais alta do solo diminui a eficácia;

- uma resistência mais alta da planta N diminui a eficácia;

- resistências mais altas no sistema da planta, excluindo a planta N, aumentam a eficácia.

[0027] Também se pode concluir que um sistema com plantas que possuem resistências elétricas similares e sistemas aéreos/de raízes similares terão uma eficácia distribuída mais uniformemente.

[0028] Em uma demonstração adicional, a luz é irradiada em termos de eficácia com tipos diferentes de uso da potência. Na Patente Japonesa JP 19.991.130, Sayyou estudou a eletrocussão de plantas até ~ 1 kHz e verificou que a eficiência aumenta com a frequência até mais ou

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7/23 menos a mesma eficiência da C.C. Em experimentações recentes, Sayyou verificou que ela se estabiliza mais ou menos à mesma eficiência, mesmo se frequências mais altas forem usadas. O teor da descrição da Patente Japonesa JP 19.991.130 faz parte da presente descrição. [0029] Com os ensinamentos de Sayyou, ainda é uma questão aberta saber como plantas diferentes reagem com frequências diferentes quando plantas individuais são levadas em consideração. É esperado que plantas diferentes tenham características resistivas diferentes e, portanto, é um desafio difícil para a engenharia mudaras frequências de aplicação convenientes a cada pianta única quando da remoção de grandes quantidades de ervas daninhas das plantas de uma só vez.

[0030] Os sistemas prévios da técnica anterior geralmente compreendiam alguns ou todos os componentes a seguir: uma fonte de energia sinusoidal para o sistema. Essa geralmente pode ser um grupo de geradores, um alternador acoplado a um trator, uma saída de energia ou qualquer outra fonte de energia eiétrica. Um indutor de CLR para proteger contra fluxos de sobrecorrente e aumentar o fator de energia. Esta etapa do circuito também pode conter/incluir: fusíveis, um disjuntor, um disjuntor termomagnético. Além disso, um sistema de controle de energia é compreendido por relés de estado sólido ou por outro PWM (modulador da largura de pulso) ou por componentes de controle de energia, geraimente controlados por software ou por calibração manual. Além disso, um sistema de transformador garante a voltagem apropriada para a remoção elétrica das ervas daninhas, e a energia/voltagem usual das fontes de energia sinusoidal estão na faixa de 100 a 1.000 V, e a remoção elétrica das ervas daninhas requer de 1.000 a 20.000 V. Além disso, uma ponte de retificação composta de diodos e capacitores para reduzir a necessidade de diferentes aplicadores, para melhorar a eficiência e o desempenho da remoção das ervas daninhas e para tor

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8/23 nar o mesmo mais simples a fim de construir mecanicamente aplicadores cujos polos estejam a uma mesma distância (e, portanto, mais ou menos a mesma resistência elétrica) uns dos outros.

[0031] Há questões e desafios relativos aos sistemas elétricos de remoção de ervas daninhas previamente mencionados. Por causa das características elétricas (em vez de eletrônicas) da maioria dos sistemas anteriores que funcionam com frequências relativamente baixas (geralmente de 50 a 65 Hz), esses sistemas apresentam: um peso muito grande, um tamanho muito grande, não se auto ajustam de modo a evitar problemas, e melhorar a eficiência e a eficácia, não apresentam nenhuma sinergia com desenvolvimentos recentes de novos sensores e tecnologias eletrônicas de alta potência. Eventualmente, nenhum componente funciona com frequências muito mais altas.

[0032] Essas características causaram outros desafios que limitaram bastante a aplicação dessa tecnologia no mercado. Algumas das questões mais comuns são:

[0033] O CLR (e também os dispositivos fusíveis e os disjuntores de circuito térmico-magnéticos) provê uma estratégia para limitar a corrente em todo o sistema, mas não faz nada para controlar a mesma, nem para garantir que o sistema funcione com um desempenho e/ou um consumo/qualidade de energia que seja o ideal ou que esteja próximo dele.

[0034] Grandes imperfeições na aplicação (algumas plantas não são eletrificadas por causa do grande tempo desligado) inerentes à baixa frequência dos sistemas de controle de energia, que não podem funcionar em frequências muito mais altas do que o componente de geração de energia (de 50 a 65 Hz); dificuldades para ajustar a corrente apropriada através do PWM, uma vez que a baixa frequência é traduzida como uma alta variação do consumo de energia no componente de geração de energia (alternador, saída de energia, etc.).

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9/23 [0035] A impossibilidade inerente de autoajustar a voltagem para cada realidade de resistência elétrica da planta-solo variante, de maneira a garantir que a energia contínua e/ou a energia apropriada seja aplicada; o grande tempo de ciclo e de resposta devido à baixa frequência do sistema (no controle da PWM, que não pode ter frequências muito mais altas do que a fonte de energia) causa desvios inevitáveis da potência nominal (e, portanto, de energia, de eficiência e de eficácia do sistema) - a resistência elétrica do sistema de planta-solo pode mudar mais rapidamente do que o sistema pode se autoajustar, especialmente se tal equipamento funcionar mais rapidamente e/ou tiver uma grande largura.

[0036] Os ajustes do PWM na faixa de frequência da formação de arco voltaico (faíscas) e acima do tempo para deionizar o ar (de 0,1 a 100 ms) podem influenciara criação de faíscas indesejadas, que podem começar a incendiar se a aplicação for feita em grandes quantidades de matéria orgânica seca.

[0037] Devido ao tamanho, ao custo, ao peso e à natureza inerentes dos transformadores tradicionais de 50 a 65 Hz, é um desafio para a engenharia subdividir o aplicador em grandes quantidades de transformadores a serem controlados individualmente - isso causa aplicações desiguais por toda a extensão do sistema, uma vez que uma parte do aplicador pode ter acesso a uma resistência elétrica completamente diferente de outra, fazendo com que algumas partes apliquem muita energia, enquanto outras aplicam muito pouca (possivelmente não o bastante para matar as plantas invasivas indesejadas).

[0038] Os transformadores tradicionais de 50 a 65 Hz são muito pesados e caros.

[0039] Por causa da falta de controle de energia e da falta de atenuação do consumo de energia, o consumo de energia pode mudar ra

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10/23 pidamente e retroinfiuenciar a frequência da geração de energia (frequência do alternador) - isso pode não só danificar os componentes da geração de energia, mas pode causar mudanças rápidas na frequência e na voltagem por todo o sistema, uma vez que alguns alternadores não podem autoajustar a voltagem rápido o bastante para responder à mudança.

[0040] As variações potenciais na voltagem podem causar problemas ou danos, especialmente nos sistemas de controle de energia (relês de estado sólido) e nas pontes de retificação.

