BR112020019531A2 - Sistema de cultivo em silo configurado para cultivar uma cultura agrícola, sistema de cultivo em espiral e método de cultivo de uma cultura agrícola - Google Patents

Sistema de cultivo em silo configurado para cultivar uma cultura agrícola, sistema de cultivo em espiral e método de cultivo de uma cultura agrícola Download PDF

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Abstract

um sistema de cultivo em espiral é configurado para ser alojado em uma câmara de cultivo em silo alongada verticalmente para cultivar uma cultura agrícola. o sistema de cultivo em espiral inclui, de forma ampla, um conjunto de cultivo em espiral e um suporte de cultura móvel. o conjunto de cultivo em espiral se estende ao longo de um comprimento do conjunto para definir, pelo menos parcialmente, um espaço de cultivo em espiral para receber e alimentar a cultura agrícola nele. o conjunto de cultivo em espiral inclui uma pista contínua e um sistema de alimentação. a pista se estende continuamente ao longo do comprimento do conjunto e está configurada para direcionar uma cultura agrícola ao longo de trajeto em espiral geralmente descendente. o suporte de cultura móvel é operacionalmente suportado pela pista e é configurado para ser avançado para baixo ao longo do comprimento do conjunto para, assim, direcionar a cultura agrícola através do espaço de cultivo com o sistema de alimentação fornecendo aplicação direta na raiz de um suprimento de água e/ ou nutrientes à cultura agrícola ao longo do trajeto.

Description

“SISTEMA DE CULTIVO EM SILO CONFIGURADO PARA CULTIVAR UMA CULTURA AGRÍCOLA, SISTEMA DE CULTIVO EM ESPIRAL E MÉTODO DE CULTIVO DE UMA CULTURA AGRÍCOLA” REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS
[001] O presente pedido reivindica o benefício de prioridade do Pedido de Patente Provisório dos EUA nº de série 62/648,032, depositado em 26 de março de 2018, intitulado GROWING SYSTEM AND METHOD, que é aqui incorporado por referência em sua totalidade.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO CAMPO DA INVENÇÃO
[002] A presente invenção se refere genericamente a sistemas de cultivo de culturas usando aplicação direta de água e/ ou nutrientes na raiz. As formas de realização da presente invenção referem-se a um conjunto de cultivo em espiral instalado em um silo e configurado para o cultivo de lotes de culturas agrícolas usando aeroponia, fogponia, Técnica do Filme Nutriente e/ ou técnicas de aplicação direta em raiz relacionadas.
DESCRIÇÃO DA ARTE RELACIONADA
[003] Os sistemas de cultivo de plantas que utilizam a aplicação direta de água e nutrientes na raiz são bem conhecidos na técnica. Os sistemas convencionais são conhecidos por utilizar técnicas hidropônicas, aquacultura e/ ou aquapônicas para cultivar vários tipos de plantas e animais. Os sistemas hidropônicos conhecidos incluem sistemas aeropônicos e fogpônicos que usam um sistema de pulverização ou nebulização para alimentar as plantas.
[004] No entanto, os sistemas convencionais hidropônico, aeropônico e fogpônico têm várias deficiências. Por exemplo, esses sistemas convencionais são incapazes de produzir vegetais e outros produtos vegetais em escala industrial consistente com a agricultura moderna/ atual e geralmente não são economicamente viáveis para a produção em larga escala. Os sistemas aeropônicos e fogpônicos conhecidos são particularmente ineficientes no que diz respeito à velocidade de produção da cultura e não possuem o rendimento necessário para serem economicamente sustentáveis. Os sistemas conhecidos também são ineficientes em relação ao uso de água e energia (tanto elétrica quanto térmica). Além disso, os sistemas convencionais são inadequadamente projetados para maximizar a produtividade do trabalhador (tanto no número de trabalhadores quanto na eficiência do trabalhador) e o espaço disponível nas instalações.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO
[005] O breve resumo a seguir é fornecido para indicar a natureza da matéria objeto divulgada neste documento. Embora certos aspectos da presente invenção sejam descritos abaixo, o resumo não se destina a limitar o escopo da presente invenção.
[006] As formas de realização da presente invenção fornecem um sistema de cultivo em espiral que não sofre dos problemas e limitações dos sistemas de cultivo de plantas do estado da técnica apresentados acima.
[007] Um primeiro aspecto da presente invenção diz respeito a um sistema de cultivo em silo configurado para cultivar uma cultura agrícola. O sistema de cultivo do silo inclui, de forma ampla, um silo, um conjunto de cultivo em espiral e um suporte de cultura móvel. O silo apresenta uma câmara de cultivo em silo alongada verticalmente. O conjunto de cultivo em espiral é posicionado na câmara de cultivo do silo e se estende ao longo de um comprimento do conjunto para definir, pelo menos parcialmente, um espaço de cultivo em espiral para receber e alimentar a cultura agrícola nele. O conjunto de cultivo em espiral inclui uma pista contínua e um sistema de alimentação. A pista se estende continuamente ao longo do comprimento do conjunto do conjunto de cultivo em espiral e apresenta um trajeto em espiral geralmente descendente que define um eixo de trajeto, com a pista configurada para direcionar a cultura agrícola ao longo do trajeto em espiral. O suporte de cultura móvel é configurado para suportar pelo menos parte da cultura agrícola. O suporte de cultura móvel é operavelmente suportado pela pista e está configurado para ser avançado para baixo ao longo do comprimento do conjunto para, assim, direcionar a cultura agrícola através do espaço de cultivo ao longo do trajeto em espiral. O sistema de alimentação se estende ao longo da pista para direcionar o suprimento de água e/ ou nutrientes no espaço de cultivo ao longo do trajeto em espiral, fornecendo a aplicação direta na raiz do suprimento de água e/ ou nutrientes para a cultura agrícola.
[008] Um segundo aspecto da presente invenção refere-se a um sistema de cultivo em espiral configurado para ser alojado em uma câmara de cultivo em silo alongada verticalmente para o cultivo de uma cultura agrícola. O sistema de cultivo em espiral inclui, de forma ampla, um conjunto de cultivo em espiral e um suporte de cultura móvel. O conjunto de cultivo em espiral se estende ao longo de um comprimento do conjunto para definir, pelo menos parcialmente, um espaço de cultivo em espiral para receber e alimentar a cultura agrícola nele. O conjunto de cultivo em espiral inclui uma pista contínua e um sistema de alimentação. A pista se estende continuamente ao longo do comprimento do conjunto do conjunto de cultivo em espiral e apresenta um trajeto em espiral geralmente descendente que define um eixo de trajeto, com a pista configurada para direcionar a cultura agrícola ao longo do trajeto em espiral. O suporte de cultura móvel é configurado para suportar pelo menos parte da cultura agrícola. O suporte de cultura móvel é operavelmente suportado pela pista e está configurado para ser avançado para baixo ao longo do comprimento do conjunto para, assim, direcionar a cultura agrícola através do espaço de cultivo ao longo do trajeto em espiral. O sistema de alimentação se estende ao longo da pista para direcionar o suprimento de água e/ ou nutrientes no espaço de cultivo ao longo do trajeto em espiral, fornecendo a aplicação direta na raiz do suprimento de água e/ ou nutrientes para a cultura agrícola.
[009] Um terceiro aspecto da presente invenção refere-se a um método de cultivo de uma cultura agrícola usando aeroponia, fogponia e/ ou Técnica do Filme Nutriente. O método inclui as etapas de posicionamento da cultura agrícola em um trajeto em espiral; facilitar o avanço da cultura agrícola para baixo ao longo do trajeto em espiral; fornecer aplicação direta na raiz de água e/ ou nutrientes à cultura agrícola para fazer crescer a cultura agrícola à medida que a cultura agrícola avança ao longo do trajeto em espiral; e colher a cultura agrícola do trajeto em espiral.
[0010] Este resumo é fornecido para introduzir uma seleção de conceitos em uma forma simplificada que são descritos abaixo na descrição detalhada. Este resumo não se destina a identificar características-chave ou características essenciais da matéria objeto reivindicada, nem se destina a ser usado para limitar o escopo da matéria objeto reivindicada. Outros aspectos e vantagens da presente invenção serão evidentes a partir da seguinte descrição detalhada das formas de realização e das figuras em desenho que a acompanham.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0011] As formas de realização preferidas da invenção são descritas em detalhes abaixo com referência às figuras dos desenhos anexos, em que: - A Figura 1 é uma perspectiva de um sistema de cultivo em silo construído de acordo com uma forma de realização preferencial da presente invenção, mostrando uma construção de silo com uma pluralidade de silos e uma pluralidade de conjuntos de cultivo em espiral instalados nos silos, com seções de paredes de silo removidas para representar uma representação esquemática dos conjuntos de cultivo em espiral;
- A Figura 2 é uma perspectiva fragmentária ampliada do sistema de cultivo em silo mostrado na Figura 1, com os conjuntos de cultivo em espiral sendo representados esquematicamente;
- A Figura 3 é uma vista plana superior do sistema de cultivo em silo mostrado nas Figuras 1 e 2, mostrando o sistema em corte transversal para representar os conjuntos de cultivo em espiral nos silos e compartimentos verticais intersticiais localizados entre os silos;
- A Figura 4 é uma perspectiva superior fragmentária de um dos silos e conjuntos de cultivo em espiral mostrados nas Figuras 1-3, mostrando um segmento em espiral do conjunto de cultivo que suporta um trem de carrinhos móveis, com o conjunto de cultivo incluindo uma pista em espiral contínua, um sistema de alimentação, um sistema de iluminação e um sistema de ar;
- A Figura 5 é uma perspectiva inferior fragmentária do silo, do conjunto de cultivo em espiral e do trem semelhante à Figura 4, mas mostrando uma vista inferior dos componentes, com o sistema de alimentação incluindo uma esteira em espiral por baixo dos carrinhos móveis e o sistema de iluminação incluindo luzes de LED montadas por baixo da esteira em espiral;
- A Figura 6 é uma vista plana superior fragmentária do silo, do conjunto de cultivo em espiral e do trem mostrado nas Figuras 4 e 5;
- A Figura 7 é uma vista plana superior fragmentária do sistema de cultivo em silo semelhante à Figura 3, mas mostrando câmaras de compartimento apresentadas por um dos compartimentos intersticiais, com as câmaras de compartimento tendo ar de resfriamento fornecido por unidades de ventilação do sistema de ar e distribuindo o ar de resfriamento para dutos de ar instalados em silos adjacentes;
- A Figura 7A é uma vista plana superior fragmentária ampliada do sistema de cultivo em silo semelhante à Figura 7, mas mostrando o arranjo de dutos de ar em um dos silos, com cada duto de ar sendo fornecido com ar de resfriamento através das respectivas aberturas de entrada de ar apresentadas pela parede do silo, e ainda representando um fluxo circunferencial de ar de resfriamento ao longo dos dutos de ar e um fluxo radialmente para dentro de correntes de ar de resfriamento descarregadas para fora dos dutos de ar;
- A Figura 8 é uma perspectiva superior fragmentária da esteira e luzes de LED mostradas nas Figuras 4 e 5, mostrando uma bandeja de coleta da esteira, com a bandeja tendo paredes laterais opostas e uma parede inferior,
e mostrando ainda bocais de água e nutrientes montados para se estenderem através da parede lateral interna;
- A Figura 9 é uma perspectiva inferior fragmentária da esteira e luzes de LED semelhantes à Figura 8, mas mostrando uma vista inferior que representa as luzes de LED espaçadas ao longo da bandeja;
- A Figura 10 é uma perspectiva superior fragmentária da esteira semelhante à Figura 8, e mostrando ainda uma calha e caleira associadas à bandeja de coleta para coletar o excesso de água e/ ou nutrientes;
- A Figura 11 é uma perspectiva fragmentária do silo, do conjunto de cultivo em espiral e do trem mostrado nas Figuras 4-6, mostrando parte de um duto de ar interrompido para representar uma abertura de entrada de ar que fornece ar de resfriamento do compartimento intersticial para o duto de ar, e mostrando ainda uma saída do duto de ar que compreende um padrão de orifícios espaçados ao longo do duto de ar;
- A Figura 12 é uma perspectiva fragmentária ampliada do duto de ar mostrado na Figura 11, mostrando uma das extremidades do duto de ar fechada e representando o padrão de orifícios apresentados ao longo da face circunferencial do duto de ar;
- A Figura 13 é uma vista esquemática do conjunto de cultivo em espiral mostrado nas Figuras 1-3, mostrando um controlador, um sistema de água, um sistema de nutrientes e um sistema de retorno de líquido do sistema de alimentação;
- A Figura 14 é uma seção transversal esquemática de um conjunto de cultivo em espiral mostrado nas Figuras 1-3, mostrando carrinhos móveis posicionados em vários níveis da pista acima das respectivas partes da esteira,
com cada carrinho móvel incluindo uma estrutura, rodas e uma tampa para receber plantas e mostrando um espaçamento entre níveis adjacentes aumentando progressivamente na direção inferior para acomodar o crescimento da planta;
- A Figura 14A é uma seção transversal fragmentária ampliada do um conjunto de cultivo em espiral semelhante à Figura 14, e mostrando o carrinho móvel localizado acima da esteira para definir uma zona de alimentação entre eles para pulverizar/ nebulizar as raízes das plantas e ainda mostrar o carrinho móvel localizado abaixo das luzes de LED para definir uma zona de iluminação entre eles para iluminar o dossel da planta para facilitar a fotossíntese da planta;
- A Figura 15 é outra seção transversal fragmentária ampliada de um conjunto de cultivo em espiral semelhante à Figura 14, mostrando um carrinho de controle móvel do trem recebido na pista, com o carrinho de controle incluindo um mecanismo de frenagem e dispositivo de limpeza mostrado esquematicamente, onde o mecanismo de frenagem é configurado para controlar o avanço do trem e o dispositivo de limpeza é operável para limpar a esteira durante o avanço;
- A Figura 16 é uma elevação lateral do um conjunto de cultivo em espiral mostrado na Figura 15, mostrando um tanque de limpeza com solução de limpeza, bicos de pulverização, um rodo e uma escova rotativa do dispositivo de limpeza; e
- A Figura 17 é uma seção transversal esquemática de outro conjunto de cultivo em espiral mostrado nas Figuras 1-3, mostrando carrinhos móveis recebidos em vários níveis da pista, com cada carrinho móvel incluindo uma estrutura e rodas para receber sacos de cogumelos para incubação e mostrando um espaçamento constante entre níveis adjacentes da pista.
[0012] As figuras dos desenhos não limitam a presente invenção às formas de realização específicas divulgadas e descritas aqui. Os desenhos não estão necessariamente em escala, em vez disso, a ênfase é colocada na ilustração clara dos princípios da forma de realização preferida.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[0013] Voltando inicialmente às Figuras 1-3, 14 e 14A, um sistema de cultivo em silo (30) fornece uma instalação de produção para o cultivo de várias culturas de plantas (P) usando aplicação direta de água e/ ou nutrientes na raiz.
[0014] O sistema de cultivo em silo (30) ilustrado inclui conjuntos de crescimento em espiral (32), cada um de preferência com uma orientação espiral vertical (isto é, hélice). O sistema de cultivo em silo (30) utiliza uma série de sistemas de eficiência energética e melhorias para maximizar a produção do sistema e minimizar a energia necessária para a operação do sistema.
[0015] Em particular, cada conjunto de cultivo em espiral (32) é configurado como uma hélice montada em uma câmara de cultivo em silo e disposta em um eixo de acesso central orientado verticalmente (T) percorrendo ao longo do eixo da hélice. Desta forma, uma pluralidade de suportes de planta pode ser arranjada em sucessão seguindo o trajeto helicoidal da pista em espiral verticalmente alongada, enrolando para baixo em torno do eixo de acesso central (T). Será apreciado que o sistema de cultivo em silo representado é configurado como uma hélice ou bobina com diâmetro constante, em contraste com um sistema de transporte horizontal de estufa.
[0016] Como será descrito em mais detalhes, o sistema de cultivo em silo (30) inclui, de forma ampla, conjuntos de cultivo em espiral (32), uma construção de silo (34) e uma pluralidade de suportes de colheita móveis (36).
[0017] Várias culturas de produtos agrícolas podem ser cultivadas usando este sistema e podem incluir plantas (como plantas (P)), fungos (como cogumelos fornecidos em sacos de cogumelos (M)) e/ ou animais. Tais culturas agrícolas podem incluir, sem limitação, culturas de alimentos (para consumo humano), culturas de rações (para consumo animal), culturas de fibras (para têxteis), culturas de oleaginosas (biodiesel) e culturas industriais (farmacêuticas, cosméticas), como alfaces, folhas verdes, melões, bagas, uvas, cannabis, ervas, fungos (por exemplo, cogumelos) e semelhantes. Assim, as plantas (P) podem incluir vegetais, frutas, grãos, etc. Os sacos de cogumelos (M) podem incluir vários tipos de cogumelos ou outros fungos. Embora a forma de realização ilustrada represente o uso do sistema (30) para cultivar plantas (P) e incubar cogumelos, está inteiramente dentro do escopo da presente invenção onde o sistema (30) é configurado para cultivar culturas de outros produtos agrícolas.
[0018] Conforme usado neste documento, o termo “fungo” geralmente inclui, sem limitação, micélio, semente (spawn), cogumelos e termos semelhantes. Será entendido que tais fungos podem ser fornecidos nos sacos descritos, outros tipos de sacos de fungos ou vários outros recipientes para fungos, ou podem ser carregados/ suportados por uma estrutura de suporte adequada para incubação de fungos. Além disso, os fungos podem ou não ser fornecidos com vários substratos, como serragem, palha ou outros materiais.
