BR112020018370A2

BR112020018370A2 - Sistema aquapônico e de estufa

Info

Publication number: BR112020018370A2
Application number: BR112020018370-9A
Authority: BR
Inventors: Carlos R. Villamar
Original assignee: Carlos R. Villamar
Priority date: 2018-03-11
Filing date: 2019-02-01
Publication date: 2020-12-29
Also published as: SG11202008661RA; MX2020009406A; JP2021516981A; JP7293249B2; WO2019177710A1; ZA202006228B; EP3764770A4; JP2023113840A; KR20200138264A; IL277237A; KR102494704B1; KR20230021168A; CN114711095A; NZ768677A; CN112203500A; CN114711095B; CA3093806A1; CN112203500B; MX2021012389A; RU2020133038A

Abstract

sistema aquapônico e de estufa. um sistema aquapônico e de estufa, inclui uma estufa solar isolada com uma vidraça em um lado voltado para o sol em um ângulo para maximizar a luz solar de inverno, e acomodar um tanque de peixes acomodado dentro da estufa solar; uma área de cultivo de plantas acomodada dentro da estufa solar; uma área de cultivo de cogumelos acomodada dentro da estufa solar; uma massa térmica de parede de água acomodada dentro da estufa solar e disposta entre a área de cultivo de plantas e a área de cultivo de cogumelos; e um sistema de ventilação de ar natural acomodado dentro da estufa solar e configurado para proporcionar ar enevoado à área de cultivo de cogumelos. o o2 gerado pela área de cultivo de plantas é recebido pelo sistema de ventilação de ar natural e é proporcionado para a área de cultivo de cogumelos, e o co2 gerado pela área de cultivo de cogumelos é proporcionado para a área de cultivo de plantas.

Description

SISTEMA AQUAPÔNICO E DE ESTUFA REFERÊNCIA CRUZADA A DOCUMENTOS RELACIONADOS

[001] A presente invenção é uma continuação em parte do Pedido de Patente dos EUA N.º de Série 15/917,839 de Carlos R. VILLAMAR, intitulado “SYSTEM AND METHOD FOR SOLAR

GREENHOUSE AQUAPONICS AND BLACK SOLDIER FLY COMPOSTER AND AUTO FISH FEEDER”, depositado em 11 de março 2018, agora permitido, que é uma continuação em parte do Pedido de Patente dos EUA N.º 15/783,684 de Carlos R. VILLAMAR, intitulado “SYSTEM AND

METHOD FOR SOLAR GREENHOUSE AQUAPONICS AND BLACK SOLDIER FLY COMPOSTER AND AUTO FISH FEEDER”, depositado em 13 de outubro de 2017, agora Patente dos EUA N.º 10,015,940, o qual é uma divisão do Pedido de Patente dos EUA N.º 15/446,863 de Carlos R. VILLAMAR, intitulado “SYSTEM AND METHOD FOR SOLAR GREENHOUSE

AQUAPONICS AND BLACK SOLDIER FLY COMPOSTER AND AUTO FISH FEEDER”, depositado em 01 de março de 2017, agora Patente dos EUA N.º 9,788,496, que é uma continuação em parte do Pedido de Patente dos EUA N.º 14/633,387 de Carlos R. VILLAMAR, intitulado“SYSTEM AND METHOD FOR SOLAR GREENHOUSE AQUAPONICS AND BLACK SOLDIER FLY COMPOSTER AND AUTO FISH FEEDER”, depositado em 27 de fevereiro de 2015, agora Patente dos EUA N.º 9,585,315, que reivindica a prioridade do Pedido de Patente Provisório dos EUA N.º de série 61/946.690 de Carlos R. VILLAMAR, intitulado “SYSTEM AND METHOD FOR SOLAR GREENHOUSE

AQUAPONICS AND BLACK SOLDIER FLY COMPOSTER AND AUTO FISH FEEDER”, depositado em 28 de fevereiro de 2014, sendo a totalidade das divulgações aqui incorporadas para referência.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO CAMPO DA INVENÇÃO

[002] A presente invenção geralmente se refere a sistemas e métodos para tecnologias de aquaponia e estufas, e mais particularmente a sistemas e métodos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes e semelhantes.

DISCUSSÃO DOS ANTECEDENTES

[003] Nos últimos anos, sistemas aquapônicos e de estufas foram desenvolvidos. No entanto, tais sistemas normalmente carecem de uma incorporação eficaz de sistemas de estufas e de alimentação de peixes para a aquaponia, de maneira eficiente e econômica.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[004] Portanto, é necessário um método e sistema que trate dos problemas acima e de outros. Os problemas acima e outros são abordados pelas modalidades ilustrativas da presente invenção, as quais proporcionam sistemas e métodos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes, e semelhantes.

[005] Por conseguinte, em aspectos ilustrativos da presente invenção, é proporcionado um sistema aquapônico e de estufa, incluindo uma estufa solar isolada com uma vidraça em um lado voltado para o sol em um ângulo para maximizar a luz solar de inverno, e acomodar um tanque de peixes acomodado dentro da estufa solar; uma área de cultivo de plantas acomodada dentro da estufa solar; uma área de cultivo de cogumelos acomodada dentro da estufa solar; uma massa térmica de parede de água acomodada dentro da estufa solar e disposta entre a área de cultivo de plantas e a área de cultivo de cogumelos; e um sistema de ventilação de ar natural acomodado dentro da estufa solar e configurado para proporcionar ar enevoado à área de cultivo de cogumelos. O O2 gerado pela área de cultivo de plantas é recebido pelo sistema de ventilação de ar natural e é proporcionado para a área de cultivo de cogumelos, e o CO2 gerado pela área de cultivo de cogumelos é proporcionado para a área de cultivo de plantas.

[006] O sistema inclui ainda uma pluralidade de canteiros de cultivo acoplados ao tanque de peixes e também acomodados dentro da estufa solar na área de cultivo da planta, em que cada um da pluralidade de canteiros de cultivo é acoplado a uma respectiva bomba gêiser do tanque de peixes interna ao tanque de peixes. As bombas gêiser do tanque de peixes são alimentadas por uma bomba de ar externa para bombear água do tanque de peixes para o canteiro de crescimento e arejar a água do tanque de peixes. Um filtro rígido é acoplado ao tanque de peixes e tem uma bomba gêiser de filtro rígido interna ao tanque de peixes e alimentada por uma bomba de ar externa para bombear água do tanque de peixes para o filtro rígido para arejar e filtrar a água do tanque de peixes, em que o filtro rígido inclui camada de algas em uma porção superior do mesmo com uma pedra difusora acionada por uma bomba de ar externa por baixo da camada de algas para arejar as algas.

[007] O sistema inclui ainda um sistema de dessalinização disposto sob a área de cultivo da planta para gerar água doce para uso na estufa.

[008] O sistema de ventilação de ar natural inclui uma câmara de repartição de ar de telhado secundário disposta sob o telhado da estufa e acoplada a um reservatório de água da calha de chuva; um filtro de água acoplado ao reservatório de água de calha de chuva e configurado para filtrar água do reservatório de água de calha de chuva; e uma bomba de água acoplada ao filtro e configurada para bombear a água filtrada para uma cabeça de pulverização de névoa úmida em uma porção superior da câmara de repartição de ar do telhado secundário de modo a que uma névoa de água seja pulverizada e configurada para condensar dentro de um canal formado pelo telhado da estufa e a câmara de repartição de ar do telhado secundário e retorne ao reservatório de água da calha de chuva.

[009] O filtro rígido inclui filtração mecânica, filtração biológica, filtração química e/ou saneamento por luz UV; e um alimentador automático de peixes de lentilha-d'água tendo uma saída acoplada ao tanque de peixes e com lentilha- d'água crescendo em uma superfície de água superior do filtro rígido proporcionado ao tanque de peixes.

[010] O sistema inclui ainda uma compostagem de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes para converter matéria orgânica em larvas de BSF para alimentação de peixes, e compreendendo um recipiente de BSF com uma rampa interna e uma rampa externa, com a rampa interna disposta dentro do recipiente de BSF, e com a rampa externa acoplada à rampa interna e disposta sobre o tanque de peixes de forma que as larvas de BSF possam rastejar pela rampa interna e cair da rampa externa para o tanque de peixes enquanto os peixes se alimentam.

[011] O sistema inclui ainda um sensor baseado em analisador espectral tendo uma sonda de gás disposta dentro da estufa para medir os parâmetros do ar da estufa, incluindo temperatura, umidade, níveis de 02 e C02 na estufa, e uma sonda de água disposta dentro do tanque de peixes para medir os parâmetros da água do tanque de peixes, incluindo oxigênio dissolvido, pH, nitrato, nitrito, amônia e níveis de condutividade elétrica (EC) da água do tanque de peixes, e um computador acoplado ao sensor baseado em analisador espectral e configurado para controlar um ou mais dos parâmetros de ar e água com base nos níveis de parâmetros de ar e água medidos.