[0041] Os problemas acima têm soluções diferentes, mas é importante considerar que a maioria dos problemas provém do fato de que a tecnologia anterior era elétrica, e não eletrônica, e sem nenhum tipo de telemetria ou autorregulação.

[0042] A seguir, é discutido um circuito de remoção de ervas daninhas eletrônico. O circuito básico de tal sistema é compreendido de pelo menos dois dos componentes a seguir: um alternador ou outra fonte de energia de C.A., um CLR para limitar a corrente, um retificador ou uma ponte de retificação para fornecer a C.C. ao conversor de C.C./C.A. (geralmente um inversor de ponte-h de onda retangular), um banco de capacitores para prover e reduzir a ondulação de voltagem para o conversor de C.C./C.A. (geralmente um inversor de ponte-h de onda retangular) e um transformador. Alternativamente, o alternador, o CLR e o retificador podem ser substituídos por uma única fonte da alimentação de C.C. ou um outro similar.

[0043] Essencialmente, esse circuito elétrico de remoção de ervas daninhas básico permite a solução potencial dos problemas relacionados aos projetos de circuito de remoção de ervas daninhas elétricos anteriores, tal como indicado previamente e descrito a seguir. Nos sistemas anteriores que operam em frequências mais baixas, o controle da

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11/23 corrente é feito tradicionalmente através do uso de relés de estado sólido. Esses relés não podem operar a frequências muito mais altas do que aquelas da fonte de energia de C.A. sem interferir em cada ciclo da fonte de energia (de 50 a 65 Hz). Isso pode provocar grandes imperfeições na aplicação (algumas plantas não sâo controladas corretamente por causa do grande tempo desligado). Por exemplo: um intervalo de um só tempo em um ciclo de 50 Hz em um equipamento que funciona a 5 km/h significa um desvio de 2,77 cm. Considerando que as plantas pequenas podem ter menos de 2,77 cm, tal intervalo deve impediría totalmente que algumas plantas fossem controladas através de eletrocussão. Uma vez que o conversor de C.C./C.A. do estágio tecnológico (geralmente um inversor de ponte-h de onda quadrada) permite frequências da ordem de 1 kHz a 1 MHz, os problemas relacionados à baixa frequência do sistema de controle de corrente não são relevantes quando é utilizada a tecnologia de controle de corrente aqui proposta. A ideia é controlar os pulsos no conversor de C.C./C.A. (geralmente um inversor de ponte-h de onda quadrada) e, portanto, a corrente total do sistema, que nunca tinha sido usada antes para o controle elétrico de planta invasivas. Um exemplo simples do controle de corrente da PWM idealizado é mostrado na Figura 2.

[0044] Se funcionar sem nenhum amortecedor, grandes períodos de liga-desliga (especialmente se superiores a 10 ms) podem causar uma diferença enorme no consumo de energia no componente de geração de energia. Essa diferença pode ser traduzida em tensão do componente mecânico e elétrico e em perda de superaquecimento. Um tempo longo de períodos desligados para o controle da corrente média (ponto acima) pode causar isso, mas também podem os outros controles sobre a PWM, tal como o controle de faíscas, as paradas de proteção, etc. Este efeito é bastante atenuado através do banco de capacitares, que funciona como um amortecedor de consumo de energia entre

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12/23 a fonte de energia e o conversor de C.C./C.A. (geralmente, um inversor de ponte-h de onda quadrada). Em períodos de tempo curtos, o banco de capacitores serve como uma reserva de energia se o consumo for momentaneamente maior do que a geração e a outra maneira ao redor. A desvantagem desse sistema é o alto fluxo de corrente no banco de capacitores para dar a carga inicial ao começar ou reiniciar o sistema. Ao ligar ou reiniciar o equipamento, o fluxo de corrente no banco de capacitores pode ser muito alto e requerer componentes de geração de energia.

[0045] Para atenuar isso, é necessário ter um atenuador de consumo no momento de carga do banco de capacitores. Isso pode ser controlado eletronicamente ou através um circuito resistivo simples.

[0046] A solução eletrônica compreende um transistor de alta potência e de alta velocidade (Mosfet, IGBT, etc.) para controlar a PWM em momentos de consumo de corrente muito altos. Este transistor deve ser controlado pelo sistema de controle e fornece uma garantia de que os componentes de geração de energia não sofrerão com os problemas de sobrecarga, Figura 3. Esse Atenuador de Consumo do Banco de capacitores do controle de corrente em particular, IGBT, pode ser controlado dinamicamente da saída de um amperímetro com um sinal digital acoplado ao sistema de controle ou apenas se tornar ativo sempre que o sistema iniciar ou reiniciar. Um exemplo idealizado de quanto a corrente pode atravessar, uma vez que o Atenuador de Consumo do Banco de capacitores está em funcionamento. A frequência de modulação para a faixa do Atenuador de Consumo do Banco de capacitores deve ser de 1 kHz a 1 MHz.

[0047] Alternativamente, uma solução mais barata e mais robusta consiste em usar um circuito de pré-carga que garanta que, quando a corrente é muito alta, a carga atravesse uma resistência elétrica que diminui o fluxo da corrente. Depois que o banco de capacitores alcança

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13/23 um certo nível de carga e a fonte de energia pode prover uma corrente suficiente, o circuito é fechado (curto-circuitado em torno da resistência elétrica). O controle do interruptor que permite o fluxo livre em torno da resistência pode ser feito automaticamente através da leitura de um amperímetro que provê informação sobre o consumo de corrente, através de um temporizador ao iniciar ou ao reiniciar, ou uma combinação de ambos. Figura 5.

[0048] Embora a primeira abordagem a múltiplos eletrodos tenha sido feita na Patente Brasileira PI 0.502.291, há uma diferença importante entre os ensinamentos da PI 0.502.291 e os métodos atuais. Devido ao grande tamanho dos transformadores tradicionais de 50 a 65 Hz, é difícil controlar a energia em um segmento menor, que teria de ser conectado a somente um transformador cada, para não causar o contrafluxo de um transformador em outro. Isso faz com que a qualidade da aplicação seja desigual, especialmente quando algumas plantas apresentam um trajeto de baixa resistência elétrica, deixando outras plantas sem energia suficiente para um bom controle de qualidade em toda a amplitude do aplicador. Esta tecnologia alterna a potência total através de cada transformador e eletrodo respectivo no sistema, concentrando a energia em uma quantidade diminuída de plantas em cada ciclo de comutação, que deve estar entre 0,01 e 2,0 segundos. Esta tecnologia tem o objetivo declarado de diminuir a quantidade total de energia necessária para eletrocutar um grande número de plantas simultaneamente. Embora a reivindicação tenha valor prático para os sistemas de 50 a 65 Hz com poucos transformadores, a tecnologia limita bastante o número potencial de transformadores que podem ser usados simultaneamente: se houver x transformadores, para que seja possível comutar um transformador individualmente, há a necessidade de desligar os transformadores x-1. Em um exemplo prático em que há 50 transformadores individuais (o caso de um equipamento potencial para uma grande