Será entendido que um substrato pode ser colonizado com fungos para fornecer vários produtos finais (por exemplo, fungos destinados à produção de corpos de frutos de cogumelos ou simplesmente um substrato colonizado). Por exemplo, está dentro do escopo da presente invenção onde um substrato de planta (por exemplo, painço, sorgo ou arroz) é colonizado por fungos. O substrato colonizado pode então ser seco e moído em um produto medicinal nutritivo ou uma farinha nutricionalmente melhorada. O substrato colonizado também pode servir como semente para uso posterior (por exemplo, por outros produtores).
Os sacos de cogumelos (M) incluem preferivelmente cogumelos, mas também podem incluir vários tipos de fungos e podem ser referidos como um saco de fungos.
[0019] Mais uma vez, está também dentro do escopo da presente invenção onde o sistema de cultivo em silo é usado para criar animais. Por exemplo, o sistema pode ser configurado para crescer grilos (ou outros insetos), vermes, larvas, etc. Em algumas formas de realização, será entendido que combinações de culturas podem ser fornecidas juntas como parte de um produto final. Por exemplo, os insetos podem ser usados como fonte de proteína na mistura de cogumelos (por exemplo, onde os insetos são triturados e peletizados nas pelotas combinadas).
[0020] Os ciclos de crescimento das culturas podem variar de cerca de doze (12) dias a cerca de sessenta (60) dias, com o ciclo de crescimento sendo concluído para a colheita quando as plantas atingem o fundo da espiral.
Assim, a velocidade de deslocamento dos suportes de cultura (36) pode ser ajustada em conformidade. Além disso, a velocidade de deslocamento pode ser constante (por exemplo, 2 polegadas por hora) ou pode envolver períodos de parada/ início ao longo do ciclo de crescimento.
TÉCNICAS DE APLICAÇÃO DIRETA EM RAIZ
[0021] Os dispositivos, sistemas e métodos divulgados neste documento se referem a um sistema de cultivo e métodos que fornecem aplicação direta de água e/ ou nutrientes às plantas (P) (e/ ou outras culturas agrícolas). Tal aplicação direta na raiz inclui preferencialmente sistemas de pulverização direta de raiz (por exemplo, aeroponia, fogponia, etc.). Para certos aspectos da presente invenção, água e/ ou nutrientes podem ser aplicados usando outros métodos de aplicação direta em raiz, como a Técnica do Filme Nutriente (NFT).
[0022] Em formas de realização preferidas, o sistema divulgado (30) é operável para fornecer um ambiente de ar/ névoa, utilizando sistemas de pulverização direta em raiz. Como será descrito, culturas de plantas (P) (e/ ou outras culturas agrícolas) são cultivadas suspensas em/ sobre suportes de cultura (36) que viajam através da câmara de cultivo desde o início do ciclo de crescimento (topo) até a colheita (parte inferior). No caso de vegetais e outras culturas agrícolas, os suportes de cultura (36) são configurados de modo que o corpo, as folhas e/ ou a copa da planta (ou seja, o dossel (C)) são separados das raízes (R) pelo suporte de cultura (36). Em vez de serem enraizadas em um meio de cultura ou imersas em água, as raízes (R) pendem livres e são expostas ao ambiente (ar) da câmara de cultivo no espaço entre a estrutura de suporte de cultura e a bandeja coletora. Quando necessário, a água (umidade) e os nutrientes são fornecidos diretamente (e na maioria dos casos exclusivamente) às raízes pendentes (R) e ao caule inferior da cultura que se estendem abaixo da estrutura de suporte de cultura por meio de uma solução de água rica em nutrientes atomizada ou pulverizada. O resto da planta (por exemplo, folhas, etc.) permanece relativamente seco.
[0023] Dependendo dos bicos usados para gerar a pulverização, a água e/ ou solução nutritiva fornecida às raízes pode estar na forma de macrogotas de água, microgotas de névoa ou gotículas de névoa ainda menores. As culturas são expostas a uma fonte de luz (por exemplo, luz artificial) em intervalos apropriados para o tipo de safra conforme a estrutura de suporte da cultura viaja ao longo do sistema de transporte de cultura inventivo.
[0024] Como também será discutido, o sistema de cultivo em silo (30) inclui uma configuração de alimentação e iluminação que fornece uma série desejada de ciclos de crescimento da cultura. Os ciclos de crescimento são geralmente associados ao avanço das culturas para baixo ao longo de um trajeto em espiral.
[0025] De preferência, as plantas (P) (e/ ou outras culturas agrícolas) são alimentadas com água e nutrientes durante determinados intervalos de alimentação associados a um ciclo de crescimento. Além disso, as plantas com (P) também podem ser alimentadas durante intervalos intermediários (por exemplo, intervalos intermediários de descanso). Ou seja, cada par de intervalos de alimentação adjacentes é preferencialmente separado por um intervalo intermediário. As plantas (P) podem ser alimentadas usando um cronograma de alimentação modificado ou níveis variados de nutrientes durante os intervalos intermediários.
INSTALAÇÃO DO SILO
[0026] A construção de silo ilustrada (34) aloja os conjuntos de cultivo em espiral (32) e os suportes de cultura móveis (36). A construção de silo (34) compreende de preferência um elevador de grãos convencional que inclui uma pluralidade de silos verticais (38a, b) dispostos lado a lado. A construção do silo (34) também inclui, de preferência, um porão (não mostrado) que se estende lateralmente abaixo dos silos (38) e uma galeria (40) que se estende lateralmente ao longo do topo dos silos (38).
[0027] Os silos (38) são formados pelas respectivas paredes do silo (42) e definem as câmaras de cultivo do silo (44a, b) correspondentes (ver Figura 3). Cada parede do silo (42) também define, em parte, um respectivo espaço de cultivo em espiral (46) que se estende dentro da câmara (44) para receber as culturas (ver Figuras 3 e 14). Mais uma vez, embora os silos (38) representados recebam plantas (P) e cogumelos (M), está inteiramente dentro do escopo da presente invenção onde os silos (38) recebem outras culturas agrícolas. Conforme usado neste documento, o termo “câmara de cultivo em silo”
se refere a uma câmara que é configurada para receber várias culturas agrícolas (como plantas, fungos e/ ou animais) para crescimento e/ ou incubação.
[0028] Os silos (38) também incluem preferencialmente uma pluralidade de colunas de suporte vertical (43) dispostas em torno do eixo de acesso central (T). Cada coluna (43) compreende preferencialmente uma viga estrutural fixada dentro do espaço de cultivo (46). A viga de aço inclui preferencialmente uma viga estrutural tendo um perfil de viga em I. No entanto, as colunas podem ser construídas em alternativa, de acordo com o escopo da presente invenção.
[0029] As câmaras de cultivo em silo (44) representadas são, cada uma, alongadas verticalmente. Em particular, cada câmara (44) tem uma forma geralmente cilíndrica que se estende verticalmente e tem um perfil de seção transversal circular. Será entendido que as câmaras de cultivo em silo podem ter formas variadas sem se afastar do escopo da presente invenção. Por exemplo, uma ou mais câmaras de cultivo em silo podem ser moldadas para ter um perfil que é geralmente quadrado ou retangular.
[0030] As paredes do silo (42) também definem preferencialmente um grupo de aberturas de entrada de ar (48) posicionadas adjacentes umas às outras (ver Figuras 7 e 7A). As aberturas de entrada de ar (48) estão associadas a um respectivo segmento em espiral do conjunto de cultivo (32) e são configuradas para transmitir ar para dentro do espaço de cultivo em espiral (46).
Também está dentro do escopo da presente invenção, onde uma ou mais aberturas de entrada de ar são configuradas para, adicional ou alternativamente, transmitir o ar para fora do espaço de cultivo em espiral. Os segmentos espirais no silo (38) estão preferencialmente associados aos respectivos grupos de aberturas de entrada de ar (48). As aberturas de entrada de ar (48) são preferencialmente configuradas de modo que múltiplas câmaras de cultivo em silo (44) estejam em comunicação fluida entre si (como aqui utilizado, os termos
“fluido comunicação” e “comunicação fluida” geralmente indicam que o ar pode fluir entre as respectivas áreas).
[0031] Também será apreciado que os silos (38) podem ter aberturas de entrada de ar configuradas de várias maneiras dentro do escopo da presente invenção (por exemplo, para transmitir um fluxo de ar desejado dentro do silo). Além disso, a faixa circunferencial dos dutos de ar não precisa circundar totalmente um silo. Os dutos de ar são preferencialmente localizados em áreas com iluminação de LED no estado “ligado”.
[0032] A construção do silo (34) também é preferencialmente configurada para incluir uma série de compartimentos verticais intersticiais (50) (ver Figura 7) localizadas entre os silos (38) e definidas pelas respectivas paredes do silo (42). Como será discutido, pelo menos um dos compartimentos intersticiais (50) é configurado para transmitir fluxo de ar para múltiplos silos (38) através dos grupos de aberturas de entrada de ar (48). Na forma de realização representada, o compartimento intersticial (50) tem de preferência uma ou mais paredes divisórias internas (51) de modo que o compartimento (50) tenha múltiplas câmaras de compartimento discretas (50a, b) (ver Figuras 7 e 7a). As câmaras de compartimentos (50a, b) recebem de preferência ar de resfriamento, mas não se comunicam umas com as outras. A câmara de compartimentos (50a) se comunica com dois dos silos (38) e as câmaras de compartimentos (50b) se comunicam com as correspondentes dos silos (38). Como será explicado, as câmaras de compartimentos (50b) são fornecidas com ar de resfriamento pelas respectivas unidades de ventilação.
[0033] No entanto, também está dentro do escopo da presente invenção onde um ou mais compartimentos intersticiais são configurados alternativamente (por exemplo, para fornecer ar de resfriamento aos silos (38)). Por exemplo, o compartimento pode ter um número maior ou menor de câmaras de compartimento. Em formas de realização alternativas, o compartimento pode ter quatro (4) câmaras de compartimento, com cada uma das câmaras de compartimento se comunicando com apenas um respectivo dos silos. Em outras formas de realização alternativas, o compartimento pode ter uma única câmara de compartimento que fornece ar de resfriamento para vários silos.
[0034] Em várias formas de realização dentro do escopo da presente invenção, o sistema de cultivo em silo é configurado para incluir um ou mais alojamentos ou torres orientadas verticalmente que podem variar em tamanho. Os termos “alojamento”, “torre” ou “silo” são usados indistintamente aqui para se referir aos silos representados e denotam a natureza verticalmente alongada e verticalmente orientada da estrutura do alojamento, que normalmente terá uma altura maior do que sua largura. No entanto, para certos aspectos da presente invenção, os silos (e câmaras de cultivo em silo) podem ter uma relação alternativa de dimensões de altura e largura (por exemplo, onde a dimensão de altura é menor do que uma dimensão de largura).
[0035] Em formas de realização alternativas, um ou mais silos podem ser independentes ou fazer parte de uma estrutura maior ou agrupamento de uma pluralidade de estruturas de alojamento. Em algumas formas de realização, cada silo é uma estrutura alongada verticalmente de forma cilíndrica. Algumas formas de realização do sistema irão utilizar um silo/ elevador de grãos existente ou torre como uma abordagem para reutilizar estruturas que de outra forma seriam ociosas que estão disponíveis em grande parte do mundo.
O silo pode ser feito de uma variedade de materiais, como concreto, aço e combinações dos mesmos. Os materiais mais eficientes são selecionados para ter alta resistência e alta massa térmica, como concreto, aço e semelhantes. A espessura das paredes do silo também contribui para a eficiência do sistema.
[0036] Espessuras exemplificativas das paredes do silo variam de cerca de sete polegadas (7”) a cerca de dez polegadas (10”). A altura do silo pode variar de cerca de dez pés (10’) até as limitações estruturais dos materiais selecionados. De preferência, os silos representados (38) têm cada um uma altura de pelo menos cerca de cem pés (100’), mais preferencialmente pelo menos cerca de cento e vinte pés (120’), e ainda mais preferencialmente pelo menos cerca de duzentos pés (200’). Uma pluralidade de estruturas de silo individuais pode ser agrupada de várias maneiras sem se afastar do escopo da presente invenção.
[0037] Uma pluralidade de estruturas de alojamento individuais são preferencialmente agrupadas em conjunto para aumentar a eficiência e a produção de sistemas hidropônicos, aquicultura e/ ou aquapônicos. Quando agrupados, os princípios termodinâmicos aplicados a este projeto são maximizados por meio de sistemas mecânicos e passivos de troca de calor quando combinados com sistemas de controle ambiental da hidroponia, aquicultura e/ ou ambiente aquapônico.
[0038] A reutilização adaptativa de instalações e estruturas existentes anteriormente usadas para operações em escala industrial, incluindo estruturas agrícolas industriais verticais, como elevadores/ silos de grãos de concreto e compartimentos, permite que sistemas de aplicação direta em raízes sejam implementados em escala industrial de uma maneira mais eficiente em termos de energia. Além disso, o projeto e a robustez das instalações existentes minimizam naturalmente o uso de mão de obra humana e o risco. O projeto robusto e controlado das instalações permite a criação de um ambiente tipo laboratório de pressão positiva que fornece fluxo de ar filtrado, resultando em impacto minimizado de pragas e doenças das plantas. Por exemplo, em algumas formas de realização, a pressão do ar dentro de um complexo de silo pode ser mantida a uma pressão maior do que a atmosférica em um esforço para reduzir a entrada de ar externo no complexo de silo, reduzindo ou mesmo eliminando contaminantes que possam entrar nas operações de cultivo. As paredes do silo também fornecem, de preferência, uma barreira impermeável à entrada de pragas.
[0039] Embora as estruturas existentes, como elevadores de grãos/ silos e compartimentos sejam adequados para uso como a localização dos sistemas descritos neste documento, os sistemas também podem ser instalados em novas estruturas que são projetadas e construídas especificamente com a finalidade de abrigar esses tipos de sistemas. Alguns projetos podem compreender uma combinação de reaproveitamento de estruturas existentes e construção de novas estruturas complementares.
Também está dentro do escopo da presente invenção, onde um ou mais silos compreendem um silo subterrâneo vertical, seja o silo recém-escavado ou adaptado de um silo subterrâneo existente.
[0040] Além disso, o tamanho, escopo e projeto exclusivo das instalações permitem a utilização de fontes/ métodos de energia não tradicionais para, entre outras coisas, mover e/ ou movimentar a água de energia e economizar energia dentro das instalações. Por exemplo, moinhos de vento ou turbinas eólicas podem ser colocados nos telhados das estruturas (com potencial eólico relativamente alto em alturas de silo típicas) e painéis solares nos telhados ou nas laterais das estruturas. O calor residual gerado pelos métodos de crescimento exclusivos pode ser capturado e reutilizado dentro das instalações (ou armazenado em uma bateria climática usando pedra grosseira barata em um silo de armazenamento térmico dedicado). A altura, resistência e orientação vertical das instalações também permitem a recuperação de energia através do uso de bombas e/ ou tecnologia de baixo ou reduzido consumo de energia.
[0041] A incorporação de uma combinação de sistemas e dispositivos de tecnologia de aquecimento e resfriamento de movidos por água com designs existentes e específicos, colocados em toda a instalação, controlará a temperatura dentro e ao redor das culturas e redistribuirá a energia capturada.
A captura do calor residual permite reduzir as necessidades de energia e reduzir ainda mais a pegada de carbono da instalação. Além disso, como os cogumelos liberam CO2 como um subproduto de seu metabolismo, o cultivo de cogumelos no sistema pode aumentar de forma benéfica os níveis de CO2 dentro do sistema necessários para a fotossíntese pelas culturas que crescem no sistema. Assim, a transmissão de CO2 das áreas de cultivo de cogumelos pode aumentar o crescimento de vegetais no restante da instalação e permitir o processamento de resíduos, tanto térmicos quanto de culturas de outros aspectos da operação.
CONJUNTO DE CULTIVO EM ESPIRAL
[0042] Voltando às Figuras 2-6 e 13-14A, o conjunto de cultivo em espiral (32) inclui, de preferência, uma série de segmentos em espiral (52) dispostos de ponta a ponta (ver Figuras 2, 4 e 5). A série de segmentos em espiral progride preferencialmente para baixo da extremidade superior (64a) para a extremidade inferior (64b). Estes segmentos em espiral (52), ou camadas em espiral, estendem uma revolução completa em torno de um eixo de silo (A1) (ver Figura 3) e, assim, fornecem um “nível” do conjunto de cultivo em espiral (32). Cada par de segmentos em espiral adjacentes (52) se sobrepõe pelo menos parcialmente a um outro ao longo de uma direção lateral. Mais preferencialmente, os segmentos em espiral (52) se sobrepõem substancialmente um ao outro.
[0043] O conjunto de cultivo em espiral (32) tem preferencialmente cerca de sessenta (60) segmentos em espiral (52), embora o conjunto de cultivo em espiral (32) possa ter mais segmentos ou menos segmentos. O sistema (30) também é preferencialmente operável de modo que o suporte de cultura (36) avance cerca de duas (2) revoluções por dia. No entanto, os suportes de cultura poderiam avançar a uma taxa inferior a duas (2) revoluções por dia ou a uma taxa superior a duas (2) revoluções por dia. Os suportes de cultura (36) destinam-se a percorrer todo o comprimento do conjunto de cultivo em espiral
(32) em um tempo decorrido que, de preferência, varia de cerca de doze (12) dias a cerca de sessenta (60) dias. No entanto, o comprimento do conjunto (32) e/ ou a velocidade dos suportes de cultura (36) podem ser ajustados para aumentar ou diminuir o tempo decorrido (por exemplo, com base nas necessidades da cultura agrícola particular).
[0044] O conjunto de cultivo em espiral (32) está posicionado na câmara de cultivo em silo (44) e se estende ao longo de um comprimento do conjunto (54) (ver Figura 1) para definir pelo menos parcialmente o espaço de cultivo em espiral (46), que recebe as plantas (P) (e/ ou outras culturas agrícolas) nele.
[0045] O conjunto de cultivo em espiral (32) inclui, de preferência, uma pista em espiral contínua (56) (ver Figuras 4, 5 e 14), um sistema de alimentação (58) (ver Figura 13), um sistema de iluminação (60) (ver Figura 5) e um sistema de ar (62) (ver Figuras 7, 7A e 12).