[012] Cada um dos canteiros de cultivo inclui um sifão de sino externo ao canteiro e configurado para drenar a água do canteiro de volta para o tanque de peixes e do canteiro de volta para o respectivo tanque hidropônico, e cada sifão de sino compreende um compartimento de sifão de sino com uma extremidade aberta e parte superior fechada, com a extremidade aberta do compartimento de sifão de sino acoplada a uma superfície inferior do canteiro de cultivo, e um tubo vertical de sifão de sino se estendendo dentro do compartimento de sifão de sino e acoplado ao tanque de peixes para drenar a água do canteiro de cultivo para o tanque de peixes, e para o respectivo tanque hidropônico através das respectivas válvulas.

[013] Cada tanque de peixes e bombas gêiser de filtro rígido compreende um compartimento de bomba gêiser com um fundo aberto e parte superior fechada, com uma entrada de ar proporcionada no compartimento de bomba gêiser acoplada à bomba de ar e um tubo vertical da bomba gêiser que se estende através da parte superior fechada do compartimento da bomba gêiser para um interior do compartimento da bomba gêiser e acoplado a uma parte superior do canteiro de cultivo para bombear e arejar a água do tanque de peixes para o topo do canteiro de cultivo.

[014] O sistema inclui ainda painéis solares dispostos no topo da estufa; e um dispositivo de limpeza de painéis solares disposto nos painéis solares e configurado para limpar poeira ou areia nos painéis solares.

[015] Ainda outros aspectos, características e vantagens da presente invenção são facilmente evidentes a partir da seguinte descrição detalhada, ilustrando uma série de modalidades e implementações ilustrativas, incluindo o melhor modo contemplado para realizar a presente invenção. A presente invenção também é capaz de outras e diferentes modalidades, e seus vários detalhes podem ser modificados em vários aspectos, tudo sem afastamento do espírito e do escopo da presente invenção. Consequentemente, os desenhos e descrições devem ser considerados como ilustrativos por natureza e não como restritivos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[016] As modalidades da presente invenção são ilustradas a título de exemplo, e não como forma de limitação, nas figuras dos desenhos anexos e nos quais números de referência semelhantes se referem a elementos semelhantes e nos quais:

[017] A FIG. 1 é um diagrama de vista de topo para sistemas e métodos ilustrativos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes e semelhantes;

[018] A FIG. 2 é um diagrama de vista leste para os sistemas e métodos ilustrativos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes e semelhantes;

[019] As FIGs. 3A-3D são diagramas para ventilação e esquemas de porta para os sistemas e métodos ilustrativos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes, e semelhantes;

[020] A FIG. 4 é o diagrama para um compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes para os sistemas e métodos ilustrativos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes e semelhantes;

[021] A FIG. 5 é o diagrama para um aquecedor de massa de foguete (RMH) para os sistemas e métodos ilustrativos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes e semelhantes;

[022] A FIG. 6 é um diagrama para uma bomba gêiser (GP) para os sistemas e métodos ilustrativos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes e semelhantes;

[023] A FIG. 7 é um diagrama para um sifão de sino (BS) para os sistemas e métodos ilustrativos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes e semelhantes;

[024] A FIG. 8 é um diagrama para um sistema de coleta de água da chuva (RWC) para os sistemas e métodos ilustrativos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca negra (BSF) e alimentador automático de peixes, e semelhantes;

[025] As FIGs. 9A-9B são diagramas para um sistema de abertura de ventilação automática para os sistemas e métodos ilustrativos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes, e semelhantes;

[026] As FIGs. 10-11 são diagramas para coleta de água e sistemas de processamento para os sistemas e métodos ilustrativos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes, e semelhantes;

[027] A FIG. 12 é um diagrama para uma versão de sistema de níveis múltiplos dos sistemas e métodos ilustrativos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes, e semelhantes;

[028] A FIG. 13 é um diagrama para recursos adicionais para os sistemas e métodos ilustrativos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes, e semelhantes;

[029] As FIGs. 14A-14B é um filtro rígido ilustrativo utilizado nos sistemas e métodos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes das FIGs. 1-13;

[030] A FIG. 15 é uma configuração de distribuição de ar de bomba gêiser ilustrativa utilizada nos sistemas e métodos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes das FIGs. 1-14 e 16-17;

[031] A FIG. 16 é uma configuração de aquecedor de massa de foguete ilustrativa utilizada nos sistemas e métodos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes das FIGs. 1-15 e 17;

[032] A FIG. 17 é uma configuração aquapônica ou hidropônica sob demanda ilustrativa utilizada nos sistemas e métodos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes das FIGs. 1-16;

[033] A FIG. 18 é um filtro de cogumelo aquapônico ilustrativo e configuração de leito de capilaridade utilizado nos sistemas e métodos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes das FIGs. 1-17 e 19-21;

[034] A FIG. 19 é um filtro de cogumelo aquapônico ilustrativo e configuração de leito de capilaridade utilizado nos sistemas e métodos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes das FIGs. 1-18 e 20-21;

[035] As FIGs. 20A-20B são cogumelos ilustrativos e configurações de câmara de frutificação de verduras utilizadas nos sistemas e métodos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes das FIGs. 1-19 e 21;

[036] A FIG. 21 é uma estufa solar ilustrativa com uma configuração de ventilação de ar natural utilizada nos sistemas e métodos para aquaponia de estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes das FIGs. 1-20;

[037] A FIG. 22 é uma estufa solar ilustrativa com ventilação de ar natural e configurações de coleta de água adequadas para aplicações de deserto e de seasteading, utilizadas nos sistemas e métodos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes das FIGs. 1-21; e

[038] As FIGs. 23A-23B são câmaras de frutificação de cogumelos e de verduras ilustrativas com configurações de filtragem de esporos utilizadas nos sistemas e métodos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes das FIGs. 1-22.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

[039] Com referência agora aos desenhos, em que números de referência semelhantes designam partes idênticas ou correspondentes ao longo das várias vistas e, mais particularmente, à FIG. 1 das mesmas, é mostrado um diagrama de vista superior 100 utilizado para sistemas e métodos ilustrativos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e sistemas de alimentação automática de peixes e semelhantes.

[040] Na FIG. 1, o sistema pode incluir uma estufa solar 102 (por exemplo, com base em um projeto de estufa solar chinesa, etc.) tendo um aquecedor de massa de foguete 104 (RMH, por exemplo, feito de tijolos de lareira, respiradouros de metal, etc.) para aquecimento adicional da estufa e água do tanque de peixes, conforme necessário, um sistema de coleta de água da chuva 106 (RWC) para coletar água da chuva e aquecer a água do tanque de peixes, conforme necessário, um tanque de peixes 108 (FT, por exemplo, em forma circular ou octogonal com capacidade de 300-400 galões, de fundo de cone, etc.) para estocar peixes (por exemplo, tilápia, peixe-gato, perca-sol de guelras azuis, perca, etc.), seis ou mais canteiros 110 (GB, por exemplo, recipientes de 27-30 galões, meio, cultura de águas profundas, capilaridade, etc.) dispostos em torno do tanque de peixes 108 e um filtro rígido 112 (HT, por exemplo, incluindo filtração mecânica, biológica, química, saneamento por luz UV, etc.) para filtragem adicional da água do tanque de peixes, conforme necessário.

Cada canteiro de cultivo 110 é preenchido com meio de cultura (por exemplo, argila expandida, cascalho, solo, água, etc.) e pode ser equipado com a respectiva bomba de ar (não mostrado) conectada a uma bomba gêiser 114 (GP) para bombear e aerar a água do tanque de peixes do tanque de peixes 108 para o canteiro de cultivo 110 e um sifão de sino 116 para drenar a água do canteiro de cultivo 110 para o tanque de peixes 108. A estufa 100 pode ser escavada no solo (não mostrado) com os lados leste, oeste e norte isolados pela terra e com o lado sul incluindo uma vidraça 118 (por exemplo, painéis de policarbonato de parede tripla 8’x4’, folha de plástico para estufa, vidro, etc.) em um ângulo para maximizar a luz solar de inverno (por exemplo, como em um projeto protegido pela terra, etc.). Caso contrário, os lados leste, oeste e norte podem ser isolados utilizando placas de isolamento (não mostrado, por exemplo, isolamento Rmax Thermashield 3 de 2 polegadas, etc.) e semelhantes.