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14/23 área de soja no Brasil, por exemplo) a ser controlados individualmente, mesmo ao usar a quantidade mínima de comutação pontual para cada transformador (0,01 segundo), deve levar 0,5 segundo para que o mesmo eletrodo ficasse ativo outra vez. Se o dito equipamento tivesse que se deslocar a 5 km/h (1,4 m/s), que é uma velocidade razoavelmente padrão para um equipamento agrícola, o segmento do eletrodo de exemplo atravessaria 0,7 metro antes de ficar ativo outra vez. Uma vez que a maioria das plantas invasivas a ser controladas ou eletrocutadas têm um tamanho abaixo de 0,7 m, este método não é realístico para quantidades maiores de transformadores paralelos/segmentos de eletrodos. Além disso, o sistema considerou um transformador trifásico, que precisou de um conversor de C.A./C.C. para minimizar a necessidade de eletrodos para cada transformador. Um transformador precisaria de três pontos diferentes de contato (A, B e C) - eletrodos - o que o torna conveniente para o conversor de C.A./C.C., uma vez que diminuiu esta quantidade para dois eletrodos (+ e -). Um circuito simplificado para a comutação única de um transformador usando a tecnologia descrita no documento PI 0.502.291, na faixa de 2 a 100 Hz (0,01 a 2,0 segundos), é mostrado na Figura 6. Alternativamente, a tecnologia aqui descrita não preconiza a comutação ligada a somente um transformador individual de cada vez. Através de uma tecnologia similar indicada no Atenuador de Consumo do Banco de Capacitares, o controle de corrente do transformador individual (Modulação de Densidade de Pulso PDM) proporciona um controle de corrente individual para cada transformador e seu eletrodo correspondente. O controle de corrente do transformador individual modula os próprios ciclos, uma vez que a frequência de controle de corrente do transformador individual deve ser menor do que a frequência do conversor de C.C./C.A. do sistema (geralmente inversor de ponte-h de onda quadrada). Um circuito simplificado é mostrado na Figura 7.

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15/23 [0049] Um formato de PWM idealizado da PWM combinada do conversor de C.C./C.A. (geralmente um inversor de ponte-h de onda quadrada) e do controle de corrente da PDM do transformador individual são mostrados na Figura 8.

[0050] Ao contrário do Atenuador de Consumo do Banco de Capacitores, que modula a C.C. através da PDM e da tecnologia descrita no documento PI 0.502.291 - equipamento de comutação eletrônico para a eletrocussão de ervas daninhas, cuja modulação fica mais ou menos na mesma faixa de frequência que a frequência principal (de 0,5 a 100 Hz e de 50 a 65Hz), o Controle de Corrente da PDM do Transformador Individual modula na faixa proposta de 100 Hz a 10 kHz. Esta própria frequência, embora necessariamente menor do que a frequência do conversor de C.C./C.A. (geralmente um inversor de ponte-h de onda quadrada), está em uma faixa muito mais alta do que essa proposta no documento PI 0.502.291 - Equipamento de comutação eletrônico para a eletrocussão de ervas daninhas. Deve ser considerado que nessa ocasião não havia nenhuma tecnologia barata disponível para fazer uma PDM na frequência proposta pelo Controle de Corrente da PDM do Transformador Individual.

[0051] Considerando isso, ceteris paribus, o tamanho do transformador é inversamente proporcional à frequência, e os conversores de C.C./C.A. de frequência mais alta (geralmente um inversor de ponte-h de onda quadrada) (de 1 kHz a 18 kHz ou mais) permitem o uso de transformadores muito menores, tomando praticável e possível usar um número maior de transformadores de energia menores.

[0052] A combinação do Controle de Corrente da PDM do Transformador Individual e o uso de conversores de C.C./C.A. de frequências mais altas (geralmente um inversor de ponte-h de onda quadrada) torna possível não somente dividir a energia entre os segmentos, mas contro

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16/23 lar a corrente individualmente em cada segmento com precisão dinâmica através do controle de PWM da C.A. de saída do conversor de C.C./C.A. (geralmente um inversor de ponte~h de onda quadrada). Há duas razões principais para a adoção desta topologia, que nunca foi usada antes para o controle elétrico de plantas invasivas: A redução da tensão do transistor e a possibilidade de ajustar dinamicamente a voltagem na entrada de C.C. dos conversores de C.C./C.A. (geralmente um inversor de ponte-h de onda quadrada), ajustando a entrada da voltagem no primário do transformador (portanto, no secundário, como resultado) para garantir a continuidade de uma energia estável no transformador secundário, mesmo com uma resistência elétrica que muda dinâmica e rapidamente (sistema resistivo elétrico da planta-solo), que é feita através de uma topografia de circuito de PFC Boost, Buck ou BuckBoost, Figura 9. A carga da saída comporta-se como uma resistência variável, então quando o valor da resistência diminui, a corrente secundária aumenta proporcionalmente, levando à necessidade de diminuir a voltagem secundária para manter a mesma energia. A estratégia de controle funciona para manter o sistema operando nessas condições: quando o valor da corrente de carga muda, os transistores nesses circuitos PFC específicos que comandam a estratégia de controle mudarão os parâmetros, modificando a voltagem da saída de C.C., e adaptando seu valor para manter constante a energia que será transferida à carga.

[0053] O uso da onda retangular em transformadores de alta frequência: Este é o formato de onda que um inversor pode produzir. A desvantagem é que as ondas retangulares têm componentes harmônicos que podem mudar drasticamente o comportamento da voltagem na bobina secundária do transformador, especialmente quando fica voltada para um circuito aberto.

[0054] Uma vez que qualquer sistema elétrico de remoção de ervas

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17/23 daninhas pode atravessar um trajeto de resistência elétrica muito alta, isso pode ser visto, de um ponto de vista da bobina do transformador secundário, como um circuito aberto. Este fato torna a presença de uma Estratégia de Limitação do Pico de Voltagem crucial para o uso seguro de um equipamento. Os picos causados pelas interações harmônicas são exemplificados na Figura 10.

[0055] A ressonância em série (entre a indutância de dispersão e a capacitância do enrolamento) é estimulada em uma situação de carga aberta, causando grandes picos de voltagem e comportamento indesejado.

