BRPI1001157A2 - sistema eletromecánico de fertilização a taxa variável georreferência para máquinas agrìcolas - Google Patents

Abstract

SISTEMA ELETROMECáNICO DE FERTILIZAçãO A TAXA VARIáVEL GEORREFERêNCIADA PARA MáQUINAS AGRìCOLAS. A presente Invenção se refere a um equipamento que será utilizado em máquinas agrícolas para formulação, dosagem e aplicação dos macros elementos químicos (Nitrogênio, Fósforo e Potássio) a taxa variável de maneira localizada e independente doelemento numa mesma operação, baseando-se em dados de um mapa de aplicação de fertilizante e com o auxílio do Sistema de Informação Geográfica (SIG), diferentemente das máquinas atuais que o fazem com fertilizantes pré- formulados, ou seja, com as proporções já definidas e misturadas dos elementos (N, P e K), variando somente a quantidade do formulado no momento da aplicação. O equipamento é constituído de moegas(1) para o armazenamento dosfertilizantes, de dosadores helicoidais(2) acionados por motores elétricos de 12 Vdc(3), que com a variação da rotação aumentam ou diminuem a quantidade de fertilizantes seguindo recomendação do mapa de aplicação da cultura em questão, as mangueiras flexíveis de borracha(4) direcionam o fertilizante do dosador para o coletor sendo o transporte feito por gravidade, o coletor(5) recebe os elementos químicos já formulados e dosados e também por gravidade os envia para o solo, conta ainda com alguns componentes complementares, tais como: microcomputador, placa de aquisição e controle, componentes eletrónicos necessários para variação da rotação dos motores e um software de instrumentação virtual.

Description

SISTEMA ELETROMECÂNICO DE FERTILIZAÇÃO A TAXA VARIÁVEL GEORREFERÊNCIADA PARA MÁQUINAS AGRÍCOLAS.

A presente invenção tem por objetivo formular, dosar e aplicar fertilizantes químicos na forma sólida a taxas variáveis e de maneira localizada, ou seja, aplicar o elemento químico necessário, no local exato e na quantidade ideal para a nutrição da planta, no momento da semeadura ou no pré e pós plantio.

Campo de aplicação:

Na busca por novas tecnologias que fazem o processo produtivo mais eficiente, surge a necessidade da aplicação de fertilizantes agrícolas a taxas variáveis georreferênciadas, esse sistema tem o intuito de otimizar o processo de fertilização agrícola. Para isto, tem-se como objetivo desenvolver equipamentos para o tratamento localizado das culturas, com baixo custo de fabricação, de tamanho reduzido, com alta precisão de operação e de fácil instalação em máquinas agrícolas, visando maximizar o uso dos fertilizantes químicos.

Estado da Técnica:

Sabe-se que as máquinas que atualmente fazem fertilização a taxa variável o fazem com fertilizantes pré-formulados, ou seja, com as proporções já definidas e misturadas de cada elemento macro Nitrogênio, Fósforo e Potássio (Ν, P e K), variando somente a quantidade do formulado na aplicação, fazendo assim com que o elemento que já exista no solo seja depositado novamente sem a necessidade prévia do mesmo, visto que alguns elementos químicos têm propriedades residuais por um período de tempo ou depositando quantidades insuficientes para uma boa nutrição da planta.

Apresentação da solução:

O que se deseja com a presente invenção são a formulação, dosagem e aplicação independente de cada elemento químico (N, PeK) numa mesma operação, baseando-se em dados de um mapa de aplicação de fertilizante e com o auxílio do Sistema de Informação Geográfica (SIG). Portanto consegue-se depositar no local desejado somente o elemento necessário e na quantidade requerida no momento do plantio conforme o mapa, tornando a fertilização mais precisa e econômica, objetivando um aumento na produção agrícola, reduzindo os custos com insumos e diminuindo os danos ao meio ambiente. Objetivos da Invenção:

De acordo com exposto anteriormente, desenvolveu-se o presente invento cuja novidade consiste em substituir um sistema mecânico de fertilização de pré-formulado, por um sistema eletromecânico de comando eletrônico que formula, dosa e aplica os elementos macros (Ν, P e K) de maneira independente na mesma operação com resultados anteriormente nunca alcançados, obtendo um equipamento mais preciso, econômico, de fácil fabricação e instalação podendo ser utilizado em máquinas de plantio direto, pré plantio e pós plantio.

Com este sistema deseja-se obter produtividades maiores utilizando a mesma quantidade de insumo consumida em aplicação pré-formulada ou produzir a mesma quantidade da aplicação pré-formulada, porém com menor quantidade de insumo.