Os respiradouros 120 (por exemplo, incluindo painéis solares, turbinas eólicas, etc., (não mostrado) para proporcionar energia solar, etc.) podem ser dimensionados com base no volume da estufa e proporcionados nas paredes inferiores leste e sul, no telhado norte superior e no lado superior oeste para ventilação, conforme necessário e com base na direção do vento e semelhantes.

A estufa 100 pode incluir um compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes 122 e um alimentador automático de peixes de lentilha d'água (não mostrado, por exemplo, com lentilha-d'água crescendo no filtro rígido 112 tendo saída para o tanque de peixes 108, etc.).

[041] A FIG. 2 é um diagrama de vista leste 200 para os sistemas e métodos ilustrativos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes, e semelhantes.

Na FIG. 2, o envidraçamento 118 (por exemplo, painéis de policarbonato de parede tripla 8’x4’, folhas de plástico de estufa, vidro, etc.) é proporcionado na parede virada a sul em um ângulo para maximizar a luz solar de inverno (ou por exemplo, de verão, primavera, outono, etc.). Os lados leste, oeste e norte podem ser isolados utilizando placas de isolamento 202 (por exemplo, isolamento Rmax Thermasheath 3 de 2 polegadas, etc.), e semelhantes.

As placas de isolamento 202 podem ser refletivas no interior e/ou exterior, conforme necessário, para refletir e/ou reter o calor dentro da estufa (por exemplo, com base no efeito de estufa, etc.). Um cobertor solar (não mostrado, por exemplo, controlado automaticamente, etc.) pode ser proporcionado para isolar a vidraça 118 à noite ou durante os períodos de escuridão e semelhantes, conforme necessário.

Os respiradouros 120 podem ser dimensionados com base no volume da estufa e proporcionados nas paredes inferiores leste e sul, no telhado superior norte e no lado superior oeste para ventilação, conforme necessário, e com base na direção do vento, e semelhantes.

As portas 204 podem ser proporcionadas conforme necessário e a estufa 100 pode ser construída em cima de uma camada isolada 206 (por exemplo, feita de madeira ou paletes de plástico, estantes de plástico, concreto, etc.). Os respiradouros 120 podem utilizar motores eletrônicos e/ou abridores automáticos de janela de estufa solar (por exemplo, cilindros/pistões cheios de cera que abrem mediante aquecimento, etc.) que são programáveis para abrir totalmente dentro de uma faixa de temperatura adequada (por exemplo, 40- 80 graus Fahrenheit [4,44-26,7 graus Celsius], etc.).

[042] As FIGs. 3A-3D são diagramas para ventilação e esquemas de porta para os sistemas e métodos ilustrativos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes, e semelhantes. Nas FIGs. 3A-3D, ventilação 120 e esquemas de porta 204 são mostrados para (A) lado leste, (B) lado oeste, (C) lado sul e (D) vista superior. Os respiradouros 120 no lado sul inferior são programáveis, conforme descrito acima, e alimentam os respiradouros 120 no lado norte superior para criar ventilação natural dentro da estufa.

[043] A FIG. 4 é um diagrama para um compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes 122 para os sistemas e métodos ilustrativos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes, e semelhantes. Na FIG. 4, o compostador BSF e o coco coiralimentador automático de peixes 122 incluem um compartimento 402 (por exemplo, feito de uma sacola de plástico preto de 30 galões, etc.). O compartimento 402 é preenchido com o meio 404 (por exemplo, material de cama de réptil, coco, etc.) que retém larvas de BSF 406. A matéria orgânica 408 é acomodado no topo do meio através de uma tampa 410 para as larvas de BSF 406 consumirem. Quando as larvas 406 estão prontas para se tornarem moscas, estas rastejam por uma rampa interna 412 (por exemplo, a 30-45 graus, etc.) para uma rampa externa 414 e caem no tanque de peixes108 (não mostrado) para serem consumidas pelos peixes. Vantajosamente, o sistema BSF 122 atua como um compostador altamente eficiente para a maior parte da matéria orgânica, e as larvas 406 proporcionam uma alimentação para peixes de alta qualidade. Um orifício de entrada 416 é proporcionado para que as moscas soldado negra grávidas entrem e ponham seus ovos, gerando assim mais larvas BSF 406. Uma saída 418 é proporcionada para capturar os sucos de lixiviado 420 do compostador BSF e os quais podem ser diluídos com água (por exemplo, a 20:1, etc.) e acomodados de volta no tanque de peixes 108 (não mostrado) para serem proporcionados às camas cultivo 110 (não mostrado) como fertilizante.

[044] A FIG. 5 é o diagrama para um aquecedor de massa de foguete (RMH) 104 para os sistemas e métodos ilustrativos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes, e semelhantes. Na FIG. 5, o aquecedor de massa de foguete 104 inclui uma câmara de massa 502 em forma de L com lenha e ar 504 entrando em uma extremidade, e com ar aquecido 506 saindo na outra extremidade para aquecer a estufa 100 (não mostrado). O RMH 104 pode incluir uma grande massa (por exemplo, tijolos de lareira, etc.) que é aquecida e retém o calor para ser dissipado por toda a estufa 100 (não mostrado). Bobinas de metal 508 podem ser enroladas em torno do RMH 104 para aquecer a água do tanque de peixes, conforme necessário, com algumas válvulas eletronicamente controladas 510, e semelhantes (por exemplo, por computador, controle de internet, etc.). O RMH 104 pode ser enterrado dentro do piso da estufa 100 (não mostrado) com uma camada de cascalho por cima para minimizar a pegada ecológica.

[045] A FIG. 6 é um diagrama para uma bomba gêiser (GP) 114 para os sistemas e métodos ilustrativos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra

(BSF) e alimentador automático de peixes, e semelhantes. Na FIG. 6, a bomba gêiser 114 pode incluir uma grande câmara de ar 602 (por exemplo, tubo de PVC de plástico branco de 4”, etc.) com um tubo de suporte de água 604 (por exemplo, tubo de PVC de plástico branco de 1”, etc.) instalado em um centro do mesmo. Uma bomba de ar 606 (por exemplo, uma bomba de ar de 18-35 watt funcionando com energia elétrica, solar, eólica, etc.) é conectada a uma linha de ar 608 (por exemplo, linha de plástico de ¼”, etc.) que bombeia ar para o fundo da câmara de ar 602. À medida que a câmara de ar 602 se enche de ar, a água do fundo da câmara de ar 602 é bombeada para o canteiro de cultivo 110 (não mostrado), enquanto a água do tanque de peixes 108 (não mostrado) é aerada. Vantajosamente, cada canteiro de cultivo 110 (não mostrado) inclui sua própria bomba gêiser 114 e bomba de ar 606 proporcionando baixos requisitos de energia, bombeamento de água, aeração, redundância e semelhantes.

[046] A FIG. 7 é um diagrama para um sifão de sino (BS) 116 para os sistemas e métodos ilustrativos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes e semelhantes. Na FIG. 7, o sifão de sino 116 pode incluir um tubo de sino 702 (por exemplo, tubo de PVC de plástico branco de 2”-4”, etc.), um tubo vertical 704 (por exemplo, tubo de PVC de plástico branco de 1/2”-1”, etc.), e uma linha de quebra de sifão 706 (por exemplo, tubo de plástico transparente ou opaco de 1/4”- 1/2”, etc.). Um tubo de água 708 dentro do canteiro de cultivo 110 e conectado ao tubo de sino 702 recebe água do canteiro de cultivo 110. Quando a água atinge um nível de sifão 710 definido pelo tubo vertical 704 abaixo de um nível de meio 712 (por exemplo, aproximadamente 2” acima do nível de sifão 710,

etc.), a água inicia um efeito de sifão e drena a água do canteiro de cultivo 110 para o tanque de peixes 108 (não mostrado) mais rápido do que a água pode ser bombeada pela bomba gêiser 114 (não mostrado). Quando o nível de água desce para a parte inferior da quebra do sifão 706, o ar é extraído para quebrar o sifão e iniciar um ciclo de inundação no canteiro de cultivo 110 de água bombeada pela bomba gêiser

114. Vantajosamente, o sifão de sino 116 está localizado externamente ao canteiro de cultivo 110 para facilidade de limpeza, manutenção e semelhantes.