[0056] A figura a seguir mostra a voltagem secundária para um transformador, para a carga nominal quando ocorre uma situação de carga aberta. Os picos de voltagem alcançam mais de 10 KV, quando a saída nominal esperada era menor do que 5 kV (Figura 11).

[0057] Há três alternativas para a limitação desses picos. Como primeira alternativa, se o transformador tiver uma indutância de dispersão pequena, um indutor externo pode ser adicionado em série com o transformador e usado para comprimir os picos de voltagem no máximo iguais ao enlace de C.C. Essa solução tem a vantagem de ser muito robusta, mas a desvantagem de precisar de um transformador de baixa dispersão magnética para funcionar corretamente e reduzir a energia disponível a ser transferida, devido à redução do pico da voltagem em condições nominais.

[0058] Um projeto de circuito simplificado é mostrado na Figura 12: uma simulação para um dado transformador de formato de onda da voltagem sem (acima) e com (abaixo) esse sistema de proteção. Primeiramente, há uma carga no enrolamento secundário, e depois da carga aberta acontece tal como mostrado na Figura 13.

[0059] Para evitar os picos de voltagem, a segunda alternativa consiste em adicionar um circuito retificador em paralelo com os eletrodos

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18/23 na bobina secundária do transformador. Esta solução permite uma limitação de voltagem máxima muito boa e precisa, mas tem a desvantagem de precisar de diodos rápidos (geralmente caros) para os sistemas de alta frequência. O resistor R deve ser alto o bastante para limitar V e não dissipar muita energia, Figura 14. As funções de onda com e sem a carga são quase as mesmas, sem nenhuma voltagem significativa adicionada, Figura 15.

[0060] Como terceira alternativa, a estratégia usada neste caso consiste em remover o componente harmônico da voltagem primária, através do controle da PWM, fazendo uma onda quase-retangular. Isto vai reduzir a estimulação da ressonância e consequentemente o pico de sobretensão. A onda tem uma etapa de voltagem zero que combina com o componente harmônico mais problemático. A vantagem é que esta solução não precisa de nenhum hardware adicional, mas a desvantagem é que provê uma limitação de voltagem mais fraca e, dependendo do tempo e da extensão da etapa de voltagem zero em cada onda, pode prejudicar a energia total que o transformador pode fornecer e a densidade de energia do sistema. O aumento da voltagem com a onda retangular controlada é limitado ao efeito dos harmônicos mais baixos, quando não há nenhuma carga, tal como mostrado na Figura 16.

[0061] Os circuitos novos e inovadores, o software e o desenvolvimento de novos materiais (por exemplo, carboneto de silício para semicondutores e ferrita de cristal para componentes magnéticos permeáveis) permitem o uso de HFT de alto desempenho (transformador de alta frequência). Uma razão usual da tecnologia desenvolvida pode ser considerada como sendo 1 Kg/KVA (0,1 I / densidade de volume de KVA), já considerando o peso do inversor. Esta é uma ordem de redução de magnitude de 10 Kg / densidades de energia de KVA dos transformadores tradicionais de 50 a 65 Hz. O desempenho do sistema se reduz à medida que a frequência aumenta, porque a dissipaçâo de calor

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19/23 aumenta com frequências mais altas no inversor - o que é indesejável. O tamanho e o custo do transformador diminuem à medida que a frequência aumenta (até um ponto) - o que é desejável.

[0062] O tamanho e o custo do transformador se reduzem à medida que a frequência aumenta com influência marginal diminuída. Isto ocorre devido à área ajustada reservada pelos materiais de isolamento, o que não pode ser reduzido com frequências mais altas, e o efeito pelicular, que aumenta o volume do fio necessário para frequências mais altas. Uma alternativa para reduzir o aumento do volume do fio necessário consiste em usar o fio litz, mas a redução tem um iimite, uma vez que cada fio da composição deve ser isolado individualmente com revestimentos, o que consome espaço.

[0063] Por causa desses dois fatos, há uma faixa ideal de frequências onde é possível combinar baixo peso, baixo custo e alta eficiência. Com o uso do carboneto de silício (ou materiais similares), inversores IGBT e núcleos de transformador de componentes magnéticos permeáveis de ferrita cristalina, essa faixa ideal é de 15 a 35 KHz, em que os valores razoáveis são aqueles que variam de 1 a 100 KHz.

[0064] Cada topologia de transformador tem uma relação custo-benefício diferente para frequências diferentes, mas todas as possibilidades unidas criam não uma frequência ideal, mas uma faixa ideal de 15 a 35 KHz.

[0065] Como um exemplo de como essa relação se comporta em um dado HFT fixo em Volume/Welght/Cost Comparison of a 1 MVA 10 kV/400 V Solid-State against a Conventional Low-Frequency Distribution Transformer, documento da autoria de Jonas E. Huber e Johann W. de Kolar, em Power Electronic Systems Laboratory, ETH, Zurique. Os pesquisadores, usando um parâmetro de HFT diferente, mas ainda um tanto comparável, obtiveram o mínimo custo, a máxima densidade de energia e a máxima eficiência entre 3 e 5 KHz, tal como mostrado na

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Figura 17. Naturalmente, isso muda com os parâmetros escolhidos, mas o conceito é válido em qualquer construção.

[0066] Embora composta somente de sistema de bobina/carretel, fio, núcleo, conectores e encapsulamento, a construção de um transformador de alta frequência e de alta energia é a tecnologia do estado da técnica. Na mesma construção, é necessário levar em consideração um grande conjunto de variáveis inter-relacionadas que não interferem umas nas outras de maneira linear. As partes individuais e a relação entre elas devem levar em consideração variáveis tais como (apenas para nomear algumas): perdas do efeito pelicular, C.A. interna, acutância, razão de enrolamento, dispersão térmica, dispersão magnética, permeabilidade magnética do núcleo, resistência física do núcleo, efeitos corona potenciais, tamanho ideal da janela de enrolamento, formato do núcleo, harmônicos em série, harmônicos paralelos, isolamento de alta voltagem em espaços pequenos, divisão da camada, viscosidade da resina.

[0067] Para diminuir a dispersão magnética, o acoplamento entre o primário e o secundário deve ser muito alto e preciso. As bobinas tradicionais são enroladas uma no topo da outra, com papéis isolantes protetores entre as camadas, e esta construção promove pouca dispersão magnética. No HTF isso não é possível porque gera muita capacitância interna, o que, portanto, gera corrente interna, calor e perda de energia. A criação de ranhuras verticais é usada em alguns transformadores de alta tensão, mas no HTF o número necessário de camadas não é viável, por causa da combinação entre tamanho pequeno e alta tensão. Portanto, a solução é combinar 3 a 7 ranhuras organizadas em secundárioprimário-secundário intercaladas com papel isolante entre elas. Esta solução aparentemente simples garante baixa dispersão magnética com baixa capacitância interna. Tal solução nunca foi usada antes para a

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21/23 construção de um transformador de controle elétrico de plantas invasivas. Um exemplo da estrutura de carretei de 3 ranhuras é mostrado na Figura 18.