[0046] A pista (56) se estende continuamente ao longo do comprimento do conjunto (54) do conjunto de cultivo em espiral (32) e apresenta um trajeto em espiral geralmente descendente (64) que define um eixo de trajeto (A2) (ver Figuras 4-6). A pista (56) é de preferência configurada para direcionar as plantas (P) (e/ ou outras culturas agrícolas) ao longo do trajeto em espiral (64).
[0047] O conjunto de cultivo em espiral (32) tem uma dimensão de diâmetro interno (D1) definida por uma margem interna (66) do conjunto de cultivo em espiral (32) (ver Figura 6). A dimensão do diâmetro interno (D1) é de preferência substancialmente constante ao longo do comprimento do eixo do silo (A1). A dimensão do diâmetro interno (D1) varia de preferência de cerca de quatro pés (4’) a cerca de vinte pés (20’) e, mais preferencialmente, é de cerca de oito pés (8’).
[0048] A faixa (56) também apresenta uma dimensão de largura de faixa (D2) medida a partir da margem interna (66) para uma margem externa (68) do conjunto de cultivo em espiral (32) (ver Figura 6). A dimensão da largura da pista (D2) corresponde de preferência à largura do trajeto em espiral (64).
[0049] A forma em espiral da pista (56) tem de preferência um perfil geralmente circular que é projetado para seguir a forma da parede do silo. Será entendido que a pista pode ter uma configuração em espiral com vários formatos de perfil sem se afastar do escopo da presente invenção. Por exemplo, uma ou mais pistas podem ser moldadas para ter um perfil que é geralmente quadrado ou retangular. Tal configuração alternativa em espiral de pista pode ser desejável de modo que a pista e o silo tenham uma forma complementar (por exemplo, onde a pista é instalada em uma estrutura com um perfil quadrado ou retangular).
[0050] A pista (56) inclui, de preferência, trilhos internos e externos (70, 72) dispostos geralmente paralelos um ao outro e se estendendo ao longo do eixo de trajeto (A2) (ver Figuras 6 e 14). Os trilhos interno e externo (70, 72), de preferência, compreendem trilhos guia em espiral para receber os suportes de cultivo (36). O trilho interno (70) é estruturalmente suportado ao longo do eixo de acesso central (T) por colunas de suporte (43). O trilho interno (70) é fixado às colunas (43) com fixadores e estende-se desde o fundo até ao topo da câmara de cultivo em silo (44). O trilho externo (72) pode ser estruturalmente suportado ao longo da parede do silo (42) que rodeia a câmara de cultivo (44) e fixada a ela por fixadores.
[0051] Será apreciado que para o mesmo deslocamento angular em torno do eixo central (T), o trilho interno (70) geralmente desce cerca da mesma distância vertical que o trilho externo (72), embora o trilho interno (70) percorra uma distância total menor em sua descida do que o trilho externo (72). Consequentemente, o passo (isto é, o ângulo correspondente à elevação do trilho por unidade de trecho horizontal do trilho) do trilho interno (70) é necessariamente maior do que o passo do trilho externo (72). O passo dos trilhos (70, 72) compreende um ângulo que preferencialmente varia de cerca de um grau (1°) a cerca de dez graus (10°) e, mais preferencialmente, varia de cerca de um grau (1°) a cerca de cinco graus (5°). Em formas de realização preferidas, como o passo do trilho interno (70) é preferencialmente menor do que cerca de cinco graus (5°), o passo do trilho externo (72) é uma quantidade correspondentemente menor. Para uma configuração em espiral com um espaçamento de pista progressivamente crescente, o passo máximo do trilho interno geralmente ocorrerá adjacente ao fundo do silo, onde a altura da planta é geralmente o maior valor.
[0052] O passo dos trilhos (70, 72) pode ser ajustado sem se afastar do escopo da presente invenção. Por exemplo, como será descrito abaixo, o conjunto de cultivo usado para incubação de cogumelos (ou incubação de outros fungos) tem uma dimensão de espaçamento vertical (D3) entre os segmentos de trilho adjacentes (56a) que é de preferência substancialmente constante para cada um dos trilhos interno e externo ao longo do trajeto em espiral (64) (ver Figura 17).
[0053] Em várias formas de realização alternativas, também será entendido que o passo do trilho pode ter um perfil que não é constante ou que aumenta progressivamente ao longo de todo o comprimento do trilho no sentido descendente. Os trilhos podem incluir uma ou mais seções de trilho espaçadas ao longo do comprimento do conjunto (54), onde o passo muda abruptamente para fornecer uma descontinuidade na pista (por exemplo, para facilitar a parada ou desaceleração de um ou mais carrinhos). Por exemplo, uma ou mais seções de trilho podem ser fornecidas ao longo do trilho onde o passo é aproximadamente zero, de modo que o trilho tenha uma seção relativamente plana.
[0054] Uma ou mais seções do trilho também podem ser inclinadas para cima para fornecer uma parada ou desaceleração relativamente mais agressiva do trem. Essas seções de trilho ascendentes podem ter uma inclinação ou passo que é relativamente gradual ou relativamente acentuado, de modo que a seção de trilho apresente uma descontinuidade acentuada na pista.
[0055] De maneira semelhante, será entendido que uma ou mais seções do trilho podem ser espaçadas ao longo do comprimento do conjunto (54) para fornecer um passo relativamente maior (e uma queda vertical relativamente maior) em comparação com as seções do trilho adjacentes. Essas grandes seções de trilho de inclinação descendente podem ser empregadas por várias razões (por exemplo, para facilitar o movimento suave e eficiente dos trens). As grandes seções de trilho de inclinação descendente podem ter uma inclinação ou posso que é relativamente gradual ou relativamente acentuada, de modo que a seção de trilho forneça uma descontinuidade na forma de uma ou mais superfícies de trilho de degraus de escada discretas. Uma ou mais superfícies de trilho de degrau de escada podem ter cantos relativamente agudos, de modo que o trilho apresenta um perfil de superfície de trilho geralmente de dente de serra. Por outro lado, uma ou mais superfícies de trilho de degraus de escada podem ter cantos arredondados ou suavizados, de modo que o perfil da superfície do trilho é ondulado com uma ou mais lombadas lisas.
Será entendido que uma superfície do trilho em dente de serra ou curvado pode ser empregada por várias razões (por exemplo, para geralmente reduzir a aceleração de carrinhos ou para ajustar o ângulo de passo de uma ou mais porções do trilho).
[0056] A pista (56) inclui, de preferência, segmentos de pista (56a) que se estendem por uma revolução substancialmente completa em torno do eixo do silo (A1) e estão associados a segmentos em espiral (52) (ver Figuras 4 e 5). Uma dimensão de espaçamento vertical (D3) entre segmentos de pista adjacentes (56a) (cada porção de 360 graus) pode ser fornecida em várias configurações (ver Figura 14). De preferência, para os conjuntos de cultivo em espiral representados (32), a dimensão de espaçamento (D3) entre os segmentos de trilho adjacentes (56a) cresce progressivamente maior do topo (64a) do trajeto em espiral (64) para o fundo (64b) do trajeto em espiral (64). Este espaçamento progressivamente crescente é representado esquematicamente na Figura 14 (a representação dos conjuntos de cultivo em espiral nas Figuras 1 e 2 é esquemática e não mostra com precisão o espaçamento progressivamente crescente entre segmentos de pista adjacentes).
[0057] Tal configuração é desejável para o crescimento da cultura, pois as sementes/ culturas mais jovens/ menores exigirão um espaço vertical mais curto do que as culturas maiores e mais maduras que se desenvolvem à medida que as culturas crescem durante seu movimento ao longo do sistema de transporte em espiral de suporte de cultura de cima para baixo.
[0058] Mais preferencialmente, a dimensão de espaçamento (D3) aumenta preferencialmente de modo que uma dimensão de distância de iluminação (D4) entre as luzes do sistema de iluminação (60) e os topos das plantas (P) (e/ ou outras culturas agrícolas) seja substancialmente constante ao longo do trajeto em espiral (64) (ver Figura 14). Mais uma vez, para a incubação de cogumelos, a dimensão de espaçamento vertical (D3) entre os segmentos de trilho adjacentes (56a) é de preferência substancialmente constante ao longo do percurso em espiral (64) (ver Figura 17).
[0059] O espaçamento vertical mínimo entre segmentos de trilhos adjacentes (56a) é limitado pela altura combinada da esteira, altura do trilho e as culturas sendo cultivadas. Da mesma forma, a dimensão da distância de iluminação (D4) pode ser ajustada à medida que as culturas progridem no ciclo de crescimento. Além do espaçamento de iluminação, o espectro de iluminação, intensidade e temperatura podem ser variáveis ao longo do trajeto para otimizar a qualidade da luz para culturas jovens ou maduras no ciclo de vida. Diferentes tipos de culturas também podem ser posicionados ao longo da borda interna de um carrinho ou ao longo de uma borda externa de um carrinho para melhor utilizar as condições de iluminação nessas áreas. Embora a dimensão de espaçamento progressivo (D3) seja preferencialmente usada para maximizar a densidade da cultura dentro do silo (38), uma dimensão de espaçamento geralmente consistente também pode ser usada variando a altura de iluminação em relação ao topo da cultura.
SUPORTES DE CULTURA MÓVEL
[0060] Voltando às Figuras 4-6 e 14-14A, cada suporte de cultura móvel (36) é de preferência montado com rodas que engatam rotativamente na pista em espiral (56) e se movem (por exemplo, por meio da gravidade) ao longo do trajeto em espiral (64) do topo para o fundo da câmara de cultivo em silo alongada verticalmente (44).
[0061] Os suportes de cultura móveis (36) são configurados para suportar plantas (P) (e/ ou outras culturas agrícolas) e ser avançados ao longo da pista (56) de uma maneira controlada. Os suportes de cultura móveis (36) da forma de realização ilustrada são preferencialmente dispostos de ponta a ponta para formar cooperativamente pelo menos um trem (74) (ver Figuras 3-6). Como será explicado, os suportes de cultura (36) são configurados para serem avançados para baixo ao longo do comprimento do conjunto (54) sob a força da gravidade para, assim, direcionar as plantas (P) através do espaço de cultivo (46) ao longo do trajeto em espiral (64). Os suportes de cultura (36) também geralmente separam uma zona alimentar (F) do espaço de cultivo (46) de uma zona de iluminação (L) do espaço de cultivo (46) (ver Figura 14).
[0062] Os suportes de cultura móveis (36) incluem, de preferência, carrinhos móveis (76a, b) e um carrinho de controle móvel (77). Como será descrito, o trem representado (74) inclui pares de carrinhos adjacentes (76, 77)
que se contatam de forma removível. No entanto, um trem alternativo pode incluir pares adjacentes de carrinhos (76, 77) que estão anexados.
[0063] Os carrinhos (76, 77) são suportados de forma removível na pista (56) e configurados para suportar as plantas (P) (e/ ou outras culturas agrícolas). Os carrinhos (76, 77) são configurados para serem avançados para baixo ao longo do comprimento do conjunto (54) para, assim, direcionar as plantas (P) através do espaço de cultivo (46) ao longo do trajeto em espiral (64).
De preferência, cada trem (74) inclui pelo menos um carrinho de controle (77) que controla a velocidade de avanço de si mesmo e de outros carrinhos dentro do trem (74). Em formas de realização alternativas, o avanço do carrinho é controlado usando restrições mecânicas em uma série de locais ao longo da via, preferencialmente usando, entre outras coisas, um dispositivo eletromagnético ou restrição física para desacelerar os carrinhos.
[0064] Os carrinhos representados (76a, 77) de cada trem (74) são de preferência configurados para suportar um lote de plantas (P) (e/ ou outras culturas agrícolas) e incluem uma estrutura (78), um fundo de malha (80), uma tampa (82) e múltiplas rodas (84) fixadas de forma rotativa em relação à estrutura (78) pelos eixos (86a, b) (ver Figuras 4 e 14A). O carrinho (76b) é de preferência configurado para suportar sacos de cogumelos (M) e inclui, entre outras coisas, a estrutura (78), fundo de malha (80), rodas (84) e eixos (86a, b).
[0065] Dentro de cada silo (38a), a estrutura (78) serve como um membro estrutural para apoiar a tampa (82) e as plantas (P) conforme o carrinho é avançado ao longo da pista (56). Da mesma forma, dentro do silo (38b), a estrutura (78) suporta sacos de cogumelos (M). A estrutura retratada (78) inclui múltiplos membros laterais (88) dispostos e fixados uns aos outros em uma forma geralmente trapezoidal (ver Figuras 6 e 14A).
[0066] No entanto, está dentro do escopo da presente invenção onde a estrutura tem uma forma alternativa, tal como uma forma poligonal alternativa (por exemplo, um retangular, triangular, pentagonal, etc.) ou outra figura fechada (por exemplo, uma figura com um ou mais lados curvos).
[0067] Cada membro lateral (88) tem um perfil de ângulo de dois lados (ver Figuras 14A-16), embora os membros laterais (88) possam ser formados alternativamente. Por exemplo, um ou mais membros laterais (88) podem apresentar um perfil geralmente tubular (por exemplo, um perfil tubular quadrado, retangular ou circular).
[0068] O fundo de malha (80) compreende, de preferência, um painel de metal expandido pré-formado que apresenta um padrão de orifícios em forma de diamante (80a) que estão uniformemente dispostos e espaçados (ver Figuras 6 e 14A). Os orifícios (80a) são preferencialmente dimensionados e configurados para permitir que as raízes (R) se estendam abaixo do fundo de malha (80), enquanto facilitam o crescimento da cultura. Também está dentro do escopo da presente invenção onde o fundo de malha tem orifícios que são alternativamente formados e/ ou dispostos.
[0069] A malha inferior (80), de preferência, abrange a estrutura (78) e coopera com a estrutura (78) para definir um bolso do carrinho (90) (ver Figura 14A) para receber a tampa (82). A estrutura (78) também apresenta um topo aberto (92) (ver Figura 14A) associado com o bolso do carrinho (90).
[0070] Em formas de realização alternativas, os carrinhos podem ser configurados sem o uso do fundo de malha. Por exemplo, tais carrinhos alternativos podem ser desprovidos do fundo de malha e ter suportes de planta hidropônica colocados nos orifícios da tampa (82).
[0071] Para os carrinhos (76a) instalados nas câmaras de cultivo em silo (44a), o fundo de malha (80) é configurado para suportar as plantas (P) (e/ ou outras culturas agrícolas) e permite que as raízes das plantas (P) passem para a zona de alimentação (F). Para os carrinhos (76b) instalados na câmara de cultivo em silo (44b), o fundo de malha (80) é configurado para suportar os sacos de cogumelos (M).
[0072] A estrutura (78) e o fundo de malha (80) compreendem de preferência um material de aço galvanizado. No entanto, a estrutura e o fundo de malha podem, adicional ou alternativamente, incluir outro material metálico (por exemplo, aço inoxidável ou alumínio) e/ ou um material de resina (por exemplo, um material de resina plástica ou sintética).
[0073] A tampa (82) compreende preferencialmente uma estrutura unitária e apresenta múltiplas aberturas para colheita (94) (ver Figuras 6 e 14A).
As aberturas ilustradas (94) estendem-se através da tampa (82) e cada uma tem uma forma cilíndrica com um perfil circular. No entanto, uma ou mais aberturas (94) podem ter uma forma alternativa dentro do escopo da presente invenção.
Por exemplo, o perfil de abertura pode ser oval, poligonal (por exemplo, quadrado, retangular, triangular, etc.), cônico ou fendido.
[0074] As aberturas (94) são preferencialmente dispostas em um padrão uniforme onde as aberturas (94) estão espaçadas umas das outras. Será apreciado que as aberturas são preferencialmente espaçadas para facilitar o crescimento da cultura desejada e/ ou para maximizar o rendimento da produção das culturas pelo sistema (30). Consequentemente, as aberturas podem ser dispostas em vários padrões uniformes e/ ou aleatórios (por exemplo, para fornecer espaçamento de planta desejado).
[0075] As aberturas (94) são configuradas para receber as correspondentes das plantas (P), de modo que as raízes da planta (R) são geralmente posicionadas abaixo da tampa (82) e o dossel da planta (C) é geralmente posicionado acima da tampa (82) (ver Figura 14A).
[0076] A tampa (82) e o resto de cada carrinho são preferencialmente configurados para evitar que a luz passe através do carrinho para a zona de alimentação (F). Embora algumas das aberturas (94) sejam esquematicamente representadas (particularmente nas Figuras 14 e 14A) como sendo não utilizadas e abertas, é preferível que quaisquer aberturas não utilizadas sejam geralmente cobertas com uma camada de material opaco (não mostrada) para evitar que a luz passe pelo carrinho. Além disso, na medida em que existe qualquer lacuna entre uma planta e a respectiva abertura que recebe a planta, também é preferível que qualquer lacuna seja geralmente coberta com uma camada de material opaco para evitar que a luz passe através do carrinho.
Em várias formas de realização, uma ou mais camadas de material opaco podem ser posicionadas em relação à tampa para evitar a transmissão de luz através do carrinho.
[0077] A tampa (82) compreende preferencialmente um material de espuma de poliestireno extrudido (XPS). A tampa representada (82) também é de preferência opaca e abrange o trajeto em espiral para restringir a luz de passar através do carrinho móvel (76) e para dentro da zona de alimentação (F).
[0078] Uma ou mais tampas também podem ser construídas alternativamente dentro do escopo da presente invenção. Em formas de realização alternativas, a tampa pode compreender uma camada relativamente fina de material de resina sintética e definir uma série de aberturas com fendas que fornecem as aberturas da cultura. Por exemplo, cada abertura da cultura pode ser formada cortando múltiplas fendas de intersecção para formar um anel de abas anguladas que se encontram na intersecção e formam uma abertura geralmente em forma de estrela.