[047] A FIG. 8 é um diagrama para um sistema de coleta de água da chuva (RWC) 108 para os sistemas e métodos ilustrativos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca negra (BSF) e alimentador automático de peixes, e semelhantes. Na FIG. 8, o sistema RWC 108 pode incluir as bordas externas do telhado da estufa 100 equipadas com calhas refletivas 802 para capturar chuva. A chuva capturada flui através de uma linha de captura de água da chuva 804 para um ou mais tanques de coleta de água 806 (por exemplo, galões pretos 55, tambores de plástico, parede d'água, etc.) dentro da estufa 100. O primeiro tanque de coleta de água 806 pode incluir pedra calcária 808, e semelhantes, em uma parte inferior do mesmo para ajustar o PH e pode transbordar através de uma linha de conexão 810 para tanques adicionais de coleta de água 806. O último tanque de coleta de água 806 pode incluir uma bomba de água 812 (ou por exemplo, pode operar com base na gravidade, etc.) para bombear água para o tanque de peixes 108 (não mostrado), conforme necessário (por exemplo, com base em um arranjo de flutuação, sensor eletrônico, etc.). A água do tanque de peixes 108 pode ser bombeada ou alimentada por gravidade para uma linha de aquecimento de tanque de peixes 814 para circulação na calha refletiva 802 para aquecimento solar da água do tanque de peixes por meio de válvulas controladas eletronicamente 812, e semelhantes (por exemplo, por computador, controle de internet, etc.). Vantajosamente, com o sistema RWC 106, a água da chuva pode ser coletada para uso pelo tanque de peixes 108, a água do tanque de peixes pode ser aquecida, massa de água adicional para aquecimento solar pela estufa 100 pode ser proporcionada, e semelhantes.

[048] As FIGs. 9A-9B são diagramas para o sistema de abertura de ventilação automática 900 para os sistemas e métodos ilustrativos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes, e semelhantes. Na FIG 9, o sistema de abertura de ventilação automática 900 pode incluir respiradouros (A) no telhado norte, e (B) na parede sul inferior da estufa 100, utilizando motores eletrônicos (não mostrado) e/ou abridores automáticos de janela de estufa solar 902 (por exemplo, cilindros/pistões cheios de cera que abrem com aquecimento, etc.) que são programáveis para abrir totalmente dentro de uma faixa de temperatura adequada (por exemplo, 40-80 graus Fahrenheit [4,44-26,7 graus Celsius], etc.).

[049] As modalidades ilustrativas das FIGs. 1-9 podem ser equipadas com sensores adicionais controlados por computador (por exemplo, temperatura, umidade, O2, CO2, H2O, oxigênio dissolvido, PH, nitrato, nitrito, amônia, condutividade elétrica (EC), etc.) para automação da estufa e sistema de aquaponia através de LAN ou Internet e semelhantes, conforme descrito adicionalmente.

[050] As FIGs. 10-11 são diagramas para sistemas de coleta e processamento de água 1000-1100 para os sistemas e métodos ilustrativos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca negra (BSF) e alimentador automático de peixes, e semelhantes. Na FIG. 10, os sistemas de coleta e processamento de água 1000 podem incluir uma parede de água de cor preta 1002 dentro da estufa 100 para coletar água da chuva e/ou receber água da chuva a partir do RWC 106 e/ou uma cisterna (não mostrado). Um filtro 1004 e purificador 1006 são incluídos para proporcionar água limpa 1008 para o tanque de peixes 108, o RWC 106, para uso humano e semelhantes. Na FIG. 11, os sistemas de coleta e processamento de água 1000 podem incluir água da chuva coletada 1102, água de cisterna 1104 e água cinza 1106 alimentada ao filtro 1004 e purificador 1006 para proporcionar água limpa 1008 para uso humano 1108 que alimenta a água cinza 1106. A água limpa 1008 também alimenta o tanque de peixes 108 que, em seguida, alimenta o filtro rígido 112 que alimenta os canteiros de cultivo 110 que alimentam a água de volta para o tanque de peixes 108 completando o ciclo. O tanque de peixes 108 e os canteiros de cultivo 110 também podem ser desacoplados com respectivos filtros rígidos, conforme necessário, para otimizar o crescimento de peixes e/ou plantas.

[051] A FIG. 12 é um diagrama para uma versão de sistema de múltiplos níveis 1200 dos sistemas e métodos ilustrativos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes, e semelhantes. Na FIG. 12, a versão de sistema de níveis múltiplos 1200 pode ser protegida no solo 1202 e/ou isolada, conforme descrito anteriormente, e com aquecimento geotérmico e/ou ventilação 1204. Cada nível 1206 separado por pisos raspados 1208 pode incluir os canteiros de cultivo 110 alimentados a partir do tanque de peixes 108 através do filtro rígido 106 e com respectivos respiradouros/painéis solares 120 no lado sul e telhado norte tendo RWC 106. Um sistema de sensores/CPU 1210 (por exemplo, baseado em analisador espectral, etc.) com sondas de gás 1212 e líquido 1214 pode ser utilizado para medir e controlar todos os parâmetros relevantes de ar e água (por exemplo, temperatura, umidade, O2, CO2, H2O, oxigênio dissolvido, PH, nitrato, nitrito, amônia, condutividade elétrica (EC), etc.) do tanque de peixes 108 e canteiros de cultivo 110 em todos os níveis 1206, conforme necessário, incluindo monitoramento e controle de internet por meio de aplicativos de software adequados, e semelhantes. Um sistema de bateria e inversor 1216 pode ser proporcionado para operação conectada e/ou desconectada à rede elétrica e comutação dos painéis solares 120 e/ou turbina eólica (não mostrado), incluindo alimentação de iluminação adicional (não mostrado) e semelhantes.

[052] A FIG. 13 é um diagrama para recursos adicionais 1300 para os sistemas e métodos ilustrativos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes, e semelhantes. Na FIG. 13, os recursos adicionais 1300 podem incluir um protetor de raiz 1302 para o sifão de sino 116 para facilidade de limpeza e manutenção e para proporcionar funcionalidade de cultura em águas profundas (DWC) por meio de um pote de rede cheio de meio de cultura ou um tronco 1304 dentro do leito de cultivo de leito de meio 110. O leito de cultivo 110 também pode ser configurado como um leito de capilaridade ao proporcionar o separador de meio de cultura 1306 (por exemplo,

feito de estopa ou material de proteção contra ervas daninhas, etc.) entre o meio hidropônico 1308 e/ou meio de solo 1310. Um substrato de cogumelos 1312 com uma cobertura de vidro ou plástico transparente 1314 pode ser acomodado no meio 1310 para o cultivo de cogumelos comestíveis proporcionando, vantajosamente, troca de CO2 e O2, filtragem biológica de nitratos, uma fonte de alimento adicional e semelhantes. A ação de inundação e drenagem do canteiro de cultivo 110 mantém, vantajosamente, a umidade e proporciona troca de ar, e semelhantes, para o cultivo de cogumelos e semelhantes.

[053] As FIGs. 14A-14B é um filtro rígido ilustrativo utilizado nos sistemas e métodos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes das FIGs. 1-13. Nas FIGs. 14A-14B, o filtro rígido 112 pode incluir um tubo de entrada de água 1402. O tubo de entrada de água 1402 pode ser alimentado com água do tanque de peixes 108 por meio de uma bomba gêiser ou bomba de água (não mostrado) acoplada ao tanque de peixes

108. A água de entrada do tubo de entrada de água 1402 é alimentada para um poço de tranquilização 1404 que acopla a uma câmara de sedimentação em forma de funil 1406. A câmara de sedimentação em forma de funil 1406 é acoplada a uma válvula 1408 acoplada a um tubo de drenagem de saída 1410 para purgar resíduos de peixes que são sedimentados na câmara de sedimentação 1406. A entrada de água do tubo de entrada de água 1402 enche-se na câmara de sedimentação 1406 e, em seguida, sobe e passa através de uma série de um ou mais filtros de meio 1412 (por exemplo, filtro de meio avançado do tipo Matala®) configurados em torno do poço de tranquilização 1404, e começando a partir do fundo da câmara de sedimentação

1406 com um filtro grosso 1412 até um filtro fino 1412 perto do topo do poço de tranquilização 1404. A água então sobe e é filtrada através dos filtros de meio 1412. A água filtrada, em seguida, entra em uma câmara de represa 1414 tendo pedras difusoras 1420 apoiadas no filtro de meio superior 1412. As pedras difusoras 1420 proporcionam desgaseificação da água filtrada na câmara de represa 1414. Em torno da câmara de represa 1414 é proporcionado um filtro do tipo esponja 1416 para filtrar ainda mais a água antes que a água filtrada seja enviada através de um tubo de saída 1418 de volta para o tanque de peixes 108 e/ou canteiros de cultivo 110. Plantas aquáticas e algas (não mostrado), tais como lentilha-d'água, algas benéficas, e semelhantes, podem ser cultivadas na água filtrada na câmara de represa 1414 para filtrar ainda mais a água e para uso como suplementos alimentares para peixes. Vantajosamente, as algas cultivadas na câmara de represa 1414 podem incluir ácidos graxos ômega que normalmente faltam nos peixes de criação convencionais. Usar uma bomba gêiser (não mostrado) para alimentar o tubo de entrada de água 1402 permite, vantajosamente, que o sistema das FIGs. 1-14 funcione sem utilizar qualquer tipo de bombas de água convencionais, tal como acontece com os sistemas aquapônicos convencionais.