[0068] Frequências mais altas aumentam o efeito pelicular, fazendo com que a corrente flua desproporcionalmente através da parte externa do fio, em vez de uniformemente através do mesmo. Por causa disso, o fio deve ser o litz organizado. O fio Litz consiste em múltiplos cabos isolados eletricamente uns dos outros.

[0069] Este fato também limita a frequência, uma vez que para frequências mais altas - uma quantidade maior de fios seria necessária e isso reduz a razão condução/material de isolamento, uma vez que calibres de fio menores apresentam mais isolamento para a mesma quantidade de condutor (os fios que compõem o litz devem ser isolados uns dos outros, senão iriam se comportar como sendo apenas um fio). Uma frequência infinita iria requerer uma quantidade infinita de materiais de isolamento para isolar os fios na organização de litz.

[0070] Como exemplo do efeito que isso tem em frequências mais altas, abaixo estão os dados de parâmetro representativos para um cabo de telefone PIC de calibre 24 a 21 °C (70°F):

Frequência (Hz)	R (Ω/cm)	L (mH/km)	G (ps/km)	C (nF/km)
1	172,24	0,6129	0,000	51,57
1k	172,28	0,6125	0,072	51,57
10k	172,70	0,6099	0,531	51,57
100k	191,63	0,5807	3,327	51,57
1M	463,59	0,5062	29,111	51,57
2M	643,14	0,4862	53,205	51,57
5M	999,41	0,4675	118,074	51,57

[0071 ] Esta solução aparentemente simples (fios litz) é a chave para o uso de transformadores de alta frequência, uma vez que aumenta bastante a área de superfície de um corte ortogonal, portanto, aumentando

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22/23 a corrente máxima que pode atravessar um fio de alta frequência de um raio ajustado. Tal solução nunca foi usada antes para a construção de um transformador para controle elétrico de planta invasivas. Normalmente os cabos são torcidos ou trançados, mas um caso sem nenhuma torção é mostrado na Figura 19.

[0072] O encapsulamento a vácuo geralmente eletrônico acontece usando um método simples de derramamento em um recipiente. Isto é fácil e barato de fazer, mas apresenta dois problemas com o HTF: cria uma grande camada de resina que isola termicamente o transformador, fazendo com que ele inevitavelmente superaqueça com o tempo, e não penetra em camadas mais profundas por causa do tamanho pequeno e do estreitamento dos componentes. Por causa desses fatos, uma bolsa de vácuo é usada onde a resina permanece a uma pressão de ar normal. A entrada da resina de baixa viscosidade deve ser no ponto central mais baixo do carretei e a sucção do vácuo no ponto central mais alto para garantir que a resina atravesse todo o volume do transformador antes de alcançar o ponto de saída de ar. O fluxo vai contra a gravidade para garantir que não haja nenhuma bolha de ar. Esse processo garante que não só não haja nenhum ar dentro do transformador, mas que também não haja nenhum espaço vazio. Ambos podem contribuir para os efeitos corona e os problemas de isolamento. Bolsas e formas podem ser usadas. As bolsas têm a vantagem de que nenhuma resina extra é necessária, e as formas têm a vantagem de que são reutilizadas várias vezes. Vide a Figura 20.

[0073] Por um lado, os sensores determinam as estruturas (ervas daninhas) que serão destruídas eletricamente, mas ao mesmo tempo também podem determinar as estruturas (plantas úteis) que devem permanecer. Isto significa que a destruição proposital das estruturas é suficiente, e com isso as estruturas úteis podem permanecer e não ser destruídas.

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23/23 [0074] Tal circuito de controle já é embutido na tecnologia de controle de energia do transformador individual, e só é necessário que o sensor externo faça com que funcione. Isso também significa que o veículo transportador viaje de tal maneira que alcance as estruturas das ervas daninhas com seus aplicadores e não prejudique as estruturas úteis, sem levar em conta se o veículo é parcialmente autônomo ou se é autônomo. Tais sistemas existem para movimentações autônomas em geral, mas até então sem relação com a eletrocussão.

[0075] Além disso, uma vez que o conceito é controlar eletronicamente os parâmetros de remoção de ervas daninhas (frequência, corrente, voltagem, picos de voltagem, potência, energia, localização mecânica dos eletrodos, continuidade da aplicação e faíscas) através de um circuito integrado programável (PIC), isso abre a possibilidade de incluir sensores na tecnologia que influenciam os parâmetros de uma maneira que permita usos novos, mais precisos, mais eficientes e mais eficazes.

Claims (45)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Dispositivo de desativação de ervas daninhas, compreendendo pelo menos dois eletrodos, por meio do qual pelo menos um eletrodo é direcionado às ervas daninhas, caracterizado pelo fato de que

   - pelo menos um eletrodo é alimentado com energia elétrica por pelo menos uma fonte de alimentação elétrica,

   - pelo menos uma fonte de alimentação elétrica compreende pelo menos um inversor de ponte-h eletrônico para a conversão de C.C./C.A., criando a corrente C.A. de onda retangular,

   - a inversão ocorre em frequências acima de 1,0 kHz.
2. 2. Dispositivo de desativação de ervas daninhas, compreendendo pelo menos um eletrodo, por meio do qual pelo menos um eletrodo é direcionado às ervas daninhas, caracterizado pelo fato de que pelo menos um inversor de ponte-h eletrônico compreende meios de controlar a largura de pulso, provendo desse modo a modulação de largura de pulso (PWM).
3. 3. Dispositivo de desativação de ervas daninhas, compreendendo pelo menos um eletrodo, por meio do qual pelo menos um eletrodo é direcionado às ervas daninhas, caracterizado pelo fato de que pelo menos um transistor compreende meios de controlar a densidade de pulso, provendo desse modo a modulação de densidade de pulso (PDM).
4. 4. Dispositivo de desativação de ervas daninhas, de acordo com as reivindicações 2 e 3, caracterizado pelo fato de que a PWM, como definido na reivindicação 2, e a PDM, como definido na reivindicação 3, são conectadas em série.
5. 5. Dispositivo de desativação de ervas daninhas, compreendendo pelo menos um eletrodo, por meio do qual pelo menos um eletrodo é direcionado às ervas daninhas, caracterizado pelo fato de que

   - pelo menos um eletrodo é alimentado com energia elétrica

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   2/14 por pelo menos uma fonte de alimentação elétrica,