[0079] Os eixos traseiros e dianteiro esquerdo (86a) são de preferência montados de forma rígida na estrutura (78) adjacente aos respectivos cantos da estrutura (78) para suportar rotativamente as rodas correspondentes (84). O eixo dianteiro direito (86b) é preferencialmente fixado de forma deslocável em relação à estrutura (78) para suportar de forma giratória e de forma deslocável outra roda (84) (ver Figuras 6 e 14A). O eixo (86b) é, de preferência, deslocável verticalmente, de modo que todas as rodas (84) do carrinho (76, 77) desloquem suavemente nos trilhos (70, 72) e suportem cooperativamente o carrinho (76, 77) no trilho (56).
[0080] O eixo (86b) é fixado de forma deslizante à estrutura (78) de modo a ser verticalmente móvel em relação à estrutura (78) entre uma posição superior (não mostrada) e uma posição inferior (ver Figura 14A). O eixo (86b) também é preferencialmente impelido para a posição inferior por uma mola (não mostrada). Desta forma, a respectiva roda (84) é impelida a engate rolante com o trilho interno (70), enquanto o carrinho (76) é suportado na pista (56). Como observado acima, os trilhos interno e externo (70, 72) têm respectivos passos que são diferentes um do outro, devido à forma helicoidal da pista (56). A diferença relativa no passo entre os trilhos interno e externo também pode diferir dependendo da localização particular ao longo do comprimento da pista (por exemplo, devido a um espaçamento progressivamente crescente da pista ou outra mudança em espaçamento entre pistas). De preferência, o arranjo de eixo deslocável permite que o carrinho (76) seja avançado ao longo do trilho (56) de modo que todas as rodas (84) engatem suave e continuamente no trilho (56).
[0081] As rodas representadas (84) estão operacionalmente engatadas com os trilhos correspondentes (70, 72) e são configuradas para rolar ao longo dos trilhos (70, 72) conforme o carrinho móvel (76, 77) é avançado para baixo ao longo do trajeto em espiral (64).
[0082] Novamente, os carrinhos (76, 77) são preferencialmente dispostos em série uns com os outros para formar pelo menos um trem (74) para segurar uma cultura agrícola (por exemplo, um lote de plantas (P)). Na forma de realização representada, cada par de carrinhos adjacentes (76, 77) está em contato removível um com o outro. De preferência, pares adjacentes de carrinhos (76, 77) do trem (74) geralmente permanecem em contato um com o outro (ou estão próximos um do outro) conforme o trem (74) avança para baixo ao longo do trajeto em espiral (64).
[0083] No entanto, em formas de realização alternativas, os pares adjacentes de carrinhos (76, 77) podem ser fixados um ao outro. Por exemplo, carrinhos adjacentes (76, 77) podem ser fixados de forma removível uns aos outros com vários tipos de conectores, tais como fixadores roscados (por exemplo, pregos, parafusos, porcas, etc.), corda, fio, ímãs, etc. Os conectores compreendem de preferência conectores que permitem o deslocamento relativo entre os carrinhos adjacentes. Para este fim, os conectores podem envolver o uso de conectores complementares que cooperativamente formam uma junta deslocável entre os carrinhos adjacentes (por exemplo, uma junta pivotante e/ ou uma junta deslizante).
[0084] Cada trem (74) inclui uma respectiva série de carrinhos (76, 77) que fornecem um comprimento de trem desejado. O trem (74) representado nas Figuras 4-6 inclui doze (12) carrinhos (76, 77) dispostos em série e o trem (74) se estende substancialmente uma revolução completa ao longo da pista (56).
[0085] No entanto, os trens (74) podem ser fornecidos com vários comprimentos de trem sem se afastar do escopo da presente invenção. Por exemplo, um ou mais trens podem ter mais de uma revolução de comprimento ou menos de uma revolução de comprimento. Será apreciado que os comprimentos do trem podem ser definidos ou ajustados em conexão com um ciclo de crescimento desejado, o tipo particular de cultura sendo cultivada, para otimizar o rendimento da produção e/ ou para outros fins operacionais adequados. Cada trem (74) é de preferência controlável de forma independente dos outros trens (74), como será discutido.
[0086] De preferência, o trem (74) é configurado para ser avançado para baixo pela força da gravidade. Ao mesmo tempo, o trem (74) é operável para controlar seu avanço para facilitar o crescimento da colheita e atingir o crescimento desejado quando o trem (74) atinge o fundo do conjunto de cultivo em espiral (32).
[0087] Voltando à Figura 15, o carrinho de controle (77) está posicionado na frente dos outros carrinhos (76) dentro do trem (74) e inclui, de preferência, um mecanismo de frenagem (96) e um dispositivo de limpeza da esteira (97). O mecanismo de frenagem (96) é operável para controlar o carrinho de controle (77) e facilitar o avanço do trem. O mecanismo de frenagem (96) compreende um par de freios de fricção convencionais (98) associados às rodas correspondentes (84) do carrinho (77). Os freios (98) podem ser totalmente engatados seletivamente para evitar a rotação das rodas (84) e seletivamente desengatados para permitir a rotação livre das rodas. Além disso, os freios (98) também podem ser progressivamente engatados entre o desengate e o engate total para permitir a rotação limitada da roda.
[0088] O carrinho de controle (77) representado também inclui uma CPU (100) integrada, bateria (102), painel solar (104) e transceptor (106) para facilitar a operação do mecanismo de frenagem (96) e do dispositivo de limpeza (97). O dispositivo de limpeza (97) inclui preferencialmente um tanque (108) com solução de limpeza (110), bocais (112) para dispensar a solução de limpeza (110), um rodo (114) e uma escova giratória elétrica (116) (ver Figuras 15 e 16).
[0089] Os freios (98) são operacionalmente acoplados à CPU (100) para controlar e facilitar o avanço do carrinho (77). A CPU (100) é alimentada pela bateria (102) através da linha (102a). A CPU (100) opera seletivamente os freios (98) ao fornecer energia para liberar os freios (98) quando o movimento é desejado (isto é, os freios são preferencialmente engatados normalmente).
Quando engatados, os freios (98) restringem a rotação das rodas dianteiras (84) e, assim, restringem o carrinho (77) de rolar ao longo da pista (56). Quando desengatado pela CPU (100), os freios (98) permitem a rotação livre das rodas dianteiras (84) e, assim, permitem que o carrinho (77) role ao longo da pista (56).
[0090] Será entendido que a CPU (100) está configurada para controlar os freios (98) através das linhas (98a) e operar os freios (98) de modo que o carrinho (77) possa descer em qualquer faixa de velocidades e também possa ser parado seletivamente na pista (56). Os freios (98) podem ser configurados para serem progressivamente engatados pela CPU (100) para fornecer uma redução correspondente na velocidade do carrinho. Da mesma forma, os freios (98) podem ser configurados para serem progressivamente desengatados pela CPU (100) para fornecer um aumento correspondente na velocidade do carrinho.
[0091] Por exemplo, o carrinho (77) e o resto do trem correspondente (74), de preferência, percorre cerca de duas (2) revoluções (ou níveis) da pista (56) por dia. No entanto, está dentro do escopo da presente invenção o caso em que o carrinho (77) é avançado a uma velocidade mais lenta ou mais rápida ao longo da pista (56). Por exemplo, será apreciado que a velocidade do carrinho de controle (77) pode ser ajustada para facilitar o crescimento ótimo de diferentes tipos de culturas.
[0092] A CPU (100) está operacionalmente acoplada ao transceptor (106) e, portanto, de preferência se comunica sem fio com uma estação de controle central (117). A CPU está configurada para receber vários comandos de operação da estação (117) e para transmitir vários dados de operação para a estação (117). Também será apreciado que vários comandos de operação e dados de operação podem ser armazenados na memória (não mostrada) fornecida como parte do dispositivo de limpeza (97) e armazenados a bordo do carrinho de controle (77). Está dentro do escopo da presente invenção o caso em que o sistema (30) utiliza controle alternativo e/ ou equipamento de comunicação para operar vários recursos do carrinho (77).
[0093] Além disso, os carrinhos de controle (77) são de preferência controláveis de forma independente uns dos outros. Desta maneira, cada trem (74) é de preferência controlável de forma independente dos outros trens (74) para permitir o avanço desejado das plantas (P) (e/ ou outras culturas agrícolas) ao longo do comprimento do conjunto (54).
[0094] Os princípios da presente invenção são igualmente aplicáveis no caso em que carrinhos de controle (77) de trens múltiplos (74) se comunicam entre si e/ ou se comunicam com a estação (117) para coordenar a operação entre si. Por exemplo, os carrinhos (77) poderiam se comunicar uns com os outros para coordenar seu avanço ao longo do mesmo trajeto em espiral (64) (por exemplo, de modo que os carrinhos (77) avancem ao mesmo tempo e/ ou na mesma velocidade).
[0095] Cada trem (74) inclui, de preferência, um único carrinho de controle (77) posicionado na frente de um ou mais carrinhos (76) para fornecer um carrinho dianteiro que controla o avanço do trem. No entanto, está dentro do escopo da presente invenção o caso em que o trem (74) inclui vários carrinhos de controle (77) dispostos em série como carrinhos de guia. Será apreciado que múltiplos carrinhos de controle podem ser configurados para controlar alternativamente ou cooperativamente o avanço do trem (74).
[0096] Além disso, um ou mais carrinhos de controle podem ser alternativamente posicionados ao longo do trem para controlar o avanço do trem.
Por exemplo, um carrinho de controle pode ser posicionado entre um par de carrinhos (76) ou na extremidade traseira do trem. Em tais formas de realização alternativas, será entendido que todos os carrinhos no trem podem precisar ser fixados uns aos outros (ou de outra forma conectados) para impedir que um ou mais carrinhos sejam separados uns dos outros.
[0097] Para certos aspectos da presente invenção, um ou mais trens podem ser desprovidos de um carrinho de controle. Por exemplo, o trem
(ou carrinhos individuais) pode ser acoplado a um sistema de acionamento motorizado externo que não faz parte do trem.
[0098] Em geral, os carrinhos ilustrados (76) preferencialmente não fornecem controle de frenagem (ou controle de direção) sobre o avanço do trem.
No entanto, para certos aspectos da presente invenção, um ou mais carrinhos (76) podem ser fornecidos com um mecanismo de frenagem e/ ou mecanismo de acionamento.
[0099] Novamente, o mecanismo de frenagem (96) é configurado para facilitar o avanço do trem (74) ao longo do trajeto em espiral (64). Embora o carrinho de controle (77) seja de preferência avançado para baixo ao longo da pista (56) por gravidade e operando o mecanismo de frenagem (96), ele está dentro do escopo de a presente invenção o caso em que o carrinho de controle (77) é ligado seletivamente ao longo da pista (56) para facilitar o avanço do trem.
Por exemplo, o carrinho de controle pode incluir um motor acionado (por exemplo, um motor elétrico, motor hidráulico, etc.) que aciona operativamente pelo menos uma das rodas (84) para acionar o carrinho de controle e, assim, avançar o trem ao longo dos trilhos (56).
[00100] Novamente, para alguns aspectos da presente invenção, o trem pode ser alimentado por um sistema de acionamento motorizado externo que não faz parte do próprio trem. Por exemplo, o sistema de cultivo em silo representado poderia ter um sistema de transporte motorizado operativamente suportado ao longo da pista para conduzir um ou mais carrinhos do trem. Em várias formas de realização, um sistema de transporte contínuo pode incluir uma ou mais rodas e/ ou elementos de acionamento sem fim (como uma corrente, correia, corda, etc.) para engatar e acionar um ou mais carrinhos móveis. Em tal sistema de transporte alternativo, os carrinhos poderiam cada um compreender uma bandeja unitária que é engatada de forma removível pelo sistema de transporte.
[00101] O painel solar (104) é eletricamente acoplado à bateria (102) através da linha (104a) e está configurado para carregar a bateria (102) quando exposto à luz. Na forma de realização representada, o painel solar (104) é de preferência exposto ao sistema de iluminação (60), o que faz com que o painel solar (104) carregue a bateria (102). Assim, conforme o carrinho (77) é avançado ao longo da pista (56), as luzes de LED associadas à iluminação sistema (60) carrega o painel solar (104), que por sua vez carrega a bateria (102).
[00102] Também está dentro do escopo da presente invenção o caso em que o carrinho de controle inclui um painel solar com configuração alternativa ou é desprovido do painel solar. Por exemplo, o carrinho de controle pode ser operado para ser alimentado apenas pela bateria (102). Em outras formas de realização alternativas, o carrinho de controle pode receber energia de outra fonte de energia. Por exemplo, o sistema (30) pode incluir uma linha de energia elétrica que se estende ao longo do comprimento da pista (56) para alimentar o carrinho de controle. Em tais formas de realização, será apreciado que o carrinho de controle pode retirar energia da linha de energia usando vários mecanismos. Por exemplo, o carrinho pode puxar energia elétrica por meio do contato direto com a linha de alimentação (por exemplo, com uma configuração de escova elétrica), por indução ou por algum outro meio.
[00103] Voltando às Figuras 15 e 16, o carrinho de controle (77) também é preferencialmente configurado para limpar um esteira de coleta (118) do sistema de alimentação (58). O rodo (114) é preferencialmente montado na estrutura (78) e configurado para engatar na esteira (118) conforme o carrinho de controle (77) é avançado. O rodo pode ser retrátil para limpar os perigos que podem ser montados na parte inferior da esteira de coleta.
[00104] O tanque representado (108) mantém um suprimento de solução de limpeza (110) e inclui uma bomba (não mostrada) que é alimentada pela bateria (102) e descarrega fluidamente a solução através dos bocais (112). Os bocais (112) são operáveis para dispensar a solução de limpeza (110) sobre a esteira (118) à medida que o carrinho de controle (77) é avançado.
A solução de limpeza (110) compreende de preferência uma solução de peróxido de hidrogênio, mas pode incluir, alternativamente ou adicionalmente, outras soluções de limpeza adequadas para limpar o crescimento de algas, excesso de fluido e/ ou outro material estranho da esteira (118).
[00105] A escova rotativa (116) é configurada para engatar e limpar a esteira conforme o carrinho de controle (77) é avançado. A escova giratória (116) está operacionalmente acoplada a um motor elétrico (não mostrado), que é alimentado pela bateria (102). A escova (116) pode ser seletivamente alimentada para girar e engatar na esteira (118). A escova (116) é particularmente útil para remover o crescimento de algas ou outro material estranho sólido da superfície da esteira (118).
[00106] Os trens (74) nos silos (38b), preferencialmente, cada um tem um carrinho de controle de fungos (não mostrado) semelhante ao carrinho de controle (77) para controlar o avanço dos cogumelos (ou outros fungos). No entanto, o carrinho de controle de fungos preferencialmente não inclui um dispositivo de limpeza semelhante ao dispositivo de limpeza (97) do carrinho de controle (77). O carrinho de controle de fungos também preferencialmente não inclui um painel solar. O carrinho de controle de fungos inclui recursos semelhantes ao carrinho de controle (77).
[00107] Os princípios da presente invenção são igualmente aplicáveis no caso em que um ou mais dos carrinhos (76, 77) são configurados alternativamente para avançar as culturas ao longo do comprimento do conjunto.
Por exemplo, os carrinhos (76, 77) podem incluir um arranjo de roda alternativo para serem apoiados de forma deslocável na pista.
[00108] Para certos aspectos da presente invenção, um ou mais dos suportes de cultura móveis podem ser desprovidos de rodas. Por exemplo, cada suportes de cultura móveis pode compreender uma única estrutura de suporte unitária. Em formas de realização alternativas, os suportes de cultura móveis podem ser engatados de forma deslizante na pista em várias configurações. Por exemplo, uma série de suportes de cultura móveis podem ser montados em uma unidade de transporte motorizado para fornecer cooperativamente um sistema de transporte. Também será entendido que um ou mais trens de carrinhos podem assumir outras configurações alternativas sem se afastar do escopo da presente invenção.
[00109] Em operação, cada trem (74) é geralmente carregado na pista (56) adjacente a uma extremidade superior (64a) do trajeto em espiral (64). Na forma de realização representada, a galeria (40) fornece uma área de carregamento (não mostrada) para um operador carregar os carrinhos do trem (74) em série. Inicialmente, o carrinho de controle (77) é carregado na pista (56). O carrinho de controle (77) é então avançado lentamente ao longo da pista (56) para permitir que múltiplos carrinhos (76) sejam carregados sucessivamente na pista (56) atrás do carrinho de controle (77).
[00110] Será apreciado que os carrinhos (76, 77) podem ser carregados na pista (56) com plantas (P), cogumelos (M), ou outras culturas agrícolas sendo pré-posicionadas sobre ela. Se os carrinhos (76, 77) estiverem pré-posicionados na pista (56) em uma condição vazia, a galeria (40) é preferencialmente configurada para permitir que o operador coloque as plantas (P) ou cogumelos (M) (e/ ou outras culturas agrícolas) no carrinho pré- posicionado.
[00111] Com um trem (74) sendo carregado e avançado ao longo da pista (56), um ou mais trens adicionais (74) podem então ser carregados na pista (56) adjacente à extremidade superior (64a).
[00112] Como discutido acima, o carrinho de controle (77) geralmente controla o avanço do trem correspondente (74) para baixo ao longo do trajeto em espiral (64) da extremidade superior (64a) para uma extremidade inferior (64b). Com múltiplos trens (74) carregados na pista (56), os carrinhos de controle correspondentes (77) podem ser avançados para mover os trens (74) para baixo. Por exemplo, os carrinhos de controle (77) de múltiplos trens (74) podem ser avançados simultaneamente de modo que os trens (74) sejam avançados ao mesmo tempo (por exemplo, para evitar que os trens (74) colidam uns com os outros). Também será apreciado que os carrinhos de controle (77) podem ser avançados em momentos diferentes enquanto os trens (74) avançam, embora os trens (74) sejam preferencialmente impedidos de colidir uns com os outros. Além disso, os carrinhos de controle (77) são também preferencialmente avançados substancialmente à mesma velocidade, embora os carrinhos (77) possam ser avançados a diferentes velocidades dentro do escopo da presente invenção.