[054] A FIG. 15 é uma configuração de distribuição de ar de bomba gêiser ilustrativa utilizada nos sistemas e métodos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes das FIGs. 1-14 e 16-17. Na FIG. 15, a configuração de distribuição de ar da bomba gêiser 114 pode incluir os respectivos painéis solares 1502 (e/ou, por exemplo, pequenas turbinas eólicas, não mostradas) e baterias 1504 acopladas às respectivas bombas de ar 606 para os respectivos canteiros de cultivo 110 (não mostrado). As bombas de ar 106 são acopladas aos respectivos tanques de ar 1506 por meio de válvulas de sentido único 1508. Os respectivos tanques de ar 1506 são acoplados em série por meio das respectivas válvulas de liberação de pressão 1510 configuradas para manter uma pressão de ar adequada para alimentar as respectivas bombas gêiser

114. Conforme o primeiro tanque de ar se enche até à pressão, as válvulas 1510 permitem o enchimento dos tanques de ar subsequentes 1506 até que o último tanque 1506 esteja cheio. Quando os tanques de ar 1506 estão com sua capacidade completa, a energia para as bombas de ar 606 das baterias 1504 pode ser desligada com um comutador eletromagnético movido a ar adequado (não mostrado) e acionado por uma ou mais das respectivas válvulas de liberação de pressão 1510. Vantajosamente, essa configuração de distribuição de ar permite que o sistema funcione exclusivamente a partir do ar e por meio de energia solar e/ou energia eólica e com redundância N-way.

[055] A FIG. 16 é uma configuração de aquecedor de massa de foguete ilustrativa utilizada nos sistemas e métodos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes das FIGs. 1-15 e 17. Na FIG. 16, a configuração do aquecedor de massa de foguete 104 pode incluir um fogão foguete 1602 tendo uma alimentação de ar 1608, câmara de combustível 1606 e saída de gás aquecido 1610. A saída de gás aquecido 1610 é acoplada a uma ou mais massas adequadas 1604 (por exemplo, tubos de chaminé de argila em forma de tubo cilíndrico ou quadrado, etc.) acopladas umas às outras através das respectivas portas de entrada e exaustão de gás 1612 e 1614. A porta de exaustão da massa final 1604 pode ser acoplada a um tubo de saída de gás (não mostrado). Vantajosamente, os gases quentes da saída de gás 1610 do fogão foguete 1602 entram na primeira massa 1604 e sobem e, em seguida, saem quando resfriados de uma porção inferior da mesma por meio da primeira saída de gás 1612 acoplada à segunda massa 1604, e assim por diante, para aquecer com eficiência cada uma das massas 1604 com gases progressivamente mais frios em série.

[056] A FIG. 17 é uma configuração aquapônica ou hidropônica sob demanda ilustrativa utilizada nos sistemas e métodos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes das FIGs. 1-16. Na FIG. 17, a configuração aquapônica ou hidropônica sob demanda 1700 pode incluir os respectivos tanques hidropônicos 1702 com as respectivas bombas gêiser 1704 para bombear água hidropônica dos tanques 1702 para os respectivos canteiros de cultivo 110 que também podem ser alimentados com água do tanque de peixes 108 por meio das respectivas bombas gêiser 114. Os respectivos interruptores de ar 1706 permitem a seleção de ar a ser entregue às respectivas bombas gêiser 1704 e/ou 114. A respectiva saída de água dos canteiros de cultivo 110 pode ser reciclada de volta para os respectivos tanques hidropônicos 1702 e/ou para o tanque de peixes 108 por meio das respectivas válvulas seletoras 1708 e

1710. Vantajosamente, cada um dos canteiros de cultivo 110 pode ser configurado para passar a água por um ciclo do tanque de peixes 108 e/ou dos respectivos tanques hidropônicos 1702. Tal configuração permite, vantajosamente, fazer o ciclo de, por exemplo, água do tanque de peixes com elevado teor de nitrato 108 para um ou mais dos canteiros de cultivo 110 para crescimento vegetativo, enviando ar para apenas uma ou mais das bombas gêiser 114 por meio da configuração adequada dos respectivos interruptores de ar 1706 e das respectivas válvulas seletoras 1708 e 1710. Após um estágio de crescimento vegetativo desejado estar completo em um ou mais dos canteiros de cultivo 110, o ciclo de, por exemplo, água de tanques hidropônicos 1702 com teor baixo de nitrato, elevado de fósforo e potássio, e semelhantes, para um ou mais dos canteiros de cultivo 110 para o crescimento da flor e da frutificação pode ser realizado enviando ar para apenas uma ou mais das bombas gêiser 1704 por meio da configuração adequada dos respectivos interruptores de ar 1706 e das respectivas válvulas seletoras 1708 e 1710. Vantajosamente, as plantas que requerem elevados teores de nitratos e/ou plantas que requerem baixos teores de nitratos e elevados teores de fósforo e potássio, e semelhantes, podem ser acomodadas em um ou mais dos respectivos canteiros de cultivo 110 com configuração adequada dos respectivos interruptores de ar 1706 e das respectivas válvulas seletoras 1708 e 1710.

[057] A FIG. 18 é um filtro de cogumelo aquapônico ilustrativo e configuração de leito de capilaridade utilizado nos sistemas e métodos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes das FIGs. 1-17 e 19-21. Na FIG. 18, o substrato de cogumelos 1312 é incluído sobre o separador de meio 1306, de modo que o sifão de sino 116 inunda e drena o substrato de cogumelos 1312 até um nível de água 1802 determinado pelo tubo vertical 704. Desta forma, o substrato de cogumelos 1312 pode ser hidratado para aumentar a frutificação, além de adicionar micróbios benéficos, durante os ciclos de inundação e drenagem, vantajosamente, aumentando a produção de frutos de cogumelo. Vantajosamente, o substrato de cogumelos 1312 pode ser inoculado e colonizado diretamente na inundação e leito de cultivo do meio de drenagem 110. Durante o estágio de colonização, a ação de inundação e drenagem é desligada, por exemplo, desligando o suprimento de ar para a bomba gêiser que alimenta o canteiro de cultivo 110, de modo que o micélio possa colonizar totalmente o substrato de cogumelos 1312. Após o substrato de cogumelos 1312 estar totalmente colonizado, o mecanismo de inundação e drenagem pode ser ligado novamente, para hidratar o substrato de cogumelos 1312 para aumentar a frutificação, conforme descrito anteriormente. Além disso, a água do tanque de peixes pode conter cerca de 1-2 milésimas de sal para a saúde dos peixes, e que também atua como um agente antibacteriano para reduzir a contaminação do substrato de cogumelos 1312.

[058] Vantajosamente, uma vez que o sistema pode ser totalmente alimentado por ar, a sucção das bombas de ar utilizadas para alimentar as bombas gêiser pode ser utilizada para extrair CO2 do substrato de cogumelos 1312 e frutos de cogumelos, aumentando assim a troca de ar fresco e produzindo frutos de cogumelos com características desejáveis. Além disso, o CO2 que é extraído do substrato de cogumelos 1312 e dos frutos de cogumelo pode ser utilizado pelo biofiltro de algas e lentilha-d'água, previamente descrito, por exemplo, em relação à FIG. 14B, para criar um sistema de circuito fechado onde o CO2 dos cogumelos é usado pelo biofiltro de algas e lentilha-d'água da FIG. 14B.

[059] Em outras modalidades, um tronco ou bloco de madeira 1806 que é inoculado com cavilhas colonizadas com micélio de cogumelo pode ser inserido dentro do meio do canteiro de cultivo 110 para criar um sistema de cultivo de cogumelo do tipo tronco natural. Vantajosamente, as plantas também podem ser cultivadas dentro do canteiro de cultivo 110 para proporcionar oxigênio e troca de dióxido de carbono entre as plantas e os troncos de cogumelos 1806 e/ou substrato de cogumelos 1312 e os cogumelos que aí crescem.