   - pelo menos uma fonte de alimentação elétrica é seguida por pelo menos uma unidade de pré-carga para pré-carregar pelo menos um capacitor,

   - pelo menos um capacitor age como um amortecedor do consumo de energia,

   - pelo menos uma unidade de pré-carga atenua a corrente de pico de entrada de pelo menos um capacitor.
6. 6. Dispositivo de desativação de ervas daninhas, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma unidade de pré-carga compreende uma resistência elétrica e/ou um transistor para controlar a corrente de pico de entrada de pelo menos um capacitor.
7. 7. Dispositivo de desativação de ervas daninhas, compreendendo pelo menos um eletrodo, por meio do qual pelo menos um eletrodo é direcionado às ervas daninhas, caracterizado pelo fato de que

   - pelo menos um eletrodo é alimentado com energia elétrica por pelo menos uma fonte de alimentação elétrica,

   - pelo menos uma fonte de alimentação compreende meios de limitar os picos de voltagem no circuito, por meio do qual os meios são selecionados do grupo que consiste em:

   - Controle de Pico de Voltagem Indutivo, que garante um limite para os picos de voltagem no secundário, limitando a relação entre as propriedades indutivas inerentes do transformador, e um indutor externo,

   - Controle de Pico de Voltagem de C.A./C.C. que fica em paralelo com a aplicação e retifica uma pequena parte da saída, que funciona através de um capacitor e de uma resistência, limitando os picos de voltagem por carga/descarga do capacitor com uma pequena fração da potência total do Sistema através de uma resistência,

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   3/14

   - uma solução de Eliminação de Harmônicos Seletiva (SHE) para filtrar os harmônicos problemáticos que podem causar um aumento na voltagem.
8. 8. Dispositivo de desativação de ervas daninhas, compreendendo pelo menos um eletrodo, por meio do qual pelo menos um eletrodo é direcionado às ervas daninhas, caracterizado pelo fato de que

   - pelo menos um eletrodo é alimentado com energia elétrica por pelo menos uma fonte de alimentação elétrica,

   - pelo menos uma fonte de alimentação compreende meios eletrônicos de ajustar a voltagem de C.C. de acordo com os parâmetros medidos, para garantir uma entrega de energia específica (por exemplo, topologias RFC Buck, Boost e Buck-Boost).
9. 9. Dispositivo de desativação de ervas daninhas, compreendendo pelo menos um eletrodo, por meio do qual pelo menos um eletrodo é direcionado às ervas daninhas, caracterizado pelo fato de que pelo menos um eletrodo é alimentado com energia elétrica por pelo menos uma fonte de alimentação elétrica, e pelo menos uma fonte de alimentação elétrica contém um transformador que possui 3 a 7 ranhuras organizadas em secundário-primário-secundário intercaladas isoladas entre umas e outras.
10. 10. Dispositivo de desativação de ervas daninhas, compreendendo pelo menos um eletrodo, por meio do qual pelo menos um eletrodo é direcionado às ervas daninhas, caracterizado pelo fato de que pelo menos um eletrodo é alimentado com energia elétrica por pelo menos uma fonte de alimentação elétrica, e pelo menos uma fonte de alimentação elétrica compreende um transformador que tem uma estrutura organizada de fio litz, e o fio litz consiste em múltiplos cabos isolados eletricamente uns dos outros e que não são torcidos.
11. 11. Dispositivo de desativação de ervas daninhas, compre

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    4/14 endendo pelo menos um eletrodo, por meio do qual pelo menos um eletrodo é direcionado às ervas daninhas, caracterizado pelo fato de que pelo menos um eletrodo é alimentado com energia elétrica por pelo menos uma fonte de alimentação elétrica, e pelo menos uma fonte de alimentação elétrica compreende um transformador que tem a estrutura organizada de fio litz, e o fio litz consiste em múltiplos cabos isolados eletricamente uns dos outros e que não são torcidos.
12. 12. Dispositivo de desativação de ervas daninhas, compreendendo pelo menos um eletrodo, por meio do qual pelo menos um eletrodo é direcionado às ervas daninhas, caracterizado pelo fato de que pelo menos um eletrodo é alimentado com energia elétrica por pelo menos uma fonte de alimentação elétrica, e pelo menos uma fonte de alimentação elétrica compreende um transformador que tem uma estrutura de fiação planar.
13. 13. Dispositivo de desativação de ervas daninhas, compreendendo pelo menos um eletrodo, por meio do qual pelo menos um eletrodo é direcionado às ervas daninhas, caracterizado pelo fato de que um detector detecta as ervas daninhas individuais com um sensor, selecionado do grupo que consiste em:

    - câmeras de raios X, sensores individuais e matrizes de sensores para a detecção das propriedades ambientais e, onde apropriado, estruturas de cobertura do material,

    - sensores espectroscópicos de raios X ou espectroscópicos de luz ou matrizes de sensores na superfície do terreno ou próximos do aplicador sob a superfície do terreno para a previsão correlative das estruturas e a adaptação dos parâmetros do processo às propriedades do solo,

    - câmeras de radar, sensores individuais e matrizes de sensores para a detecção de estruturas subterrâneas e das condições espaciais sobre o terreno;

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    5/14

    - sensores ultrassônicos para reconhecimento e caracterização das estruturas espaciais para os ajustes seletivos de parâmetro de processo,

    - sistemas de câmera ativos e passivos, sensores individuais e matrizes de sensores na faixa de radiação de 250 a 3.500 nm para a geração de imagens óticas bidimensionais ou tridimensionais das estruturas ou das estruturas de superfície correlacionadas ou emissões de radiação com características estruturais específicas, tais como a emissão de UV, cor, capacidade de absorção para determinado comprimento de onda, teor de água, etc., para a caracterização orientada ao processo dos aplicadores de corrente e das estruturas,

    - sistemas de câmera de fluorescência ativos, sensores individuais e matrizes de sensores (fluorescência da clorofila e outros constituintes estruturais) para a caracterização seletiva das estruturas e sua mudança induzida pelo processo no processo de eletrocussão para o controle da eletrocussão, a otimização dos parâmetros do processo e a documentação dos resultados do trabalho,

    - câmeras de formação de imagem térmicas, sensores individuais e matrizes de sensores para o monitoramento com segurança do ciclo do processo,

    - câmeras de Terahertz, sensores Individuais e matrizes de sensores para a determinação das superfícies e das propriedades de refração das estruturas para o monitoramento da localização e do processo,

    - sistemas de transmissão mecânica e ópticos a laser com medição da triangulação ou do tempo de trânsito para localizar as estruturas e suas propriedades de superfície ou para evitar riscos espaciais dos sistemas eletroquímicos, dos sistemas transportadores e do controle do ativador,