Com o referido sistema, são superados muitos inconvenientes que com o sistema pré-formulado são impossíveis de se - superar, como por exemplo:

1. Pode se fazer a aplicação do elemento necessário e a quantidade exata para o local no momento desejado numa só operação.

2. Em fração de segundos é possível variar a vazão mássica do produto que está sendo depositado no solo.

3. Nas máquinas existentes não é possível depositar no solo somente um elemento e na quantidade exata, por exemplo: 10 Kg/ha de Potássio.

4. Pode se utilizar o sistema para fazer aplicações de 3 micronutrientes e 3 macronutrientes ao mesmo tempo, basta para isso acrescentar mais três dosadores para cada linha de plantio.

5. É notável a diferença com relação ao funcionamento mecânico, pois pode se usar o controle remoto no sistema.

6. Utilizando-se esse sistema de fertilização localizada, existe uma tendência de fazer com que a área agricultável se torne homogenia com o passar do tempo, ou seja, com quantidades de (N, PeK) por unidade de área idêntica para todo talhão. Descrição do Desenho:

Os desenhos anexos mostram a disposição do equipamento, objeto da presente patente, nos quais:

A Fig. 1 mostra os componentes necessários para cada elemento químico;

A Fig. 2 mostra o conjunto montado em paralelo, para os 3 elementos químicos em vista explodida;

A Fig. 3 mostra uma vista explodida do conjunto em perspectiva;

A Fig. 4 mostra os componentes do conjunto em 2D.

Descrição detalhada:

(1 ) Moega para armazenar o fertilizante, de vidro ou polietileno;

( 2 ) Dosador helicoidal, de polietileno;

( 3 ) Motor elétrico 12Vdc;

( 4 ) Mangueira sanfonada, de borracha;

( 5 ) Coletor de adubo, de PVC.

Conta ainda com um microcomputador, placa de aquisição e controle, software de instrumentação virtual e alguns componentes eletrônicos para a variação da rotação dos motores.

Introduzido na moega (1) o fertilizante, desce por gravidade até o dosador (2) que dependendo da rotação controlada pelo motor elétrico (3), aumenta ou diminui a vazão mássica do fertilizante em função da rotação do motor, que segue por gravidade pela mangueira (4) até o coletor (5), que também por gravidade envia para o solo, vale ressaltar que para cada linha de plantio são necessários três dosadores (2) descritos anteriormente montados em paralelo. Com um software de instrumentação e controle virtual, que tem como função controlar a rotação dos eixos dos três motores elétricos (3) de corrente contínua de 12 volts de maneira independente e baseando-se nas análises de solo e nas coordenadas geográficas dos pontos amostrais, são gerados os mapas de fertilidade, onde se tem para cada elemento analisado e para cada talhão amostrado um mapa mostrando as variações de concentrações de tal elemento no solo. Com o mapa de aplicação inserido na máquina e auxiliado por um GPS a mesma aplica o fertilizante em quantidades variáveis obedecendo à análise prévia da fertilidade do solo, tratando de forma diferenciada cada ponto amostrado anteriormente.

O grande diferencial do invento é que numa mesma operação ele formula, dosa e aplica o produto de maneira independente um do outro, ou seja, não sendo necessário o produto formulado com os três elementos misturados (Ν, P e K), os elementos químicos são separados em tanque individualizados e altamente corrosivos, portanto os materiais utilizados na fabricação são resistentes a corrosão como, por exemplo: vidro, polietileno e aço inox. O único componente fabricado em aço carbono é a rosca transportadora que é de fácil reposição, pois não requer nenhuma ferramenta para a substituição, utilizadas em três modalidades de passes que permitem trabalhar com vazões diferentes, sendo elas: 3A1 1 e 2 polegadas. Os motores dos dosadores (2) deverão ser alimentados sempre por uma fonte de corrente continua de 12V, sendo a máquina autopropelida ou de arraste. Esses motores elétricos (3) permitem o controle através de software de instrumentação virtual auxiliados por componentes eletrônicos que tornam o processo automático e auto ajustável, ou seja, fazendo a leitura da rotação do motor e se auto corrigindo para obter a vazão necessária no local exato sem a necessidade da intervenção do operador, existe também a possibilidade de se fazer o monitoramento das linhas de plantio através de sensores para identificar se o produto está sendo aplicado na quantidade correta ou se o produto está ou não sendo aplicado.