[060] Em outras modalidades, um nebulizador 1808 (por exemplo, do tipo ultrassônico, etc.) com um ventilador 1810 pode ser posicionado dentro do protetor de raiz 1302, de modo que quando o protetor de raiz 1302 se enche de água durante os ciclos de inundação e drenagem, a névoa é criada e é então distribuída por meio do ventilador 1810 para o substrato de cogumelos 1312 ou os troncos 1803 e os cogumelos que crescem sobre estes, vantajosamente, aumentando a troca de ar fresco.

[061] A FIG. 19 é um filtro de cogumelo aquapônico ilustrativo e configuração de leito de capilaridade utilizado nos sistemas e métodos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes das FIGs. 1-18 e 20-21. Na FIG. 19, os tubos espaçadores 1902 são posicionados entre o separador de meio 1306 e as paredes do canteiro de cultivo de modo a criar espaços em torno do substrato de cogumelos no leito de cultivo de meio de inundação e drenagem 110. Vantajosamente, isso pode aumentar a quantidade de ar que é extraído em torno do substrato de cogumelos durante a ação de inundação e drenagem.

[062] Além disso, uma cobertura de substrato 1904, por exemplo, feita de um material plástico que não transmita luz, pode ser vedada por cima do substrato, de modo a manter a umidade no substrato durante as fases de frutificação. Os anéis de frutificação 1906 podem ser dispostos dentro da cobertura de substrato 1904 para proporcionar pontos para a frutificação de cogumelos dispersos ao longo de todo o substrato. Vantajosamente, os tamanhos dos brotamentos de cogumelo podem ser ajustados com base no número de anéis de frutificação 1906 utilizados dentro da cobertura de substrato

1904. Os anéis de frutificação 1906 podem ser posicionados dentro da cobertura de substrato 1904 e cobertos com um material de filtro adequado, por exemplo, fita tipo micropore, polyfill e semelhantes, para reduzir a contaminação, enquanto permite a troca de ar fresco.

[063] As FIGs. 20A-20B são cogumelos ilustrativos e configurações de câmara de frutificação de verduras utilizadas nos sistemas e métodos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes das FIGs. 1-19 e 21. Nas FIGs. 20A-20B, uma cerca de compartimento isolado 2002 é proporcionada com uma unidade de estante 2004, por exemplo, do tipo de estante utilizado em restaurantes e semelhantes. A estante 2004 pode incluir prateleiras 2006 que podem ser configuradas para o cultivo de microverduras, plantas comestíveis e semelhantes.

[064] As prateleiras de microverduras 2006 podem ser posicionadas em uma parte inferior da estante 2004, com toras ou sacos de cogumelos 2008 suspensos em uma parte superior da estante 2004. Vantajosamente, o CO2 produzido pelas toras e/ou sacos de cogumelos 2008 e/ou cogumelos que crescem sobre estas, deposita-se no fundo da estante 2004 e é utilizado pelas plantas nas prateleiras de verduras 2006. Da mesma forma,

as prateleiras de plantas 2006 proporcionam oxigênio para as toras ou sacos de cogumelos 2008. Vantajosamente, a troca de ar e a umidade podem ser mantidas com tal configuração de modo que umidificadores, ventoinhas e semelhantes não necessitem ser utilizados.

[065] Luzes 2010 (por exemplo, luzes do tipo LED, luzes de cultivo, etc.) e semelhantes, podem ser dispostas dentro do compartimento 2002 e ou da estante 2004 para proporcionar luz para as plantas na prateleira de verduras 2006 e para os cogumelos que crescem nas toras ou sacos 2008. Em outras modalidades, o tanque de peixes do tipo aquapônico 2012 com uma bomba de água ou do tipo gêiser 2014 pode ser utilizado para distribuir água rica em nutrientes do tanque de peixes 2012 para as prateleiras de verduras 2006 por meio da saída 2018. Uma linha de retorno 2018 pode retornar a água filtrada das prateleiras de verduras 2006 de volta ao tanque de peixes 2012. Vantajosamente, a umidade proporcionada pelo componente aquapônico pode ser utilizada para aumentar a umidade dentro da câmara de frutificação de cogumelos e verduras 2000, para melhorar o crescimento de plantas e cogumelos.

[066] Na FIG. 20B, as toras ou sacos de cogumelos 2008 podem ser acomodados em prateleiras de cogumelos 2020, em vez de ou além de serem pendurados na estante 2004, como mostrado na FIG. 20A. Vantajosamente, as prateleiras 2006 e 2020 podem ser configuradas como prateleiras convencionais de restaurante para permitir o enchimento e remoção fáceis dos cogumelos e plantas, por exemplo, em uma configuração do tipo restaurante e semelhantes. Em outras modalidades, o tanque de peixes 2012 não precisa ser utilizado, nas quais a água rica em nutrientes do tanque de peixes 108 e/ou um ou mais dos tanques hidropônicos 1702 pode ser alimentada para as prateleiras 2006 com o retorno 2018 acoplado de volta para retornar a água filtrada para o tanque de peixes 108 e/ou um ou mais dos tanques hidropônicos 1702.

[067] A FIG. 21 é uma estufa solar ilustrativa com uma configuração de ventilação de ar natural utilizada nos sistemas e métodos para aquaponia de estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes das FIGs. 1-20. Na FIG. 21, um reservatório ou calha 2102 alimenta água para um pré-filtro 2104 conectado a uma bomba 2106, a qual fornece água pressurizada para uma cabeça de névoa úmida 2110 por meio de uma linha de água 2108. A água pressurizada da bomba 2106 proporciona uma névoa fina da névoa úmida 2110 que é transmitida para baixo para o canal formado por uma câmara de repartição de ar, ou telhado secundário, 2112 que está abaixo do telhado norte da estufa. O canal 2114 que se forma produz, vantajosamente, um fluxo de ar frio à medida que a água nebulizada se condensa, criando assim um fluxo de ar natural que desce pelo canal até 2114 em direção ao fundo da estufa.

[068] A água que condensa a partir da névoa úmida 2110 é capturada pela câmara de repartição de ar 2112 e realimentada para a calha 2102 para ser reciclada e devolvida através do filtro 2104 para a bomba 2106 e a linha de água 2108 para a névoa úmida 2110. Em outras modalidades, uma palha ou material parecido ou semelhante, do tipo esteira 2116 pode ser disposto na frente da névoa úmida 2110 com uma ventoinha 2118 extraindo ar através da esteira 2116 para produzir um efeito do tipo refrigerador de pântano, e semelhante, dentro do canal 2114.

[069] O ar frio que flui através do canal 2114 pode fluir para uma câmara de cogumelos 2120 com toras ou sacos de cogumelos 2008 dispostos dentro da câmara de cogumelos 2120. Vantajosamente, a câmara de cogumelos 2120 pode estar localizada atrás da parede de água 1002 da estufa solar chinesa. O ar frio que flui para baixo para o canal 2114 na câmara de cogumelo 2120 pode, vantajosamente, extrair o dióxido de carbono das toras ou sacos de cogumelos 2008 em direção ao fundo da estufa para ser reciclado pelas plantas do outro lado da parede de água 1002 em uma câmara de plantas 2124. Uma ventoinha 2122 pode ser proporcionada, caso seja necessário, para aumentar ainda mais a troca de CO2 e O2 da câmara de cogumelos 2120 para a seção de plantas da estufa.

[070] Vantajosamente, o ar frio que flui através do canal 2114 e da câmara de cogumelos 2120, cria um padrão de circulação circular natural, conforme o ar resfria e, em seguida, é aquecido e sobe na câmara da planta 2124 e é expelido através do respiradouro superior 120. O respiradouro inferior 120 também pode introduzir ar frio fresco no sistema e ainda ajudar o ar a circular com o dióxido de carbono em um padrão circular dentro da estufa. Tal como acontece com as modalidades anteriores, vantajosamente, a troca de gás CO2 e O2 é proporcionada para beneficiar as plantas e os cogumelos que estão sendo cultivados. Em outras modalidades, um ou mais dos canteiros de cultivo 110 configurados para o cultivo de cogumelos, conforme descrito anteriormente, podem estar localizados atrás da parede de água 1002 na câmara de cogumelos

2120.