[00113] À medida que o trem (74) se aproxima da extremidade inferior (64a), uma área de descarga ou colheita (não mostrada) é fornecida para o operador descarregar os carrinhos da pista (56). A área de descarga ou colheita também pode ser referida como uma zona de descarga ou colheita. Será entendido que os termos “descarregamento” e “colheita” são geralmente intercambiáveis, conforme usados neste documento, embora tais termos também possam ser usados em conexão com fungos e plantas, respectivamente.
[00114] Os carrinhos (76, 77) do trem (74) são preferencialmente removidos começando com o carrinho de controle (77).
Permite-se então que trem indexe os carrinhos individuais para a zona de colheita ou descarga um de cada vez, sob o controle do operador ou automatizado, ou uma combinação dos mesmos. Com o carrinho de comando posicionado na zona de colheita, a porção da cultura no carrinho de comando é colhida do carrinho de comando. O carrinho de comando é removido da pista após a colheita, permitindo que o próximo carrinho da linha se mova para a zona de colheita para colher a porção da cultura nela. Desta forma, as porções da cultura são removidas de cada carrinho no trem, e cada carrinho é removido dos trilhos após a colheita.
[00115] Será apreciado que os carrinhos (76, 77) podem ser descarregados da pista (56) com plantas (P), cogumelos (M), ou outras culturas agrícolas remanescentes. No entanto, a área de descarga é preferencialmente configurada para permitir que o operador remova as culturas do carrinho antes de descarregar o carrinho da pista (56).
MONTAGEM DE PRODUÇÃO DE COGUMELOS E SISTEMA DE RETORNO DE AR
[00116] Voltando às Figuras 2 e 17, o sistema de cultivo em silo (30) também inclui, de preferência, um conjunto de produção de cogumelos (120) e um sistema de retorno de ar (122) associado à câmara de cultivo em silo (44b). O conjunto de produção de cogumelos (120) está preferencialmente posicionado na câmara de cultivo em silo (44b) e está configurado para incubar cogumelos (M) nela. No entanto, está igualmente dentro do escopo da presente invenção o caso em que outros fungos além dos cogumelos (M) são incubados no conjunto (120), de modo que o conjunto forneça um conjunto de produção de fungos.
[00117] O conjunto de produção de cogumelos (120) inclui, de preferência, um conjunto de cultivo em espiral (124) e múltiplos suportes de cultura (36) localizados na câmara de cultivo em silo (44b). O conjunto de cultivo em espiral (124) inclui, de preferência, segmentos (52), uma pista em espiral (56) e um sistema de ar (62) semelhante ao conjunto de cultivo em espiral (32). No entanto, o conjunto de cultivo em espiral (124) preferencialmente não inclui um sistema de alimentação (58) ou um sistema de iluminação (60). Como discutido,
os suportes de cultivo (36) para os cogumelos (M) compreendem de preferência carrinhos (76b). O sistema de ar para os cogumelos (ou outros fungos) pode ter distribuição de ar para homogeneizar a temperatura do ar e purgar o calor dos sacos de cogumelos (ou produção de outro fungo). Este ar será preferencialmente alimentado através das paredes de um modo semelhante ao das plantas (P) e usará preferencialmente filtros HEPA para garantir que o ar de incubação do cogumelo tenha uma qualidade contaminante reduzida.
[00118] Como observado acima, a pista (56) do conjunto de cultivo em espiral (124) tem uma configuração diferente da pista (56) do conjunto de cultivo em espiral (32). Em particular, a dimensão de espaçamento vertical (D3) entre segmentos de pista adjacentes (56a) é de preferência substancialmente constante ao longo do trajeto em espiral (64) (ver Figura 17). Além disso, o conjunto de cultivo em espiral (124) tem cerca de trinta (30) segmentos em espiral (52), embora o conjunto de cultivo em espiral (32) possa ter mais segmentos ou menos segmentos.
[00119] O sistema de cultivo em silo (30) ilustrado inclui um único conjunto de cultivo em espiral de cogumelo (124) e a câmara de cultivo em silo (44b) para incubação de cogumelos. No entanto, também está dentro do escopo da presente invenção, o caso em que o sistema (30) inclui múltiplas câmaras de cultivo em silo (44b) para cogumelos (M) (ou outros fungos), juntamente com conjuntos de cultivo correspondentes alojados nas câmaras de cultivo em silo (44b) para suportar os cogumelos (M) (ou outros fungos). O sistema (30) pode incluir uma configuração alternativa e/ ou número de silos de cogumelos para vários fins (por exemplo, para fornecer dióxido de carbono e calor para otimizar o crescimento da cultura em outros silos).
[00120] O sistema de retorno de ar (122) é de preferência configurado para facilitar a comunicação fluida entre a câmara de cultivo em silo (44b) usada para incubar os cogumelos (M) e as câmaras de cultivo em silo (44a)
configuradas para cultivar plantas (P) (e/ ou outras culturas agrícolas) (ver Figura 1). Em particular, o sistema de retorno de ar (122) inclui um duto (122a) e um ventilador motorizado (não mostrado) e está configurado para transmitir ar da câmara de cultivo em silo (44b) para os cogumelos (M) para uma câmara de cultivo em silo (44a) para plantas (P) (e/ ou outro culturas agrícolas) (ver Figura 1). Será apreciado que o sistema de retorno de ar (122) permite que o calor e o dióxido de carbono produzidos pelos cogumelos (M) sejam transmitidos da câmara de cultivo em silo (44b) para as plantas (P) na câmara de cultivo em silo (44a). Quando o ar é fornecido dos cogumelos para as plantas (P), o ar de reposição será fornecido aos cogumelos (M) por uma câmara de ar filtrada HEPA. Este coletor de ar (plenum) de abastecimento também pode atuar como condicionador de temperatura se a zona do cogumelo exigir que o calor seja removido pela ventilação para fora do silo do cogumelo.
[00121] Embora não representado, o sistema de retorno de ar (122) também pode ser configurado para transmitir ar da câmara de cultivo em silo (44b) para múltiplas câmaras de cultivo em silo (44a) adjacentes. Em várias formas de realização, será entendido que o sistema de retorno de ar (122) pode incluir dutos e/ ou ventiladores adicionais para transmitir adequadamente o ar para as câmaras de cultivo em silo (44a). Para certos aspectos da presente invenção, o sistema (30) também pode ser desprovido do conjunto de produção de cogumelos.
SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO
[00122] Voltando às Figuras 8-10, 13 e 14-14A, o sistema de alimentação (58) representado é configurado para fornecer água e/ ou nutrientes para as plantas (P) (e/ ou outras culturas agrícolas) conforme as culturas avançam ao longo do trajeto em espiral (64) (ver Figura 13). O sistema de alimentação (58) se estende ao longo da pista (56) para direcionar um suprimento de água e/ ou nutrientes para o espaço de cultivo (46) ao longo do trajeto em espiral (64) e fornecer o suprimento para as plantas (P) (e/ ou outras culturas agrícolas).
[00123] O sistema de alimentação (58) coopera de preferência com a pista (56) para definir a zona de alimentação (F) entre as mesmas. A zona de alimentação (F) é configurada para receber pelo menos parcialmente as plantas (P) e permitir a aplicação do fornecimento de água e/ ou nutrientes às plantas (P) dentro da zona de alimentação (F). O sistema de alimentação (58) também está preferencialmente posicionado abaixo da pista (56) em locais ao longo o comprimento do conjunto (54).
[00124] O sistema de alimentação (58) inclui de preferência a esteira em espiral (118), um controlador/ CPU (126), um sistema de água (128), um sistema de nutrientes (130) e um sistema de retorno de líquido (132) (ver Figuras 13 e 14A).
[00125] Estendendo-se ao longo do trajeto em espiral (64) entre o topo (64a) e o fundo (64b), a esteira em espiral (118) se estende radialmente entre o trilho interno (70) e o trilho externo (72). De preferência, a esteira em espiral (118) é cooperativamente formada por uma série de bandejas de coleta (134a, b) que são geralmente dispostos de ponta a ponta (ver Figuras 4-5 e 8-10). A esteira (118) também inclui de preferência uma pluralidade de suportes alongados (135) que suportam cooperativamente as bandejas (134a, b) (ver Figuras 9, 14 e 14A).
[00126] Os suportes (135), cada um compreende uma haste de metal alongada com extremidades de haste opostas (135a) (ver Figura 14A).
As extremidades da haste (135a) são fixadas aos trilhos correspondentes (70, 72) de modo que o suporte (135) seja fixado com segurança à pista (56). No entanto, os suportes (135) podem ser montados de várias maneiras (ou integrados com a esteira (118)) sem se afastar do escopo do presente invenção.
[00127] Cada bandeja (134a, b) inclui uma parede lateral circunferencial interna (136a), uma parede lateral circunferencial externa (136b) e uma parede inferior (138) que se estende entre as mesmas e serve como um piso (ver Figuras 8-10 e 14A). As paredes laterais (136) e a parede inferior (138) cooperativas definem um canal (140).
[00128] A esteira (118) é preferencialmente posicionada abaixo da pista (56) em locais ao longo do comprimento do conjunto (54). As paredes laterais (136) das bandejas (134) são fixadas às suas respectivas dos trilhos (70, 72) com fixadores (não mostrados). Cada uma das paredes laterais (136) apresenta uma margem superior (142) da bandeja (134) (ver Figura 14A).
A margem superior (142) e a parede inferior (138) definem cooperativamente uma dimensão de altura de canal (D5) (ver Figura 14A). As paredes laterais (136) são de preferência flexíveis (isto é, expansíveis e contraíveis) de modo que a dimensão da altura do canal (D5) possa aumentar e/ ou diminuir de modo a acomodar a profundidade da raiz da cultura. Por exemplo, a construção flexível das paredes laterais (136) permite, de preferência, que o canal (140) se expanda conforme as raízes (R) das plantas (P) (e/ ou outras culturas agrícolas) crescem e entram em contato com a parede inferior (138).
[00129] Qualquer material à prova d’água adequado pode ser usado para formar as bandejas. De preferência, a bandeja (134) é de cor escura ou preta (ou pintada para ter uma cor escura) para reduzir a irradiância de qualquer vazamento de luz, que é conhecido por inibir o crescimento de algas.
Um material exemplar usado para formar a bandeja (134) compreende um plástico ABS. No entanto, as bandejas podem, adicional ou alternativamente, incluir um ou mais outros materiais de resina sintética e/ ou um material metálico no escopo da presente invenção.
[00130] Em uma ou mais formas de realização, a bandeja (134a, b) compreende uma pluralidade de segmentos em forma de cunha ou trapézio conectados em uma configuração sobreposta (telha) para formar uma espiral descendente para o fluxo, por gravidade, do excesso de água pingando das raízes (R) da cultura nebulizada. Consequentemente, a bandeja (134) é posicionada por baixo dos suportes de cultura (36) e tem uma seção transversal geral em forma de U entre suas bordas circunferenciais interna e externa (por exemplo, como uma calha ou rampa em espiral). As bordas circunferenciais internas e/ ou externas de cada bandeja individual podem ser retas ou curvas conforme desejado.
[00131] De acordo com uma forma de realização preferida, as bandejas (134a, b) são configuradas para ter um passo para baixo uniforme, predeterminado, o que permite que as bandejas sejam unidas de maneira sobreposta para formar a hélice que mede a altura desejada. Novamente, o passo pode ser selecionado de modo que a esteira em espiral (118) forneça um número desejado de voltas completas ou parciais para uma determinada mudança de altura (distância vertical).
[00132] O excesso de água pode fluir para baixo ao longo das bandejas (134a, b). Pelo menos uma bandeja (134b) é preferencialmente posicionada em cada nível da esteira (118) para coletar o excesso de água associado a esse nível da esteira (118). Como será discutido, a bandeja (134b) é fixada a uma calha de coleta associada ao sistema de retorno (132). Também será entendido que pelo menos algum excesso de água pode fluir para o fundo da esteira (118).
[00133] A esteira (118) coopera com a pista (56) para definir a zona de alimentação (F) entre eles. A esteira (118) é geralmente posicionada abaixo da pista (56) em locais ao longo do comprimento do conjunto (54). A zona de alimentação (F) é configurada para receber pelo menos parcialmente as plantas (P) (e/ ou outras culturas agrícolas) e permitir a aplicação do fornecimento de água e/ ou nutrientes para as culturas dentro da zona de alimentação (F).
[00134] Voltando às Figuras 8 a 10 e 13, o sistema de água (128) pode ser operado para direcionar o fornecimento de água para o espaço de cultivo (46), enquanto o sistema de nutrientes (130) pode ser operado para direcionar o fornecimento de uma solução nutritiva para o espaço de cultivo (46).
[00135] O sistema de água (128) inclui, de preferência, uma pluralidade de bocais de distribuição de água (144), uma bomba de água (146) e um recipiente de água (148) (ver Figura 13). O recipiente de água (148) mantém o fornecimento de água e se comunica com os bocais de água (144) através da bomba de água (146), tubulação de bombeamento (146a) e tubulação de vaporização (146b) (ver Figura 13). A bomba de água (146) é operada pelo controlador (126) para extrair água seletivamente do recipiente (148) e dispensar água através dos bocais de água (144). Os bocais de água (144) são configurados para dispensar água dentro da zona de alimentação (F) (ver Figura 14A). Como mencionado, a esteira (118) está configurada para coletar qualquer parte excedente do fornecimento de água.
[00136] O sistema de nutrientes (130) inclui de preferência uma pluralidade de bocais de distribuição de nutrientes (150), uma bomba de nutrientes (152), recipientes de solução de nutrientes (154) e um tanque de mistura (156) (ver Figura 13). Os recipientes de solução de nutrientes (154) contêm respectivos suprimentos de soluções de nutrientes. As soluções de nutrientes podem ser fornecidas ao tanque de mistura (156) através das tubulações de fluido (154a) conforme necessárias para a mistura em uma proporção predeterminada. O tanque de mistura (156) se comunica com os bocais de nutrientes (150) através da bomba de nutrientes (152), tubulação de bombeamento (152a) e tubulações de nebulização (152b) (ver Figura 13).
[00137] A bomba de nutrientes (152) representada é operada pelo controlador (126) para extrair seletivamente o fornecimento de nutrientes mistos do tanque de mistura (156) e dispensar o fornecimento de nutrientes através dos bocais de nutrientes (150). Os bocais de nutrientes (150) são configurados para dispensar solução de nutrientes dentro da zona de alimentação (F) (ver Figura 14A). A esteira (118) está configurada para coletar qualquer parte em excesso da solução nutritiva dispensada.
[00138] Os bocais de distribuição (144, 150) são configurados para fornecer cooperativamente um sistema de pulverização em raiz direto (por exemplo, aeropônico, fogpônico, etc.) e facilitar a aplicação direta de água e/ ou nutrientes na raiz. Desta maneira, será entendido que os bocais de distribuição (144, 150) podem incluir um pulverizador, vaporizador e/ ou nebulizador. Em formas de realização alternativas, a névoa pode ser produzida fora da câmara de cultivo em silo para incluir água e/ ou nutrientes e, em seguida, introduzida na zona de alimentação por meio de dutos e ventiladores à prova d’água. Por exemplo, a névoa pode ser produzida dentro e/ ou transportada através do compartimento intersticial (50). Será apreciado que uma combinação de métodos de pulverização, névoa e/ ou vaporização pode ser empregada simultaneamente.
[00139] Voltando às Figuras 10 e 13, o sistema de retorno (132) é configurado para coletar qualquer excesso de água e/ ou solução nutritiva da esteira em espiral (118) e transportar a quantidade em excesso para o tanque de mistura (156). O sistema de retorno (132) inclui múltiplas calhas de coleta (158) associadas com o bandejas (134b), uma caleira comum (160), um tanque de coleta (162), uma bomba de retorno (164) e tubulações de fluido de retorno (166) (ver Figura 13).
[00140] O tanque de coleta (162) se comunica fluidamente com a esteira em espiral (118) através da calha (158) e da caleira (160) para coletar o excesso de água e/ ou a solução nutritiva. A bomba de retorno (164) extrai seletivamente o excesso de fluido do tanque de coleta (162) e descarrega o excesso de fluido no tanque de mistura (156).
[00141] Pelo menos uma calha (158) é preferencialmente posicionada em cada nível da esteira (118) para coletar o excesso de água associado a esse nível da esteira (118). No entanto, o sistema de retorno (132) pode ter um número alternativo e/ ou disposição de calhas (158) para coletar água. Também será entendido que pelo menos algum excesso de água pode fluir para o fundo da esteira (118). Em várias formas de realização, uma calha pode ser posicionada abaixo de um local no caso em que os nutrientes são aplicados para desviar a água de escoamento com alto teor de nutrientes diretamente para o tanque de nutrientes. Outra calha pode ser posicionada para direcionar o escoamento da água nebulizada diretamente para o sistema de vaporização de água.
[00142] Também está dentro do escopo da presente invenção, o caso em que o sistema de retorno tem uma configuração alternativa de saídas de água e/ ou calheiras fornecidas em vários locais ao longo da borda circunferencial interna ou externa da esteira (ou qualquer posição intermediária no meio).
[00143] Em vários intervalos ao longo das paredes laterais circunferenciais internas e/ ou externas (136a, b) da bandeja (134), os bicos (144, 150) são fornecidos de modo que a pulverização ou vaporização de nutrientes possa ser distribuída no espaço entre a bandeja (134) e os suportes de cultura (36) (e, assim, o sistema radicular das culturas, que se estendem para dentro deste espaço por baixo dos suportes da cultura). De preferência, os bocais (144, 150) são preferencialmente posicionados na parede lateral interna (136a) da bandeja (134), em que as gotículas de água e nutrientes são pulverizadas radialmente para fora.