    - sensores de formação de imagens espaciais nos arredores

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    6/14 do veículo transportador e dos aplicadores de corrente que utilizam ultrassom, sistemas a laser, sistemas de radar ou outros métodos de varredura espacial e de formação de imagem com a finalidade de criar um modelo de trabalho espacial,

    - sensores de monitoramento ambiental para determinar propriedades tais como a umidade, o ponto de saturação, a lâmina de água, a força da chuva, a temperatura (do solo, da superfície do solo, do ar para a otimização do processo de eletrocussâo),

    - sensibilidades químicas/físicas, tais como a medição do ozônio, da fumaça, do monóxido de carbono, de VOC, da condutividade do solo, do teor de água, da força de tração dos aplicadores para a caracterização do processo e o controle da segurança,

    - sensores magnéticos e de indução para a detecção de materiais metálicos para o controle do processo,

    - sensores de medição de campo no solo para o controle otimizado dos parâmetros de eletrocussâo,

    - sensores de monitoramento do processo eletrotécnico do sistema de eletrocussâo (por exemplo, correntes, voltagens, frequência).
14. 14. Dispositivo de desativação de ervas daninhas, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende um dispositivo para o geomapeamento que contém, de uma maneira dependente da posição, o movimento do veículo transportador, os ativadores e os parâmetros de energia e de posicionamento da eletrocussâo - corrente, voltagem, resistência do solo, umidade.
15. 15. Dispositivo de desativação de ervas daninhas, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende um dispositivo para geomapeamento que é um sensor de GPS, que mantém o rastreamento das ervas daninhas desativadas.
16. 16. Dispositivo de desativação de ervas daninhas, de

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    7/14 acordo com a reivindicação 13 ou 15, caracterizado pelo fato de que apresenta um sistema de controle que calcula os resultados dos dados do sensor e transmite os mesmos aos sistemas associados, em particular, mas nâo exclusivamente, os sistemas BUS, que são usados para o controle do sistema de eletrocussão, incluindo todos os ativadores vinculados ao sistema, o movimento e o posicionamento do veículo de transporte e a documentação a respeito da posição absoluta e das características biológicas das estruturas ou de suas probabilidades de ocorrência presentes e futuras em uma faixa particular.
17. 17. Dispositivo de desativação de ervas daninhas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 16, caracterizado pelo fato de que os dados sobre as estruturas também podem ser processados e usados independentemente do sistema de eletrocussão com sensores móveis Independentes ou outros métodos de entrada de dados, tais como seus próprios dados de sensor.
18. 18. Dispositivo de desativação de ervas daninhas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 17, caracterizado pelo fato de que os dados do sensor podem ser geo-referenciados como uma imagem espacial e podem ser processados e usados de tal maneira que podem ser convertidos em uma realidade parcialmente aumentada das estruturas e em um momento posterior podem ser usados para controle e tratamento adicional.
19. 19. Dispositivo de desativação de ervas daninhas, compreendendo pelo menos um eletrodo, por meio do qual pelo menos um eletrodo é direcionado às ervas daninhas, caracterizado pelo fato de que apresenta um dispositivo de controle, que é conectado em particular, mas não exclusivamente, a um sistema BUS ou integrado, a fim de influenciar a velocidade de um transportador móvel.
20. 20. Dispositivo de desativação de ervas daninhas, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o transportador

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    8/14 móvel é um trator, um reboque, um veículo autopropelido ou um objeto móvel sobre esteiras ou rabiças. .
21. 21. Dispositivo de desativação de ervas daninhas, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o transportador móvel é um objeto voador.
22. 22. Dispositivo de desativação de ervas daninhas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 20, caracterizado pelo fato de que o transportador móvel é autopropelido ou controlado remotamente.
23. 23. Dispositivo para a eletrocussão, a saber, para o tratamento direto ou indireto de estruturas biológicas a fim de enfraquecer as mesmas com o auxílio de métodos eletro-físicos e/ou de corrente elétrica nas estruturas do ambiente, caracterizado pelo fato de que compreende um transportador móvel, aplicadores de corrente, ativadores e sensores que detectam a existência de determinadas estruturas a fim de permitir a eletrocussão pretendida.
24. 24. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que os sensores determinam a posição das estruturas e do transportador móvel com base em localização de campo próximo ou em sinais de GPS.
25. 25. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 24, em que os sensores (no caso de sistemas ativos em combinação com fontes de radiação ativas) são selecionados do grupo que consiste nos seguintes sensores:

    - câmeras de raios X, sensores individuais e matrizes de sensores para a detecção das propriedades ambientais e, onde apropriado, estruturas de cobertura do material,

    - sensores espectroscópicos de raios X ou espectroscópicos de iuz ou matrizes de sensores na superfície do terreno ou próximos do

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    9/14 aplicador sob a superfície do terreno para a previsão correiativa das estruturas e a adaptação dos parâmetros do processo às propriedades do solo,

    - câmeras de radar, sensores individuais e matrizes de sensores para a detecção de estruturas subterrâneas e das condições espaciais sobre o terreno;

    - sensores ultrassônicos para reconhecimento e caracterização das estruturas espaciais para os ajustes seletivos de parâmetro de processo,

    - sistemas de câmera ativos e passivos, sensores individuais e matrizes de sensores na faixa de radiação de 250 a 3.500 nm para a geração de imagens óticas bidimensionais ou tridimensionais das estruturas ou das estruturas de superfície correlacionadas ou emissões de radiação com características estruturais específicas, tais como a emissão de UV, cor, capacidade de absorção para determinado comprimento de onda, teor de água, etc., para a caracterização orientada ao processo dos aplicadores de corrente e das estruturas,

    - sistemas de câmera de fluorescência ativos, sensores individuais e matrizes de sensores (fluorescência da clorofila e outros constituintes estruturais) para a caracterização seletiva das estruturas e sua mudança induzida peio processo no processo de eletrocussão para o controle da eletrocussão, a otimização dos parâmetros do processo e a documentação dos resultados do trabalho,

    - câmeras de formação de imagem térmicas, sensores individuais e matrizes de sensores para o monitoramento com segurança do ciclo do processo,

    - câmeras de Terahertz, sensores individuais e matrizes de sensores para a determinação das superfícies e das propriedades de retração das estruturas para o monitoramento da localização e do processo,

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    - sistemas de transmissão mecânica e ópticos a laser com medição da triangulação ou do tempo de trânsito para localizar as estruturas e suas propriedades de superfície ou para evitar riscos espaciais dos sistemas eletroquímicos, dos sistemas transportadores e do controle do ativador,