[071] A FIG. 22 é uma estufa solar ilustrativa com ventilação de ar natural e configurações de coleta de água adequadas para aplicações de deserto e de seasteading, utilizadas nos sistemas e métodos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes das FIGs. 1-21. Na FIG. 22, as malhas de coleta de umidade e/ou névoa 2220, como são conhecidas na(s) técnica(s) relevante(s) e semelhantes, são dispostas nas aberturas dos respiradouros 120 e de modo a capturar umidade interna, névoa externa e semelhantes. A água capturada é então alimentada para várias calhas 2122 e pode ser filtrada, conforme necessário, para fornecer água doce ao tanque de peixes 108, regar as plantas na câmara de plantas 2124, proporcionar água para a parede de água 1002, proporcionar água potável, e semelhantes. As calhas 2122 também podem ser utilizadas para coletar água utilizada para limpar os painéis solares 2202 dispostos no telhado da estufa, por um dispositivo de limpeza de painel solar 2202, como são conhecidos na(s) técnica(s) relevante(s), e que, por exemplo, se move transversalmente e borrifa água sobre os painéis solares 2204 para limpar a poeira destes. Respiradouros, filtros e/ou ventoinhas 2222 e semelhantes são utilizados para filtrar e/ou empurrar O2 da câmara da planta 2124 para a câmara do cogumelo 2120 a partir do topo da estufa, e para expulsar CO2 e filtrar esporos a partir da câmara de cogumelos 2120 para a câmara de planta 2124 no fundo da estufa. Vantajosamente, o tanque de peixes 108 pode estar localizado no lado mais frio da parede de água 1002 debaixo da câmara de cogumelos 2120.

[072] A vidraça 118, por exemplo, é mostrada configurada em um ângulo adequado para a latitude de Riade, na

Arábia Saudita. Um poço de água salgada 2208 pode ser disposto por baixo da estufa sob a câmara da planta 2124 para gerar água dessalinizada por meio de um dispositivo de dessalinização 2204 e/ou qualquer outra tecnologia passiva ou ativa adequada de dessalinização de água, tal como evaporação, ação de energia solar, membranas, métodos de capilaridade, e semelhantes. A estufa pode ser disposta sobre uma barcaça 2210 para aplicações marítimas e semelhantes. Consequentemente, as configurações acima são vantajosas para desertos, ambientes com muita poeira, aplicações marítimas, aplicações junto à praia e semelhantes.

[073] As FIGs. 23A-23B são câmaras de frutificação de cogumelos e de verduras ilustrativas com configurações de filtragem de esporos utilizadas nos sistemas e métodos para aquaponia em estufa solar e compostador de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes das FIGs. 1-22. Nas FIGs. 23A-23B, um nebulizador e unidade de entrada de ar fresco 2302 (por exemplo, à base de ultrassons, à base de Ventilação de Ar Natural (NAV), etc.) é disposto sobre as toras ou sacos de cogumelos 2008 para manter os níveis de umidade adequados. Um filtro de esporos 2304 é disposto abaixo das toras ou sacos de cogumelos 2008 e acima das prateleiras de verduras 2006 para filtrar esporos dos troncos ou sacos de cogumelos 2008, e empurrar o ar filtrado e CO2 para as prateleiras de verduras 2006. Uma bandeja de água 2314 captura a umidade das prateleiras de verduras 2006 e do ar úmido gerado pelo nebulizador 2302. Uma bomba 2312 bombeia a água coletada por meio da saída 2306 para o filtro de esporos 2304, que inclui uma bandeja de água 2310 para coletar esporos, uma bomba 2308 para bombear água sobre almofadas evaporativas 2320 por meio de linhas de água 2322, um soprador 2318 configurado para extrair ar do nebulizador e unidade de entrada de ar fresco 2302 e CO2 gerado pelas toras ou sacos de cogumelos 2008 através das almofadas evaporativas 2320 na câmara de ar 2324 e, em seguida, para as prateleiras de verduras 2006. Vantajosamente, o O2 e a umidade gerados pelas prateleiras de verduras 2006 também podem ser direcionados para o nebulizador e a unidade de entrada de ar fresco 2302 para proporcionar o O2 e a umidade para as toras ou sacos de cogumelos 2008.

[074] Vantajosamente, os sistemas e métodos ilustrativos permitem sistemas de alimentação de peixes, cogumelos e estufa eficientes e econômicos para cultivo de aquaponia, cogumelos e microverduras e semelhantes.

[075] Embora os sistemas e métodos ilustrativos sejam descritos em termos de aquaponia, os sistemas e métodos ilustrativos podem ser aplicados a quaisquer outros tipos de tecnologias de aquicultura e estufa, como será apreciado por quem tenha conhecimentos elementares nas técnicas relevantes.

[076] Os dispositivos e subsistemas acima descritos das modalidades ilustrativas podem incluir, por exemplo, quaisquer servidores adequados, estações de trabalho, PCs, computadores de colo, PDAs, aparelhos de Internet, dispositivos portáteis, telefones celulares, dispositivos sem fio, outros dispositivos e semelhantes, capazes de realizar os processos das modalidades ilustrativas. Os dispositivos e subsistemas das modalidades ilustrativas podem se comunicar uns com os outros utilizando qualquer protocolo adequado e podem ser implementados utilizando um ou mais sistemas ou dispositivos de computador programados.

[077] Um ou mais mecanismos de interface podem ser utilizados com as modalidades ilustrativas, incluindo, por exemplo, acesso à Internet, telecomunicações de qualquer forma adequada (por exemplo, voz, modem e semelhantes), meios de comunicação sem fio, e semelhantes. Por exemplo, as redes ou vínculos de comunicações utilizados podem incluir uma ou mais redes de comunicações sem fio, redes de comunicações celulares, redes de comunicações G3, Rede Telefônica Pública Comutada (PSTNs), Redes de Dados de Pacote (PDNs), Internet, intranets, uma combinação destas e semelhantes.

[078] Deve ser entendido que os dispositivos e subsistemas das modalidades ilustrativas são para fins ilustrativos, visto que muitas variações do hardware específico utilizado para implementar as modalidades ilustrativas são possíveis, como será apreciado pelos versados na(s) técnica(s) relevante(s). Por exemplo, a funcionalidade de um ou mais dos dispositivos e subsistemas das modalidades ilustrativas pode ser implementada por meio de um ou mais sistemas ou dispositivos de computador programados.

[079] Para implementar tais variações, bem como outras variações, um único sistema de computador pode ser programado para executar as funções com fins especiais de um ou mais dos dispositivos e subsistemas das modalidades ilustrativas. Por outro lado, dois ou mais sistemas ou dispositivos de computador programados podem ser substituídos por qualquer um dos dispositivos e subsistemas das modalidades ilustrativas. Por conseguinte, princípios e vantagens de processamento distribuído, tais como redundância, replicação e semelhantes, também podem ser implementados, conforme desejado, para aumentar a robustez e o desempenho dos dispositivos e subsistemas das modalidades ilustrativas.

[080] Os dispositivos e subsistemas das modalidades ilustrativas podem armazenar informações relacionadas a vários processos descritos neste documento. Essas informações podem ser armazenadas em uma ou mais memórias, tais como um disco rígido, disco óptico, disco magneto-óptico, RAM e semelhantes, dos dispositivos e subsistemas das modalidades ilustrativas. Um ou mais bancos de dados dos dispositivos e subsistemas das modalidades ilustrativas podem armazenar as informações utilizadas para implementar as modalidades ilustrativas das presentes invenções. Os bancos de dados podem ser organizados utilizando estruturas de dados (por exemplo, registros, tabelas, matrizes, campos, gráficos, colunas, listas e semelhantes) incluídas em uma ou mais memórias ou dispositivos de armazenamento listados neste documento. Os processos descritos em relação às modalidades ilustrativas podem incluir estruturas de dados apropriadas para armazenar dados coletados e/ou gerados pelos processos dos dispositivos e subsistemas das modalidades ilustrativas em um ou mais bancos de dados dos mesmos.

[081] A totalidade ou uma parte dos dispositivos e subsistemas das modalidades ilustrativas podem ser convenientemente implementados utilizando um ou mais sistemas de computador de uso geral, microprocessadores, processadores de sinal digital, microcontroladores e semelhantes, programados de acordo com os ensinamentos das modalidades ilustrativas das presentes invenções, como será apreciado por aqueles versados nas técnicas de computador e software. O software apropriado pode ser prontamente preparado por programadores com conhecimentos elementares com base nos ensinamentos das modalidades ilustrativas, como será apreciado por aqueles versados na técnica de software. Adicionalmente, os dispositivos e subsistemas das modalidades ilustrativas podem ser implementados na World Wide Web. Além disso, os dispositivos e subsistemas das modalidades ilustrativas podem ser implementados pela preparação de circuitos integrados de aplicação específica ou pela interconexão de uma rede apropriada de circuitos de componentes convencionais, como será apreciado por aqueles versados na(s) técnica(s) elétrica(s). Assim, as modalidades ilustrativas não são limitadas a qualquer combinação específica de circuitos de hardware e/ou software.