[00144] Embora o arranjo de bicos representado seja preferido, o sistema de água e/ ou o sistema de nutrientes pode utilizar uma vareta de pulverização de múltiplos bicos, um coletor de ar de pulverização e/ ou outro dispositivo de pulverização.
[00145] A direção da pulverização pode ser ajustada de modo que o bico (e, portanto, a pulverização) seja direcionado “para cima” ou “para baixo” ou em uma direção perpendicular ao eixo de acesso central. De preferência, os suportes de cultura (36) e as bandejas (134) são posicionados um em relação ao outro para minimizar (e de preferência evitar) o contato entre as raízes (R) da cultura e as bandejas (134) para permitir que as raízes (R) sequem adequadamente entre as nebulizações.
[00146] A aeroponia se beneficia muito de partículas atomizadas ou pequenas partículas de água com nutrientes dissolvidos. A NASA determinou que o tamanho ideal de partícula era de cinquenta (50) mícrons. Com cem pés (100’) de cabeça, há quarenta e três (43) psi de perda de pressão.
Atualmente, a tecnologia de aeroponia de alta pressão se beneficia do fornecimento de uma pressão de alimentação do bico de pelo menos oitenta (80) psi. Portanto, as bombas de água e nutrientes (146, 152) descarregam preferencialmente nas respectivas tubulações de bombeamento a uma pressão de cerca de cento e cinquenta (150) psi para garantir pressão de tubulação suficiente no ponto mais alto da câmara de cultivo.
[00147] As tubulações de nebulização (146b, 152b) podem correr verticalmente ao longo de uma bandeja de cabos vertical fixada em relação às colunas de suporte (43) ou outra estrutura de suporte. As tubulações podem suportar oito (8) níveis, mas com redundância. Novamente, os bocais representados são colocados nas paredes laterais da esteira e apontam radialmente para fora. A névoa é projetada externamente em forma de cone para combinar com a forma de cunha das estruturas de suporte de cultura e garantir uma cobertura uniforme. Embora não representado, o sistema de água (128), o sistema de nutrientes (130) e o sistema de retorno (132) podem cada um incluir bombas redundantes e/ ou tubulações redundantes de modo que o sistema permaneça operacional mesmo durante falhas mecânicas.
[00148] Mais uma vez, os bicos (144, 150) produzem de preferência uma névoa/ pulverização para pulverização direta em raiz associada a aeroponia e/ ou fogponia. Adicionalmente ou alternativamente, para certos aspectos da presente invenção, água e/ ou nutrientes podem ser aplicados usando outros métodos de aplicação direta em raiz, como a Técnica do Filme Nutriente (NFT). Em tais formas de realização alternativas usando NFT, um suprimento de água e nutrientes líquidos podem ser dispensados para fluir continuamente ao longo do canal (140), com as raízes (R) em contato com o fluxo. Será apreciado que o fluxo e a água e os nutrientes líquidos podem ser introduzidos no canal (140) usando vários bocais ou outros tipos de equipamento de distribuição.
[00149] Em conexão com o uso de NFT, o sistema de retorno (132) pode ser modificado de várias maneiras para facilitar um fluxo adequado de água e nutrientes ao longo do canal (140). Por exemplo, as calhas (158) representadas podem ser modificadas ou removidas inteiramente para fornecer um fluxo de água desejado e nutrientes.
[00150] Em operação, o sistema de alimentação (58) divulgado é operável para fornecer um ambiente de ar/ névoa, utilizando sistemas de pulverização direta em raiz. Os trens (74) de carrinhos (76) são configurados para suportar e avançar as plantas (P) (e/ ou outras culturas agrícolas) ao longo do comprimento do conjunto (54), enquanto as culturas são alimentadas durante os intervalos de alimentação espaçados ao longo do comprimento do conjunto (54).
[00151] No caso de vegetais, bem como outras plantas (e/ ou outras culturas agrícolas), os suportes de cultura (36) são configurados de modo que o corpo, as folhas e/ ou a copa da planta (ou seja, o dossel (C)) sejam separados das raízes (R) pelos suportes de cultura (36). As raízes (R) pendem soltas e são expostas ao clima ambiente (ar) da câmara de cultivo (44a) na zona de alimentação (F).
[00152] Quando necessário, a água (umidade) e os nutrientes são fornecidos diretamente (e na maioria dos casos exclusivamente) às raízes pendentes (R) da cultura e ao caule inferior que se estendem abaixo dos suportes da cultura (36) por meio de uma solução de água rica em nutrientes atomizada ou pulverizada. O resto da planta (por exemplo, suas folhas, etc.) permanece de preferência relativamente seco.
[00153] De preferência, as plantas (P) (e/ ou outras culturas agrícolas) são alimentadas com água e nutrientes durante intervalos de alimentação específicos (que estão associados aos ciclos de crescimento das culturas correspondentes). As culturas também podem ser alimentadas durante intervalos intermediários (por exemplo, intervalos intermediários de descanso).
Ou seja, cada par de intervalos de alimentação adjacentes é preferencialmente separado por um intervalo intermediário. De preferência, as plantas (P) (e/ ou outras culturas) são alimentadas durante intervalos de descanso intermediários, mas não recebem luz ou ar de resfriamento. As plantas (P) podem ser alimentadas usando um cronograma de alimentação modificado ou níveis variados de nutrientes durante os intervalos intermediários.
[00154] As plantas (P) (e/ ou outras culturas agrícolas) são alimentadas durante os intervalos de alimentação em que cada um preferencialmente se estende em cerca de uma e meia (1,5) revolução em torno do trajeto em espiral (64). Cada intervalo de descanso se estende preferencialmente cerca de metade (0,5) de uma revolução em torno do trajeto em espiral (64). Assim, a proporção do intervalo de alimentação para o intervalo de descanso é de preferência cerca de 3: 1. Em outras formas de realização preferidas, a proporção do intervalo de alimentação para o intervalo de descanso pode variar de cerca de 1: 1 a cerca de 5: 1.
[00155] Novamente, o trem (74) e as plantas (P) percorrem, de preferência, cerca de duas (2) revoluções da pista (56) por dia. Desta forma, o sistema (30) é configurado para expor as plantas (P) a um ritmo geralmente circadiano de alimentação. No entanto, está dentro do escopo da presente invenção o caso em que o carrinho (77) é avançado a uma velocidade mais lenta ou mais rápida ao longo da pista (56).
[00156] Como um padrão contínuo de bicos (144, 160) é fornecido, os intervalos de alimentação e descanso são preferencialmente fornecidos ligando e desligando os bicos seletivamente ao longo do comprimento do conjunto (54). Além disso, os intervalos de alimentação e descanso podem ter comprimentos e/ ou configurações alternativas sem se afastar do escopo da presente invenção.
[00157] Dependendo do bocal ou mecanismo usado para gerar a pulverização, a solução de água fornecida às raízes pode estar na forma de macrogotas de água, microgotas de névoa ou mesmo gotículas de vaporização menores. Em uma ou mais formas de realização, uma névoa hidroatomizada de microgotas com cerca de cinco (5) µm a cerca de cinquenta (50) µm é preferida.
SISTEMA DE LUZ
[00158] Voltando às Figuras 5, 9, 14 e 14A, o sistema de iluminação (60) se estende ao longo do trajeto em espiral (64) e fornece luz para as plantas (P) (e/ ou outras culturas agrícolas) conforme as culturas avançam para baixo ao longo do comprimento do conjunto (54). A pista (56) e o sistema de iluminação (60) definem cooperativamente a zona de iluminação (L) entre eles. O sistema de iluminação (60) é configurado para iluminar a zona de iluminação (L) e, assim, facilitar a fotossíntese da planta conforme as plantas (P) avançam ao longo do trajeto em espiral (64).
[00159] O sistema de iluminação (60) representado inclui um padrão contínuo de luzes longas e curtas (170a, b) espaçadas ao longo do comprimento do conjunto (54) e fixadas a uma estrutura de metal (171) (ver Figura 9). As luzes (170a, b) são geralmente posicionadas acima da pista (56) em respectivos locais ao longo do comprimento do conjunto (54) fixando a estrutura (171) em relação aos suportes (135). As luzes ilustradas (170a, b) estendem-se radialmente para dentro da adjacente da margem externa (68) do conjunto de cultivo em espiral (32) (ver Figura 9).
[00160] Em outras formas de realização preferidas, o sistema de iluminação inclui um padrão contínuo de apenas as luzes longas (170a) representadas espaçadas ao longo do comprimento do conjunto (54) e fixadas à estrutura (isto é, no caso em que o sistema de iluminação não inclui as luzes curtas). Nessas formas de realização preferidas, cada uma das luzes longas fornece, de preferência, uma intensidade de luz que aumenta progressivamente de uma extremidade radialmente interna da luz para uma extremidade radialmente externa da luz. Desta forma, o arranjo de luzes longas pode fornecer cooperativamente uma intensidade de luz geralmente consistente da margem interna (66) para a margem externa (68).
[00161] Na medida em que o sistema de iluminação fornece intensidade de luz relativamente maior ao longo da margem interna do que ao longo da margem externa, será entendido que diferentes culturas podem ser posicionadas ao longo das respectivas áreas interna e externa para melhor utilizar os diferentes valores de intensidade de luz.
[00162] As luzes longas (170a) abrangem de preferência substancialmente toda a largura do trajeto em espiral (64), enquanto as luzes curtas (170b) de preferência abrangem cerca de dois terços da largura do trajeto em espiral (64) (ver Figura 9).
[00163] As luzes (170a, b) preferencialmente compreendem luzes de LED, embora outros tipos de luzes possam ser usados sem se afastar do escopo da presente invenção. Cada uma das luzes representadas (170a, b) de preferência se estende radialmente ao longo do trajeto em espiral (64).
[00164] As luzes ilustradas (170a, b) também estão posicionadas em um arranjo alternado com cada par de luzes longas (170a) tendo uma luz curta (170b) posicionada entre as mesmas (ver Figura 9). Desta maneira, as luzes (170a, b) são preferencialmente configuradas e dispostas para fornecer uma intensidade de luz relativamente maior na área ao longo da margem externa (68) (ver Figura 6) em comparação com a área ao longo da margem interna (66) (ver Figura 6). No entanto, também está dentro do escopo da presente invenção o caso em que uma ou mais luzes são configuradas alternativamente para fornecer intensidade de luz adequada para o crescimento da cultura. Novamente, em outras formas de realização preferidas, o sistema pode não ter um arranjo de luz alternada (por exemplo, no caso em que o sistema inclui apenas luzes longas).
[00165] As luzes (170a, b) também são preferencialmente configuradas para fornecer um espectro de luz ajustável. Ou seja, as luzes (170a, b) são preferencialmente ajustáveis para alterar o espectro de luz emitida na zona de iluminação (L). Em várias formas de realização, as luzes podem fornecer uma distribuição de fluxo radiante personalizada. Será entendido que o espectro de luz pode ser ajustado de acordo com uma fase particular de crescimento da cultura, que pode ser determinada com base na localização dos carrinhos dentro do sistema (por exemplo, a localização vertical dos carrinhos ao longo do silo). O espectro de luz também pode ser ajustado para replicar as condições de luz ambiente natural ou de outra forma fornecer condições de iluminação desejáveis para maximizar o crescimento da cultura em diferentes fases do crescimento da cultura.
[00166] A iluminação fornecida pelo sistema (60) representado é preferencialmente restrita à zona de iluminação (L) em locais ao longo do comprimento do conjunto (54), enquanto o trem (74) e as plantas (P) estão posicionados nesses locais (ver Figura 14). Em particular, a esteira (118) ilustrada é de preferência opaca e abrange o trajeto em espiral (64) para restringir a luz de passar para cima da zona de iluminação (L) para a zona de alimentação adjacente (F). Além disso, os carrinhos (76), incluindo a tampa (82), são de preferência opacos e abrangem o trajeto em espiral (64) para restringir a luz de passar para baixo da zona de iluminação (L), através do carrinho (76) e para a zona de alimentação adjacente (F).
[00167] Em operação, o sistema de iluminação (60) é configurado de modo que os trens (74) suportem e avancem as plantas (P) (e/ ou outras culturas agrícolas) ao longo do comprimento do conjunto (54), enquanto as culturas são iluminadas com luz do sistema de iluminação (60) durante intervalos de iluminação predeterminados.
[00168] As plantas (P) (ou outras culturas agrícolas) são preferencialmente fornecidas com luz durante intervalos de iluminação particulares (que estão associados aos ciclos de crescimento da cultura correspondentes) e geralmente não recebem luz durante intervalos de descanso intermediários. Ou seja, cada par de intervalos de iluminação adjacentes é preferencialmente separado por um intervalo de descanso intermediário. Mais especificamente, as plantas (P) são alimentadas durante os intervalos de iluminação que preferencialmente se estendem cerca de uma e meia (1,5) revolução em torno do trajeto em espiral (64). Cada intervalo de descanso preferencialmente se estende cerca de metade (0,5) de uma revolução em torno do trajeto em espiral (64). Assim, a relação entre o intervalo de iluminação e o intervalo de descanso é de preferência cerca de 3: 1. Em outras formas de realização preferidas, a proporção do intervalo de iluminação para o intervalo de descanso pode variar de cerca de 1: 1 a cerca de 5: 1. Mais preferencialmente, os intervalos de iluminação são geralmente alinhados com os intervalos de alimentação.
[00169] Como observado acima, o trem (74) e as plantas (P) viajam preferencialmente por cerca de duas (2) revoluções da pista (56) por dia, com as plantas (P) expostas a um ritmo geralmente circadiano de ciclos de luz e escuridão. Novamente, o carrinho (77) também pode ser avançado em uma velocidade mais lenta ou mais rápida ao longo da pista (56).
[00170] Como um padrão contínuo de luzes (170a, b) é fornecido, a iluminação e os intervalos de descanso são preferencialmente fornecidos ligando e desligando seletivamente as luzes ao longo do comprimento do conjunto (54). No entanto, as luzes (170a, b) podem ser configuradas de modo que os intervalos de descanso ao longo dos comprimentos de montagem (54) são desprovidos de luzes (170). Também está dentro do escopo da presente invenção o caso em que a iluminação e os intervalos de descanso têm comprimentos e/ ou configurações alternativas.
[00171] Como as luzes ilustradas são preferencialmente fixadas em uma posição fixa em locais acima da pista (56), cada respectivo suporte de cultura (36) se move ao longo do trajeto em espiral (64), enquanto a fonte de luz permanece fixamente montada para fornecer períodos de “luz” e “escuridão” para o plantas (P) (e/ ou outras culturas agrícolas) à medida que se movem por baixo. Será apreciado que tanto a posição das luzes como a velocidade de deslocamento das estruturas de suporte de cultura podem ser variadas dependendo do ciclo de crescimento desejado para as culturas. Muitos tipos de iluminação podem ser utilizados, incluindo especificamente, sem limitação, iluminação de LED de espectro otimizado para ciclo de crescimento.
Além disso, a intensidade e o espectro da luz podem ser alterados de nível a nível e/ ou cultura a cultura, assim como a distância das luzes para corresponder à maturidade das culturas.
[00172] O sistema de iluminação é, de preferência, configurado para fornecer luz às plantas de acordo com uma Luz Diária Integral (Daily Light Integral - DLI) desejado. A DLI fornece uma medida da radiação fotossinteticamente ativa cumulativa (PAR) recebida pelas plantas ao longo do dia. Geralmente integra a intensidade da luz em micromoles por metro quadrado por segundo (µmol/ m2-s) e totaliza isso em um período de 24 horas (ou um período de luz do dia sintético modificado, como 28 horas).
SISTEMA DE AR
[00173] Voltando às Figuras 7, 7A, 11 e 12, o sistema de ar (62) é configurado para fornecer correntes de ar de resfriamento (S) aos espaços de crescimento (46) associados às câmaras de cultivo em silo correspondentes (44a, b). O sistema de ar ilustrado (62) inclui múltiplos grupos de dutos de ar (172a, b, c) (ver Figura 7) e um sistema de alimentação (174) (ver Figura 1) configurado para gerar ar de resfriamento e direcionar o ar de resfriamento para os dutos de ar (172). Cada duto de ar (172a, b, c) de preferência se comunica fluidamente com uma respectiva abertura de entrada de ar (48) apresentada pela parede do silo (42).
[00174] Novamente, os segmentos em espiral (52), ou camadas em espiral, estendem uma revolução completa em torno do eixo do silo (A1) e, assim, fornecem um “nível” do conjunto de cultivo de espiral (32). Cada grupo de dutos de ar (172a, b, c) está preferencialmente associado a um dos segmentos em espiral (52) de modo que os dutos de ar (172a, b, c) se comuniquem com o segmento em espiral (42) e forneçam ar de resfriamento ao mesmo. Assim, os grupos de dutos de ar (172a, b, c) são preferencialmente espaçados ao longo do eixo do silo (A1).
[00175] Cada segmento em espiral (52) está, de preferência, associado a um grupo correspondente de dutos de ar (172a, b, c). No entanto, também está dentro do escopo da presente invenção o caso em que um ou mais segmentos em espiral (52) são alimentados com ar por uma configuração alternativa de duto de ar. Por exemplo, em formas de realização alternativas, o sistema de ar pode ter um duto de ar que se estende continuamente ao longo de múltiplos segmentos espirais.
[00176] Cada duto de ar (172a, b, c) é montado em relação a uma respectiva parede do silo (42) e coopera com a parede do silo (42) para formar um coletor de ar de abastecimento (176) (ver Figura 7A). Os dutos de ar (172a, b, c) apresentam, cada um, extremidades fechadas (178) e um padrão de aberturas de duto (180) localizadas entre as extremidades (178) (ver Figuras 11 e 12). As aberturas de duto (180) fornecem cooperativamente uma saída (182) para descarregar ar no espaço de cultivo (46).
[00177] Os dutos de ar (172a, b, c) são preferencialmente dispostos e configurados de modo que as correntes de ar (S) sejam direcionadas em uma direção radialmente para dentro. Os dutos de ar (172a, b, c) também facilitam preferencialmente os fluxos de ar (S) que são geralmente uniformes e têm substancialmente a mesma velocidade do ar.