    - sensores de formação de imagem espaciais nos arredores do veículo transportador e dos aplicadores de corrente que utilizam ultrassom, sistemas a laser, sistemas de radar ou outros métodos de varredura espacial e de formação de imagem com a finalidade de criar um modelo de trabalho espacial,

    - sensores de monitoramento ambiental para determinar propriedades tais como a umidade, o ponto de saturação, a lâmina de água, a força da chuva, a temperatura (do solo, da superfície do solo, do ar para a otimização do processo de eletrocussão),

    - sensibilidades químicas/físicas, tais como a medição do ozônio, da fumaça, do monóxido de carbono, de VOC, da condutividade do solo, do teor de água, da força de tração dos aplicadores para a caracterização do processo e o controle da segurança,

    - sensores magnéticos e de indução para a detecção de materiais metálicos para o controle do processo,

    - sensores de medição de campo no solo para o controle otimizado dos parâmetros de eletrocussão,

    - sensores de monitoramento do processo eletrotécnico do sistema de eletrocussão (por exemplo, correntes, voltagens, frequência, alteração da fase, formatos de onda, etc.) para a caracterização das estruturas e para a otimização e documentação do processo.
26. 26. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 25, caracterizado pelo fato de que apresenta um sistema de controle que calcula os resultados dos dados do sensor e transmite os

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    11/14 mesmos aos sistemas associados, em particular, mas não exclusivamente, aos sistemas BUS, que são usados para o controle do sistema de eletrocussão, incluindo todos os atlvadores vinculados ao sistema, o movimento e o posicionamento do veículo de transporte e a documentação sobre a localização absoluta e as características biológicas das estruturas ou de suas probabilidades de ocorrência presentes e futuras em uma faixa particular.
27. 27. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 26, caracterizado pelo fato de que os dados sobre as estruturas também podem ser processados e usados independentemente do sistema de eletrocussão com os sensores móveis independentes ou outros métodos de entrada de dados, tais como seus próprios dados de sensor.
28. 28. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 27, caracterizado pelo fato de que os dados do sensor podem ser geo-referenciados como uma imagem espacial e podem ser processados e usados de tal maneira que podem ser convertidos em uma realidade parcialmente aumentada das estruturas e em momentos posteriores podem ser usados para controle e tratamento adicional.
29. 29. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 28, caracterizado pelo fato de que o dispositivo para geomapeamento compreende, de uma maneira dependente da posição, o movimento do veículo transportador, os ativadores e os parâmetros de energia e de posicionamento da eletrocussão - corrente, voltagem, resistência do solo.
30. 30. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 28, caracterizado pelo fato de que apresenta um dispositivo de controle que é conectado em particular, mas não exclusivamente, a um sistema BUS ou integrado ao mesmo, a fim de influenciar a velocidade do transportador móvel.

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31. 31. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 29, caracterizado pelo fato de que o transportador móvel é um trator, um reboque, um veículo autopropelido ou um objeto móvel sobre esteiras ou rabiças.
32. 32. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 30, caracterizado pelo fato de que o transportador móvel é um objeto voador.
33. 33. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 24 a 30, caracterizado pelo fato de que o transportador móvel é autopropelido ou controlado remotamente.
34. 34. Circuito eletrônico de remoção de ervas daninhas, compreendendo pelo menos dois dos seguintes componentes:

    - um alternador ou outra fonte de energia de C.A.,

    - um Reator Limitador de Corrente indutivo (CLR) para limitar a corrente,

    - um retificador ou uma ponte de retificação a fim de prover a C.C. para o conversor de C.C./C.A. (geralmente um inversor de ponteh de onda quadrada),

    - um banco de capacitores para prover e reduzir a ondulação da voltagem para o conversor de C.C./C.A. (geralmente um inversor de ponte-h de onda quadrada), e.

    - um transformador.
35. 35. Circuito eletrônico de remoção de ervas daninhas, de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que o alternador, o CLR e/ou o retificador são substituídos por uma única fonte de alimentação de C.C. ou similar.
36. 36. Circuito eletrônico de remoção de ervas daninhas, de acordo com a reivindicação 34 ou 35, caracterizado pelo fato de que os pulsos no conversor de C.C./C.A. (geralmente um inversor de ponte-h

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    13/14 de onda quadrada) são controlados e, portanto, a corrente total do sistema.
37. 37. Circuito eletrônico de remoção de ervas daninhas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 34 a 36, caracterizado pelo fato de que um circuito de pré-carga é usado antes do banco de capacitores para limitar a corrente de pico de entrada.
38. 38. Circuito eletrônico de remoção de ervas daninhas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 34 a 37, caracterizado pelo fato de que compreende a combinação de um transformador individual de controle de corrente de PDM e o uso de conversores de C.C./C.A. de frequências mais altas (geralmente um inversor de ponteh de onda quadrada) para controlar a corrente em cada segmento individualmente com precisão dinâmica no controle de PWM da C.A. de saída do conversor de C.C./C.A. (geralmente um inversor da ponte-h de onda quadrada).
39. 39. Circuito eletrônico de remoção de ervas daninhas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 34 a 38, caracterizado pelo fato de que uma topologia de PFC usada para regulação da voltagem e correção do fator de energia por meio de um redutor (buck), de um ampliador (boost) ou de um redutor e um ampliador (buck-boost), por meio dos quais um filtro de alta frequência, antes do retificador, evita alternar a contaminação da frequência pelo alternador.
40. 40. Circuito eletrônico de remoção de ervas daninhas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 34 a 39, caracterizado pelo fato de que o transformador apresenta uma pequena indutância de dispersão, e um indutor externo é adicionado em série ao transformador e usado para manter os picos de voltagem em um máximo igual ao enlace de C.C.
41. 41. Circuito eletrônico de remoção de ervas daninhas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 34 a 40, caracterizado

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    14/14 pelo fato de que um retificador é adicionado em paralelo com os eletrodos na bobina secundária do transformador.
42. 42. Circuito eletrônico de remoção de ervas daninhas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 32 a 41, caracterizado pelo fato de que um componente harmônico da voltagem primária é removido através de PWM, formando uma onda quase-retangular.
43. 43. Circuito eletrônico de remoção de ervas daninhas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 34 a 42, caracterizado pelo fato de que uma estrutura de bobinas do transformador que compreende de 3 a 7 ranhuras organizadas em secundário-primário-secundário intercaladas isoladas entre umas e outras.
44. 44. Circuito eletrônico de remoção de ervas daninhas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 34 a 43, caracterizado pelo fato de que o fio no transformador é o litz organizado, ou construído em planos fixos (planares).
45. 45. Circuito eletrônico de remoção de ervas daninhas, de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo fato de que uma bolsa de vácuo é usada para encapsular a bobina do transformador.