[082] Armazenadas em qualquer uma ou em uma combinação de mídia legível por computador, as modalidades ilustrativas das presentes invenções podem incluir software para controlar os dispositivos e subsistemas das modalidades ilustrativas, para estimular os dispositivos e subsistemas das modalidades ilustrativas a interagir com um usuário humano e semelhantes. Esse software pode incluir, entre outros, drivers de dispositivo, firmware, sistemas operacionais, ferramentas de desenvolvimento, software de aplicativos e semelhantes. Tal mídia legível por computador pode ainda incluir o produto de programa de computador de uma modalidade das presentes invenções para realizar a totalidade ou uma parte (se o processamento for distribuído) do processamento realizado na implementação das invenções. Dispositivos de código de computador das modalidades ilustrativas das presentes invenções podem incluir qualquer mecanismo de código interpretável ou executável adequado, incluindo entre outros scripts, programas interpretáveis, bibliotecas de vínculo dinâmico (DLLs), classes e applets Java, programas executáveis completos, e objetos Common Object Request Broker Architecture (CORBA), e semelhantes. Além disso, partes do processamento das modalidades ilustrativas das presentes invenções podem ser distribuídas para melhor desempenho, confiabilidade, custo e semelhantes.

[083] Como afirmado acima, os dispositivos e subsistemas das modalidades ilustrativas podem incluir mídia legível por computador ou memórias para manter instruções programadas de acordo com os ensinamentos das presentes invenções e para manter estruturas de dados, tabelas, registros e/ou outros dados descritos neste documento. A mídia legível por computador pode incluir qualquer meio adequado que participe do fornecimento de instruções a um processador para execução. Tal meio pode assumir muitas formas, incluindo, entre outras, meio não volátil, meio volátil, meio de transmissão e semelhantes. O meio não volátil pode incluir, por exemplo, discos ópticos ou magnéticos, discos magneto-ópticos, e semelhantes. O meio volátil pode incluir memórias dinâmicas, e semelhantes. O meio de transmissão pode incluir cabos coaxiais, fio de cobre, fibra óptica e semelhantes. O meio de transmissão também pode assumir a forma de ondas acústicas, ópticas, eletromagnéticas e semelhantes, tais como as geradas durante as comunicações de radiofrequência (RF), comunicações de dados infravermelhos (IR) e semelhantes. Formas comuns de mídia legível por computador podem incluir, por exemplo, um disquete, um disco flexível, disco rígido, fita magnética, qualquer outro meio magnético adequado, um CD-ROM, CDRW, DVD, qualquer outro meio óptico adequado, cartões perfurados, fita de papel, folhas de marcas ópticas, qualquer outro meio físico adequado com padrões de orifícios ou outras marcas opticamente reconhecíveis, um RAM, um PROM, um EPROM, um FLASH-EPROM, qualquer outro chip de memória ou cartucho adequado, uma onda portadora ou qualquer outro meio adequado a partir do qual um computador possa ler.

[084] Embora as presentes invenções tenham sido descritas em conexão com uma série de modalidades e implementações ilustrativas, as presentes invenções não são tão limitadas, mas antes cobrem várias modificações e arranjos equivalentes, os quais caem dentro do alcance das reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. SISTEMA AQUAPÔNICO E DE ESTUFA, caracterizado por compreender: uma estufa solar isolada com uma vidraça em um lado voltado para o sol em um ângulo para maximizar a luz solar de inverno, e acomodando: um tanque de peixes acomodado dentro da estufa solar; uma área de cultivo de plantas acomodada dentro da estufa solar; uma área de cultivo de cogumelos acomodada dentro da estufa solar; uma massa térmica de parede de água acomodada dentro da estufa solar e disposta entre a área de cultivo de plantas e a área de cultivo de cogumelos; e um sistema de ventilação de ar natural acomodado dentro da estufa solar e configurado para proporcionar ar enevoado para a área de cultivo de cogumelos, em que o O2 gerado pela área de cultivo de plantas é recebido pelo sistema de ventilação de ar natural e é proporcionado para a área de cultivo de cogumelos, e o CO2 gerado pela área de cultivo de cogumelos é proporcionado para a área de cultivo de plantas.

2. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda: uma pluralidade de canteiros de cultivo acoplados ao tanque de peixes e também acomodados dentro da estufa solar na área de cultivo de plantas, em que cada um da pluralidade de canteiros de cultivo é acoplado a uma respectiva bomba gêiser do tanque de peixes interna ao tanque de peixes, em que as bombas gêiser do tanque de peixes são alimentadas por uma bomba de ar externa para bombear água do tanque de peixes para o canteiro de crescimento e arejar a água do tanque de peixes; e um filtro rígido acoplado ao tanque de peixes e tendo uma bomba gêiser de filtro rígido interna ao tanque de peixes e alimentada por uma bomba de ar externa para bombear água do tanque de peixes para o filtro rígido para arejar e filtrar a água do tanque de peixes, em que o filtro rígido inclui camada de algas em uma porção superior do mesmo com uma pedra difusora acionada por uma bomba de ar externa por baixo da camada de algas para arejar as algas.

3. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda: um sistema de dessalinização disposto sob a área de cultivo da planta para gerar água doce para uso na estufa.

4. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo sistema de ventilação de ar natural compreender ainda: uma câmara de repartição de ar de telhado secundário disposta sob o telhado da estufa e acoplada a um reservatório de água da calha de chuva; um filtro de água acoplado ao reservatório de água de calha de chuva e configurado para filtrar água do reservatório de água da calha de chuva; e uma bomba de água acoplada ao filtro e configurada para bombear a água filtrada para uma cabeça de pulverização de névoa úmida em uma porção superior da câmara de repartição de ar do telhado secundário de modo que uma névoa de água seja pulverizada e configurada para condensar dentro de um canal formado pelo telhado da estufa e a câmara de repartição de ar do telhado secundário e retorno ao reservatório de água da calha de chuva.

5. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo filtro rígido compreender: filtração mecânica, filtração biológica, filtração química e/ou saneamento por luz UV; e um alimentador automático de peixes de lentilha- d'água tendo uma saída acoplada ao tanque de peixes e com lentilha-d'água crescendo em uma superfície de água superior do filtro rígido proporcionado ao tanque de peixes.

6. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por compreender ainda: uma compostagem de mosca soldado negra (BSF) e alimentador automático de peixes para converter matéria orgânica em larvas de BSF para alimentação de peixes, e compreendendo um recipiente de BSF com uma rampa interna e uma rampa externa, com a rampa interna disposta dentro do recipiente de BSF, e com a rampa externa acoplada à rampa interna e disposta sobre o tanque de peixes de forma que as larvas de BSF possam rastejar pela rampa interna e cair da rampa externa para o tanque de peixes enquanto os peixes se alimentam.

7. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por compreender ainda: um sensor baseado em analisador espectral tendo uma sonda de gás disposta dentro da estufa para medir os parâmetros do ar da estufa, incluindo temperatura, umidade,

níveis de 02 e C02 na estufa, e uma sonda de água disposta dentro do tanque de peixes para medir os parâmetros da água do tanque de peixes, incluindo oxigênio dissolvido, pH, nitrato, nitrito, amônia e níveis de condutividade elétrica (EC) da água do tanque de peixes, e um computador acoplado ao sensor baseado em analisador espectral e configurado para controlar um ou mais dos parâmetros de ar e água com base nos níveis de parâmetros de ar e água medidos.

8. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por cada um dos canteiros de cultivo incluir um sifão de sino externo ao canteiro e configurado para drenar a água do canteiro de volta para o tanque de peixes e do canteiro de volta para o respectivo tanque hidropônico, e por cada sifão de sino compreender um compartimento de sifão de sino com uma extremidade aberta e parte superior fechada, com a extremidade aberta do compartimento de sifão de sino acoplada a uma superfície inferior do canteiro de cultivo, e um tubo vertical de sifão de sino se estendendo dentro do compartimento de sifão de sino e acoplado ao tanque de peixes para drenar a água do canteiro de cultivo para o tanque de peixes e para o respectivo tanque hidropônico através das respectivas válvulas.

9. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por cada tanque de peixes e bombas gêiser de filtro rígido compreender um compartimento de bomba gêiser com um fundo aberto e parte superior fechada, com uma entrada de ar proporcionada no compartimento de bomba gêiser acoplada à bomba de ar e um tubo vertical da bomba gêiser que se estende através da parte superior fechada do compartimento da bomba gêiser para um interior do compartimento da bomba gêiser e acoplado a uma parte superior do canteiro de cultivo para bombear e arejar a água do tanque de peixes para o topo do canteiro de cultivo.

10. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda: painéis solares dispostos no topo da estufa; e um dispositivo de limpeza de painéis solares disposto sobre os painéis solares e configurado para limpar poeira ou areia nos painéis solares.