[00178] À medida que o ar de resfriamento é direcionado para os segmentos em espiral (52), o eixo de acesso central (T) preferencialmente recebe ar mais quente (ver Figura 7A). O eixo de acesso central (T) é geralmente aberto e desobstruído para permitir que o ar mais quente suba dentro do eixo de acesso central (T). Em várias formas de realização, será apreciado que o ar dentro do eixo de acesso (T) pode ser ventilado externamente para um local fora da câmara de cultivo em silo (por exemplo, uma localização ambiente fora da construção do silo (34)). O ar dentro do eixo de acesso (T) pode ser ventilado externamente com ou sem o uso de um ventilador de ventilação motorizado.
[00179] Os dutos de ar (172a, b, c), são preferencialmente projetados para neutralizar as perdas por atrito e as reduções de pressão ao longo do comprimento do duto de ar a fim de fornecer fluxos de ar (S) uniformes com velocidade de ar substancialmente uniforme. Por exemplo, o tamanho e/ ou densidade das aberturas (180) pode ser aumentado progressivamente à medida que a distância da respectiva abertura de entrada de ar (48) aumenta. Embora os dutos de ar (172) sejam representados como tendo um tamanho de duto em seção transversal geralmente constante, será entendido que o tamanho de duto em seção transversal pode ser reduzido à medida que a distância da respectiva abertura de entrada de ar (48) aumenta a fim de manter a velocidade do ar.
[00180] O duto compreende, de preferência, um corpo de chapa metálica conformado que apresenta as aberturas (180). O duto (172) inclui, de preferência, um material de aço galvanizado. No entanto, o duto (172) pode incluir outros materiais, como um metal alternativo (por exemplo, aço inoxidável ou alumínio) ou um material de resina (por exemplo, um plástico ou material de resina sintética), sem se afastar do escopo da presente invenção.
[00181] O duto (172) é de preferência fixado em relação à parede do silo (42) e se estende ao longo da parede do silo (42). O duto (172) está posicionado na câmara de cultivo em silo (44a, b) e define parcialmente uma margem radialmente externa do espaço de cultivo (46). Quando instalado, cada duto de ar (172a, b, c) se comunica de preferência com uma respectiva abertura de entrada de ar (48) apresentada pela parede do silo (42).
[00182] O ar de resfriamento é preferencialmente fornecido pelo sistema de alimentação (174), que inclui uma torre de resfriamento (184) (ver Figura 1), ventiladores de alimentação (186) (ver Figura 7), compressor (não mostrado), condensador (não mostrado) e outro equipamento HVAC. O ar de resfriamento é preferencialmente descarregado em um compartimento intersticial (50) que serve como um compartimento de abastecimento de ar do silo. Os ventiladores de fornecimento (186) forçam o ar de resfriamento para as respectivas câmaras de compartimento (50a, b) do compartimento intersticial (50) e o ar de resfriamento é distribuído entre as aberturas de entrada de ar (48) (ver Figura 7). Mais uma vez, as câmaras de compartimento (50a, b), cada uma, preferencialmente, recebem ar de resfriamento, mas não se comunicam umas com as outras. A câmara de compartimento (50a) recebe ar de resfriamento de um ventilador de fornecimento (186) e transmite ar de resfriamento para dois dos silos (38). Cada câmara de compartimento (50b) recebe ar de resfriamento de um respectivo ventilador de fornecimento (186) e transmite o ar de resfriamento para um dos silos correspondente (38).
[00183] Em formas de realização alternativas, o aquecimento do ar pode ser necessário em alguns climas no caso em que o calor residual reciclado do sistema de iluminação de LED é insuficiente para aquecer o ar a uma temperatura hospitaleira para a cultura desejada. Também é observado que a atmosfera externa pode ser usada no lugar do equipamento HVAC para fornecer ar atmosférico para deslocar o ar do silo quando as temperaturas externas e/ ou umidade forem favoráveis ao equipamento HVAC mecânico.
[00184] Embora um dos compartimentos intersticiais (50) seja mostrado como recebendo ar de resfriamento e fornecendo ar de resfriamento para os silos adjacentes (38), será entendido que um ou mais compartimentos adicionais (50) na construção do silo (34) podem ser fornecidos com ar de resfriamento e os silos adjacentes (38) configurados de forma semelhante para receber ar de resfriamento e distribuir o ar de resfriamento usando uma configuração semelhante de dutos de ar (172).
[00185] As paredes do silo (42) fornecem preferencialmente paredes isoladas que são adequadas para transportar o ar de resfriamento enquanto restringem a perda de calor do ar de resfriamento. No entanto, um arranjo de dutos alternativo pode ser usado para fornecer ar de resfriamento para as aberturas de entrada de ar (48). Em formas de realização alternativas, um ou mais dutos podem ser fornecidos externamente a um silo (38) (por exemplo, em um compartimento intersticial (50)) para fornecer ar de resfriamento (por exemplo, para direcionar o ar de resfriamento para as aberturas de entrada de ar (48) e/ ou para remover o ar morno/ quente do silo (38)).
[00186] As plantas (P) (e/ ou outras culturas agrícolas) são preferencialmente fornecidas com ar de resfriamento durante os intervalos de alimentação (que estão associados aos ciclos de crescimento da cultura correspondentes) e geralmente não recebem luz durante os intervalos de descanso intermediários. Ou seja, cada par de intervalos de iluminação adjacentes é preferencialmente separado por um intervalo de descanso intermediário. Mais especificamente, as plantas (P) são alimentadas durante os intervalos de iluminação que, cada um, preferencialmente se estendem cerca de uma e meia (1,5) revolução em torno do trajeto em espiral (64). Cada intervalo de descanso preferencialmente se estende cerca de metade (0,5) de uma revolução em torno do trajeto em espiral (64). Assim, a relação entre o intervalo de iluminação e o intervalo de descanso é de preferência cerca de 3: 1. Em outras formas de realização preferidas, a proporção do intervalo de iluminação para o intervalo de descanso pode variar de cerca de 1: 1 a cerca de 5: 1. Mais preferencialmente, os intervalos de iluminação são geralmente alinhados com os intervalos de alimentação.
OPERAÇÃO
[00187] Em operação, o sistema de ar (62) fornece ar de resfriamento para as câmaras de compartimentos (50a, b) dos compartimentos (50) e o ar de resfriamento é ainda distribuído nos dutos de ar (172) através das aberturas de entrada de ar (48). O ar de resfriamento dentro dos dutos de ar (172) é preferencialmente descarregado como grupos de correntes de ar de resfriamento (S) geralmente uniformes para vários segmentos em espiral (52) (ver Figuras 7 e 7A).
[00188] Novamente, como o ar de resfriamento é direcionado para os segmentos em espiral (52), o eixo de acesso central (T) preferencialmente recebe ar mais quente. O eixo de acesso central (T) permite preferencialmente que o ar mais quente suba dentro do eixo de acesso central (T) e permite que o ar mais quente seja ventilado externamente.
[00189] Ao usar o sistema (30) para cultivar lotes de plantas (P) (e/ ou outras culturas agrícolas), as culturas são colocadas nas aberturas (94) dos suportes de cultivo (36) adjacentes ao topo do trajeto em espiral (64).
Trens (74) de carrinhos (76, 77) movem para baixo ao longo da pista (56) e ao longo do trajeto em espiral (64) na velocidade predeterminada. Em intervalos de alimentação desejados, as raízes das culturas podem ser borrifadas, enevoadas ou de outra forma fornecidas com a umidade necessária dos nutrientes. O excesso de água rica em nutrientes é capturado pelo sistema de alimentação (58) e flui para baixo para captura e reutilização, se desejado. Em intervalos de iluminação desejados, as copas das plantas são iluminadas com um espectro e intensidade de luz predeterminados. O espaço de cultivo (46) também é fornecido com ar de resfriamento ao longo do trajeto em espiral (64) conforme o trem (74) de culturas avança ao longo do trajeto em espiral (64) a fim de controlar com precisão a temperatura do ar e/ ou umidade experimentada pelas plantas (P).
[00190] As culturas chegam ao fim do seu ciclo de crescimento na parte inferior do trajeto em espiral (64), onde podem ser colhidas.
Conforme observado, uma pluralidade de câmaras de cultivo pode ser agrupada e conectada para aproveitar a sinergia entre diferentes tipos de culturas. Por exemplo, o calor de compostagem dos cogumelos (M) (ou outros fungos) em uma câmara adjacente pode ser usado no inverno (ou outros períodos de clima frio) para manter os vegetais (ou outras culturas) aquecidos. Da mesma forma, o excesso de CO2 dos cogumelos (M) (ou outros fungos) pode ser encaminhado para câmaras adjacentes para aumentar a taxa de crescimento da cultura. Além disso, aparas de vegetais, massa de raiz, substrato de cogumelo gasto ou outros resíduos de colheita biológica podem ser adicionados ao topo de um único silo para compostar produzindo calor utilizável por meio de distribuição hidrônica para outras áreas e composto finalizado na parte inferior adequado para fazendas à base de solo tradicionais ou convencionais.
[00191] O processo de crescimento com um ponto inicial fixo e final fixo fornece um gradiente de crescimento contínuo de cima para baixo.
Cada camada do conjunto de cultivo em espiral pode ser otimizada para a altura das culturas correspondente a quantos dias as culturas estiveram no sistema. À medida que os carrinhos descem, as culturas em cada nível terão uma altura previsível com base na velocidade através do sistema e nas características individuais das culturas. A altura de cada nível pode, portanto, aumentar à medida que os carrinhos descem, permitindo que as luzes fiquem a uma distância ideal das plantações. Além disso, o espectro de cores das luzes fixas pode ser alterado para otimizar as condições de crescimento de cada fase da vida das plantas. Começos mais jovens podem se beneficiar de espectro azul/ vermelho diferente do que as culturas maduras na parte inferior.
[00192] A estratificação natural da temperatura pode ser usada ou manipulada para alterar a temperatura em vários níveis ou altitude dentro da instalação. O ar mais frio é preferencialmente na estação de colheita no caso em que as plantas (P) serão resfriadas antes da refrigeração.
[00193] Este design inovador permite que a mesma construção satisfaça uma vasta gama de culturas, incluindo, sem limitação, vegetais ou cogumelos. Culturas especiais de cogumelos requerem esterilização ou superpasteurização, inoculação com semente de cogumelos (ou outros fungos) e períodos de incubação para colonizar um substrato. Isso é tradicionalmente feito em bolsas de polipropileno ou polietileno com filtros respiráveis de micropore para excluir contaminantes transportados pelo ar. Os blocos são encorajados a administrar o micélio em condições quentes e, após colonização completa, eles são encorajados a serem resfriados antes de frutificar os blocos em uma sala de cultivo. O inovador sistema de cultivo aqui descrito beneficia o processo de incubação ao fornecer um gradiente de temperaturas naturalmente por meio da estratificação de temperatura (aumento de calor). A mesma tecnologia instalada pode ser usada para incubar cogumelos de cima para baixo como com as culturas, descritas acima, exceto sem a necessidade de vaporização/ umidade/ umidificação e sistemas de luz acima descritos (exceto quando necessário para fazer a manutenção do sistema ou manter a umidade ambiente mínima ou promover o crescimento em algumas espécies que requerem luz perto do final de seu ciclo de incubação). Legumes Cogumelos Quente na parte superior, parte inferior < mesmo mais fria Luz colorida brilhante, perto das folhas Sem luz, luzes apagadas Requer calor no inverno Exotérmico: Gera calor Prospera com CO2 Gera CO2 ao incubar Necessita de distância de ~ 15” Precisa de distância de 18” Precisa de névoa de gotículas finas Nenhuma névoa ou vaporização necessária. Equipamento não instalado ou não utilizado.
[00194] Será apreciado que o presente sistema (30) fornece uma série de vantagens, incluindo produção de cultura contínua, de alta eficiência e alto rendimento. O sistema (30) também oferece menor custo de construção, com menos capital por unidade de produto e inicialização mais rápida. O uso de aeroponia/ fogponia no sistema divulgado (30) foi considerado geralmente mais produtivo do que aquaponia/ hidroponia e técnicas agrícolas tradicionais.
[00195] O sistema ilustrado (30) também fornece um sistema de cultivo de cultura de alta eficiência que utiliza o movimento eficiente da cultura e logística para melhorar a eficiência e a segurança do trabalhador, minimizando o número de trabalhadores. O sistema (30) também inclui uma variedade de recursos de eficiência energética que conservam energia elétrica e térmica e fornecem controle ambiental eficiente. O sistema (30) permite ainda um uso eficiente de água e nutrientes e fornece um sistema de limpeza eficiente no local (CIP) enquanto minimiza o risco de crescimento de algas, infestação de pragas, outras formas de contaminação, incluindo, sem limitação, a presença de E. coli e outras bactérias, e tempo de inatividade da limpeza do sistema. O sistema (30) também é altamente adaptável para acomodar uma ampla variedade de culturas, e o sistema (30) pode ser facilmente reconfigurado para alternar entre diferentes tipos de culturas ou outros produtos agrícolas.
[00196] Estas e outras vantagens das formas de realização das invenções serão mais facilmente apreciadas com referência às formas de realização especificamente contempladas. Embora a descrição acima apresente características de formas de realização preferidas da presente invenção, outras formas de realização preferidas também podem ser criadas de acordo com os princípios da invenção. Essas outras formas de realização preferidas podem, por exemplo, ser fornecidas com características extraídas de uma ou mais das formas de realização descritas acima. Além disso, essas outras formas de realização preferidas podem incluir características de múltiplas formas de realização descritas acima, particularmente no caso em que tais características são compatíveis para uso em conjunto, apesar de terem sido apresentadas independentemente como parte de formas de realização separadas na descrição acima.
[00197] As formas preferidas da invenção descritas acima devem ser usadas apenas como ilustração e não devem ser utilizadas em um sentido limitante na interpretação do escopo da presente invenção.
[00198] Conforme usado neste documento, a frase “e/ ou”, quando usada em uma lista de dois ou mais itens, significa que qualquer um dos itens listados pode ser empregado por si mesmo ou qualquer combinação de dois ou mais dos itens listados pode ser empregada. Por exemplo, se uma composição é descrita como contendo ou excluindo os componentes A, B e/ ou C, a composição pode conter ou excluir A sozinho; B sozinho; C sozinho; A e B em combinação; A e C em combinação; B e C em combinação; ou A, B e C em combinação. A presente descrição também usa faixas numéricas para quantificar certos parâmetros relacionados a várias formas de realização da invenção. Deve ser entendido que quando intervalos numéricos são fornecidos, tais intervalos devem ser interpretados como fornecendo suporte literal para limitações de reivindicação que apenas relatam o valor inferior do intervalo, bem como limitações de reivindicação que apenas relatam o valor superior do intervalo. Por exemplo, uma faixa numérica divulgada de cerca de 10 a cerca de 100 fornece suporte literal para uma reivindicação que relata “maior que cerca de 10” (sem limites superiores) e uma reivindicação que relata “menos que cerca de 100” (sem limites inferiores).

Claims (57)

REIVINDICAÇÕES
1. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO CONFIGURADO PARA CULTIVAR UMA CULTURA AGRÍCOLA, caracterizado pelo referido sistema de cultivo em silo compreender: - um silo apresentando uma câmara de cultivo em silo alongada verticalmente; - um conjunto de cultivo em espiral posicionado na câmara de cultivo em silo e se estendendo ao longo de um comprimento do conjunto para definir, pelo menos parcialmente, um espaço de cultivo em espiral para receber e alimentar a cultura agrícola nele, o referido conjunto de cultivo em espiral incluindo uma pista contínua e um sistema de alimentação; - a referida pista se estendendo continuamente ao longo do comprimento do conjunto do conjunto de cultivo em espiral e apresentando um trajeto em espiral geralmente descendente que define um eixo de trajeto, com a pista configurada para direcionar a cultura agrícola ao longo do trajeto em espiral; - o referido sistema de alimentação se estendendo ao longo da pista para direcionar um suprimento de água e/ ou nutrientes no espaço de cultivo em espiral ao longo do trajeto em espiral, fornecendo a aplicação direta na raiz do suprimento de água e/ ou nutrientes para a cultura agrícola; e - um suporte de cultura móvel configurado para suportar pelo menos parte da cultura agrícola, o referido suporte de cultura móvel operativamente suportado pela pista e configurado para ser avançado para baixo ao longo do comprimento do conjunto para, assim, direcionar a cultura agrícola através do espaço de cultivo ao longo do trajeto em espiral.
2. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo referido conjunto de cultivo em espiral incluir uma série de segmentos em espiral dispostos de ponta a ponta, com cada par de segmentos em espiral adjacentes girando em torno de um eixo de silo e pelo menos parcialmente se sobrepondo um ao outro.
3. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo referido conjunto de cultivo em espiral apresentar uma margem interna que define uma dimensão de diâmetro interno, com a dimensão de diâmetro interno sendo substancialmente constante ao longo do comprimento do eixo do silo.
4. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo referido suporte de cultivo móvel compreender um carrinho móvel, o referido carrinho móvel incluindo uma estrutura e múltiplas rodas fixadas de forma rotativa em relação à estrutura, com as rodas operativamente engatadas na pista e configuradas para rolar ao longo da pista à medida que o carrinho móvel avança para baixo ao longo do trajeto em espiral.
5. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pela referida pista incluir um par de trilhos posicionados lado a lado e se estendendo ao longo do eixo do trajeto.
6. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo referido suporte de cultura móvel compreender um carrinho móvel incluindo uma estrutura e múltiplas rodas fixadas de forma rotativa em relação à estrutura, com as rodas operativamente engatadas com os trilhos correspondentes e configuradas para rolar ao longo dos trilhos à medida que o carrinho móvel é avançado para baixo ao longo do trajeto em espiral.
7. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo referido suporte de cultura móvel compreender um carrinho móvel incluindo uma tampa que apresenta múltiplas aberturas da cultura, com as aberturas configuradas para receber as correspondentes da cultura agrícola, de modo que as raízes da cultura são posicionadas abaixo da tampa e as folhas da cultura são posicionadas acima da tampa.
8. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pela tampa ser suportada pela estrutura.
9. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo referido suporte de cultivo móvel compreender um carrinho móvel incluindo um fundo de malha que abrange a estrutura para suportar a cultura agrícola e permitir que as raízes da cultura passem para a zona de alimentação.
10. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo referido sistema de alimentação cooperar com a pista para definir uma zona de alimentação entre eles, com o sistema de alimentação geralmente posicionado abaixo da pista em locais ao longo do comprimento do conjunto, e a referida tampa sendo opaca e abrangendo o trajeto para restringir a luz de passar através do carrinho móvel e para dentro da zona de alimentação.
11. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda: - uma pluralidade de suportes de cultura móveis, incluindo o primeiro suporte de cultura móvel mencionado e sendo configurado para suportar a cultura agrícola, - os referidos suportes de cultura móveis configurados para serem suportados pela pista e avançados para baixo ao longo do comprimento do conjunto para, dessa forma, direcionar a cultura agrícola através do espaço de cultivo ao longo do trajeto em espiral, e
- os referidos suportes de cultura móveis sendo dispostos em série uns com os outros quando posicionados na pista.
12. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo referido sistema de alimentação incluir uma esteira de coleta que se estende ao longo do trajeto e está geralmente posicionado abaixo da pista em locais ao longo do comprimento do conjunto, e a referida pista e a referida esteira de coleta definindo cooperativamente uma zona de alimentação entre as mesmas, com a zona de alimentação configurada para receber pelo menos parcialmente a cultura agrícola e permitir a aplicação do fornecimento de água e/ ou nutrientes à cultura agrícola dentro da zona de alimentação.
13. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo referido sistema de alimentação incluir bocais de distribuição para descarregar o fornecimento de água e/ ou nutrientes dentro da zona de alimentação, com a bandeja configurada para coletar qualquer parte em excesso do fornecimento de água e/ ou nutrientes.
14. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelos referidos bocais de distribuição do sistema de alimentação incluirem, cada um, um pulverizador, vaporizador e/ ou nebulizador.
15. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pela referida esteira de coleta incluir uma parede inferior e paredes laterais opostas que se estendem para cima a partir da parede inferior, com a parede inferior e as paredes laterais definindo cooperativamente um canal.
16. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pela referida pista incluir um par de trilhos posicionados lado a lado e se estendendo ao longo do eixo da pista, as referidas paredes laterais sendo fixadas em relação aos respectivos trilhos.
17. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelas referidas paredes laterais apresentarem uma margem superior da esteira de coleta, com a margem superior e o piso definindo uma dimensão da altura do canal, sendo as referidas paredes laterais flexíveis para permitir que a dimensão da altura do canal aumente e/ ou diminua de modo a acomodar a profundidade da raiz da cultura.
18. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo referido conjunto de cultivo em espiral incluir um sistema de iluminação que se estende ao longo do trajeto, a referida pista e o referido sistema de iluminação definindo cooperativamente uma zona de iluminação entre eles, com o sistema de iluminação configurado para iluminar a zona de iluminação e, assim, facilitar a fotossíntese da cultura conforme a cultura agrícola avança ao longo do trajeto em espiral, e a referida esteira de coleta sendo opaca e abrangendo o trajeto para restringir a luz de passar da zona de iluminação para a zona de alimentação.
19. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo referido sistema de alimentação definir pelo menos parcialmente uma zona de alimentação configurada para receber pelo menos parcialmente a cultura agrícola e permitir a aplicação do fornecimento de água e/ ou nutrientes à cultura agrícola dentro da zona de alimentação, e o referido sistema de alimentação incluindo bocais de distribuição para descarregar o fornecimento de água e/ ou nutrientes para a cultura agrícola dentro da zona de alimentação.
20. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelos referidos bocais de distribuição do sistema de alimentação, cada um incluir um pulverizador, vaporizador e/ ou nebulizador.
21. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo referido conjunto de cultivo em espiral incluir um sistema de iluminação que se estende ao longo do trajeto, e a referida pista e o referido sistema de iluminação definindo cooperativamente uma zona de iluminação entre eles, com o sistema de iluminação configurado para iluminar a zona de iluminação e, assim, facilitar a fotossíntese da cultura conforme a cultura agrícola avança ao longo do trajeto em espiral.
22. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo referido sistema de iluminação incluir uma série de luzes espaçadas ao longo do comprimento do conjunto e sendo geralmente posicionadas acima da pista em locais ao longo do comprimento do conjunto, e pelo menos algumas das referidas séries de luzes se estendendo radialmente ao longo do trajeto em espiral.
23. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 22, caracterizado pelo referido conjunto de cultivo em espiral incluir um sistema de ar configurado para fornecer ar para o espaço de cultivo, o referido sistema de ar incluindo um duto que define pelo menos parcialmente um coletor de ar (plenum) de abastecimento, e o referido duto se estendendo ao longo do comprimento do conjunto e apresentando uma saída para descarregar o ar no espaço de cultivo.
24. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo referido duto estar posicionado na câmara de cultivo em silo e pelo menos parcialmente definindo uma margem radialmente externa do espaço de cultivo.
25. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo referido silo incluir uma parede do silo que apresenta a câmara de cultivo em silo e define parcialmente o espaço de cultivo, com o duto sendo fixado em relação à parede do silo.
26. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo referido sistema de ar incluir uma série de dutos que, cada um, pelo menos parcialmente, define os respectivos coletores de ar de abastecimento, os ditos dutos se estendendo ao longo do comprimento do conjunto e apresentando saídas para descarregar o ar no espaço de cultivo.
27. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 26, caracterizado pelo referido silo apresentar uma pluralidade de câmaras de cultivo em silo alongadas verticalmente, incluindo a primeira câmara de cultivo em silo mencionada, as referidas câmaras de cultivo em silo estendendo-se verticalmente uma ao lado da outra; e uma pluralidade de conjuntos de cultivo em espiral incluindo o primeiro conjunto de cultivo em espiral mencionado, cada um dos referidos conjuntos de cultivo em espiral posicionados em uma respectiva das câmaras de cultivo em silo.
28. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelas referidas câmaras de cultivo em silo estarem em comunicação fluida umas com as outras.
29. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado por compreender ainda: um conjunto de produção de fungos posicionado em uma respectiva uma das câmaras de cultivo em silo e configurado para incubar fungos nele, as referidas câmaras de cultivo em silo estando em comunicação fluida entre si, com calor e dióxido de carbono dos fungos na respectiva câmara de cultivo em silo configurados para serem transmitidos à cultura agrícola nas outras câmaras de cultivo em silo.
30. SISTEMA DE CULTIVO EM SILO, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo referido silo apresentar um compartimento de suprimento de ar do silo que se estende verticalmente ao lado das câmaras de cultivo em silo e se comunicar fluidamente com cada uma das câmaras de cultivo em silo.
31. SISTEMA DE CULTIVO EM ESPIRAL configurado para ser alojado em uma câmara de cultivo em silo alongada verticalmente para cultivar uma cultura agrícola, caracterizado pelo referido sistema de cultivo em espiral compreender: - um conjunto de cultivo em espiral que se estende ao longo de um comprimento do conjunto para definir, pelo menos parcialmente, um espaço de cultivo em espiral para receber e alimentar a cultura agrícola nele, o referido conjunto de cultivo em espiral incluindo uma pista contínua e um sistema de alimentação; - a referida pista se estendendo continuamente ao longo do comprimento do conjunto do conjunto de cultivo em espiral e apresentando um trajeto em espiral geralmente descendente que define um eixo de trajeto, com a pista configurada para direcionar a cultura agrícola ao longo do trajeto em espiral; - o referido sistema de alimentação se estendendo ao longo da pista para direcionar um suprimento de água e/ ou nutrientes no espaço de cultivo ao longo do trajeto em espiral, fornecendo a aplicação direta na raiz do suprimento de água e/ ou nutrientes para a cultura agrícola; e - um suporte de cultura móvel configurado para suportar pelo menos parte da cultura agrícola, o referido suporte de cultura móvel operativamente suportado pela pista e configurado para ser avançado para baixo ao longo do comprimento do conjunto para, assim, direcionar a cultura agrícola através do espaço de cultivo ao longo do trajeto em espiral.
32. SISTEMA DE CULTIVO EM ESPIRAL, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo referido conjunto de cultivo em espiral incluir uma série de segmentos em espiral dispostos de ponta a ponta, com cada par de segmentos em espiral adjacentes girando em torno de um eixo de silo e pelo menos parcialmente se sobrepondo um ao outro.
33. SISTEMA DE CULTIVO EM ESPIRAL, de acordo com a reivindicação (32), caracterizado pelo referido conjunto de cultivo em espiral apresentar uma margem interna que define uma dimensão de diâmetro interno, com a dimensão de diâmetro interno sendo substancialmente constante ao longo do comprimento do eixo do silo.
34. SISTEMA DE CULTIVO EM ESPIRAL, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pela referida pista incluir um par de trilhos posicionados lado a lado e se estendendo ao longo do eixo do trajeto.
35. SISTEMA DE CULTIVO EM ESPIRAL, de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo referido suporte de cultura móvel compreender um carrinho móvel, o referido carrinho móvel incluindo uma estrutura e múltiplas rodas fixadas de forma rotativa em relação à estrutura, com as rodas operativamente engatadas com trilhos correspondentes e configuradas para rolar ao longo os trilhos à medida que o carrinho móvel avança para baixo ao longo do trajeto em espiral.
36. SISTEMA DE CULTIVO EM ESPIRAL, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo referido suporte de cultura móvel compreender um carrinho móvel, o referido carrinho móvel incluindo uma estrutura e múltiplas rodas fixadas de forma rotativa em relação à estrutura, com as rodas operativamente engatadas na pista e configuradas para rolar ao longo a pista à medida que o carrinho móvel avança para baixo ao longo do trajeto em espiral.
37. SISTEMA DE CULTIVO EM ESPIRAL, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo referido carrinho móvel incluir uma tampa que apresenta múltiplas aberturas de cultura, com as aberturas configuradas para receber as correspondentes da cultura agrícola de modo que as raízes da cultura sejam posicionadas abaixo da tampa e as folhas da cultura sejam posicionadas acima da tampa.
38. SISTEMA DE CULTIVO EM ESPIRAL, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo referido carrinho móvel incluir um fundo de malha que abrange a estrutura para suportar a cultura agrícola e permite que as raízes da cultura passem para a zona de alimentação.
39. SISTEMA DE CULTIVO EM ESPIRAL, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo referido carrinho móvel incluir uma tampa suportada pela estrutura, a referida tampa apresentando múltiplas aberturas de cultura, com as aberturas configuradas para receber a cultura agrícola de modo que as raízes da cultura sejam posicionadas abaixo da tampa e as folhas da cultura sejam posicionadas acima da tampa.
40. SISTEMA DE CULTIVO EM ESPIRAL, de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pelo referido sistema de alimentação cooperar com a pista para definir uma zona de alimentação entre eles, com o sistema de alimentação geralmente posicionado abaixo da pista em locais ao longo do comprimento do conjunto, a referida tampa sendo opaca e abrangendo o trajeto para restringir a luz de passar pelo carrinho móvel e para a zona de alimentação.
41. SISTEMA DE CULTIVO EM ESPIRAL, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado por compreender ainda: - uma pluralidade de suportes de cultura móveis, incluindo o primeiro suporte de cultura móvel mencionado e sendo configurado para suportar a cultura agrícola, - os referidos suportes de cultura móveis configurados para serem suportados pela pista e avançados para baixo ao longo do comprimento do conjunto para, assim, direcionar a cultura agrícola através do espaço de cultivo ao longo do trajeto em espiral, e - os referidos suportes de cultura móveis sendo dispostos em série uns com os outros quando posicionados na pista.
42. SISTEMA DE CULTIVO EM ESPIRAL, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo referido sistema de alimentação incluir uma esteira de coleta que se estende ao longo do trajeto e é geralmente posicionada abaixo da pista em locais ao longo do comprimento do conjunto, e a referida pista e a referida esteira de coleta definindo cooperativamente uma zona de alimentação entre as mesmas, com a zona de alimentação configurada para receber pelo menos parcialmente a cultura agrícola e permitir a aplicação do fornecimento de água e/ ou nutrientes à cultura agrícola dentro da zona de alimentação.
43. SISTEMA DE CULTIVO EM ESPIRAL, de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo referido sistema de alimentação incluir bocais de distribuição para descarregar o fornecimento de água e/ ou nutrientes para a cultura agrícola dentro da zona de alimentação, com a bandeja configurada para coletar qualquer parte excedente do fornecimento de água e/ ou nutrientes.
44. SISTEMA DE CULTIVO EM ESPIRAL, de acordo com a reivindicação 43, caracterizado pelos referidos bocais de distribuição do sistema de alimentação incluírem, cada um, um pulverizador, vaporizador e/ ou nebulizador.
45. SISTEMA DE CULTIVO EM ESPIRAL, de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pela referida esteira de coleta incluir uma parede inferior e paredes laterais opostas que se estendem para cima a partir da parede inferior, com a parede inferior e as paredes laterais definindo cooperativamente um canal.
46. SISTEMA DE CULTIVO EM ESPIRAL, de acordo com a reivindicação 45, caracterizado pelo referido trilho incluir um par de trilhos posicionados lado a lado e se estendendo ao longo do eixo do trajeto, as referidas paredes laterais sendo fixadas em relação aos respectivos trilhos.
47. SISTEMA DE CULTIVO EM ESPIRAL, de acordo com a reivindicação 45, caracterizado pelas referidas paredes laterais apresentarem uma margem superior da esteira de coleta, com a margem superior e o piso definindo uma dimensão da altura do canal, sendo que as referidas paredes laterais são flexíveis para permitir que a dimensão da altura do canal aumente e/ ou diminua de modo a acomodar a profundidade da raiz da cultura.
48. SISTEMA DE CULTIVO EM ESPIRAL, de acordo com a reivindicação (42), caracterizado pelo referido conjunto de cultivo em espiral incluir um sistema de iluminação que se estende ao longo do trajeto, a referida pista e o referido sistema de iluminação definindo cooperativamente uma zona de iluminação entre eles, com o sistema de iluminação configurado para iluminar a zona de iluminação e, assim, facilitar a fotossíntese da cultura conforme a cultura agrícola avança ao longo do trajeto em espiral, e a referida esteira de coleta sendo opaca e abrangendo o trajeto para restringir a luz de passar da zona de iluminação para a zona de alimentação.
49. SISTEMA DE CULTIVO EM ESPIRAL, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo referido sistema de alimentação definir pelo menos parcialmente uma zona de alimentação configurada para receber pelo menos parcialmente a cultura agrícola e permitir a aplicação do fornecimento de água e/ ou nutrientes à cultura agrícola dentro da zona de alimentação, e o referido sistema de alimentação incluindo bocais de distribuição para descarregar o fornecimento de água e/ ou nutrientes para a cultura agrícola dentro da zona de alimentação.
50. SISTEMA DE CULTIVO EM ESPIRAL, de acordo com a reivindicação 49, caracterizado pelos referidos bocais de distribuição do sistema de alimentação incluírem um pulverizador, vaporizador e/ ou nebulizador.
51. SISTEMA DE CULTIVO EM ESPIRAL, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo referido conjunto de cultivo em espiral incluir um sistema de iluminação que se estende ao longo do trajeto, e a referida pista e o referido sistema de iluminação definindo cooperativamente uma zona de iluminação entre eles, com o sistema de iluminação configurado para iluminar a zona de iluminação e, assim, facilitar a fotossíntese da cultura conforme a cultura agrícola avança ao longo do trajeto em espiral.
52. SISTEMA DE CULTIVO EM ESPIRAL, de acordo com a reivindicação 51, caracterizado pelo referido sistema de iluminação incluir uma série de luzes espaçadas ao longo do comprimento do conjunto e sendo geralmente posicionadas acima da pista em locais ao longo do comprimento do conjunto, e pelo menos algumas das referidas séries de luzes se estendendo radialmente ao longo do trajeto em espiral.
53. MÉTODO DE CULTIVO DE UMA CULTURA AGRÍCOLA utilizando aeroponia, fogponia e/ ou técnica de filme nutriente, caracterizado pelo referido método compreender as etapas de: (a) posicionar a cultura agrícola em um trajeto em espiral; (b) facilitar o avanço da cultura agrícola para baixo ao longo do trajeto em espiral; (c) fornecer aplicação direta na raiz de água e/ ou nutrientes à cultura agrícola para fazer crescer a cultura agrícola à medida que a cultura agrícola avança ao longo do trajeto em espiral; e (d) colher a cultura agrícola do trajeto em espiral.
54. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 53, caracterizado pela: - etapa (a) incluir as etapas de suportar a cultura agrícola em um carrinho móvel e posicionar o carrinho móvel no trajeto em espiral; e - etapa (b) incluir a etapa de avançar o carrinho móvel e a cultura agrícola juntos ao longo do trajeto em espiral.
55. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 53, caracterizado pela: - etapa (a) incluir as etapas de suportar a cultura agrícola em uma pluralidade de carrinhos móveis, arranjar os carrinhos móveis em série um com o outro e posicionar os carrinhos móveis no trajeto em espiral; e
- etapa (b) incluir a etapa de avançar os carrinhos móveis e a cultura agrícola juntos ao longo do trajeto em espiral.
56. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 55, caracterizado por compreender ainda a etapa de: (e) travar o líder dos carrinhos móveis para controlar o avanço dos carrinhos móveis durante a etapa (b).
57. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 53, caracterizado pela: etapa (c) incluir a etapa de fornecer um suprimento de água e nutrientes para a cultura agrícola, dispensando a solução como uma névoa e/ ou névoa.
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