Pelo fato de possuir uma característica inédita que é a de aplicar quantidades baixas de produto, faz com que o sistema seja favorável em aplicações de micronutrientes, pois consegue se quantidade pequena de produto por unidade de área, outra grande vantagem do sistema é a possibilidade de se adaptar em uma máquina de fertilização a lanço já existentes no mercado onde é feito a fertilização no pré plantio, utilizando três reservatórios (1) de produto (Ν, P e K) cada um com seu dosador (2) que depositam o produto sobre a esteira transportadora que fará a distribuição do fertilizante posteriormente, outra vantagem é de fazer fertilização no pós plantio, ou seja, fazendo uma adaptação em máquinas já existentes para cada linha cultivada faz-se necessário a colocação de três dosadores cada um com seu tanque de produto e consequentemente a distribuição do fertilizante por cobertura. Pode também ser utilizado em máquinas de grande porte que tenham número superior a 11 linhas de plantio, bastando para isso a utilização de motores elétricos (3) mais robustos com potência e torque mais elevados para acionar ao mesmo tempo todos os dosadores (2) através dos três eixos um para cada elemento localizados transversalmente na máquina, que serão responsáveis pela rotação dos dosadores (2), contudo se a máquina for ainda maior, acima de 21 linhas o acionamento pode ser feito com a metade das linhas da máquina com três motores (3) e a outra metade mais três motores (3) totalizando seis motores (3) de maneira a reduzir o torque nos eixos, entretanto o controle dos seis motores (3) será o mesmo para todos.

Outro fato importante a ser ressaltado é que o equipamento só funcionará nos limites de bordadura da área a ser fertilizada, pois o sistema depende de uma programação pré-definida cujas coordenadas geográficas são informadas pelo GPS momentaneamente, portanto o controle e aquisição de dados só serão realizados dentro desses limites.

Claims (12)

1. SISTEMA ELETROMECÂNICO DE FERTILIZAÇÃO A TAXA VARIÁVEL GEORREFERÊNCIADA PARA MÁQUINAS AGRÍCOLAS, caracterizado pelo fato de a formulação, dosagem e aplicação de fertilizantes a taxa variável georreferênciada serem efetuadas por um sistema de três dosadores (2) iguais e independentes acionados por motores elétricos (3) controlados por um software de instrumentação virtual.

2. SISTEMA ELETROMECÂNICO DE FERTILIZAÇÃO A TAXA VARIÁVEL GEORREFERÊNCIADA PARA MÁQUINAS AGRÍCOLAS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser fabricado de plástico, fibra, vidro ou aço inox.

3. SISTEMA ELETROMECÂNICO DE FERTILIZAÇÃO A TAXA VARIÁVEL GEORREFERÊNCIADA PARA MÁQUINAS AGRÍCOLAS, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de somente o fuso helicoidal ser de aço carbono.

4. SISTEMA ELETROMECÂNICO DE FERTILIZAÇÃO A TAXA VARIÁVEL GEORREFERÊNCIADA PARA MÁQUINAS AGRÍCOLAS, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato da existência de três tipos de passes de fuso helicoidal são eles: de 3Λ, 1 e 2 Polegadas obtendo assim três vazões diferentes para cada dosador (2).

5. SISTEMA ELETROMECÂNICO DE FERTILIZAÇÃO A TAXA VARIÁVEL GEORREFERÊNCIADA PARA MÁQUINAS AGRÍCOLAS, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de ser propulsionado por motor elétrico (3) de corrente continua, porém se a máquina não for autopropelida deverá ser alimentado pela tensão da máquina de arraste.

6. SISTEMA ELETROMECÂNICO DE FERTILIZAÇÃO A TAXA VARIÁVEL GEORREFERÊNCIADA PARA MÁQUINAS AGRÍCOLAS, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de se fazer a realimentação dos motores elétricos (3) permitindo um controle da vazão automática, conforme a necessidade do mapa no limite de bordadura da área sem a necessidade prévia da intervenção do operador.

7. SISTEMA ELETROMECÂNICO DE FERTILIZAÇÃO A TAXA VARIÁVEL GEORREFERÊNCIADA PARA MÁQUINAS AGRÍCOLAS, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de poder monitorar todas as linhas de plantio, verificando se realmente o fertilizante está sendo aplicado na quantidade desejada.

8. SISTEMA ELETROMECÂNICO DE FERTILIZAÇÃO A TAXA VARIÁVEL GEORREFERÊNCIADA PARA MÁQUINAS AGRÍCOLAS, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de se utilizar para aplicação de micronutrientes cuja quantidade por unidade de área é bem inferior a dos macronutrientes, uma vez que o sistema pode trabalhar com vazões mais baixas.

9. SISTEMA ELETROMECÂNICO DE FERTILIZAÇÃO A TAXA VARIÁVEL GEORREFERÊNCIADA PARA MÁQUINAS AGRÍCOLAS, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de se utilizar para aplicação de fertilizantes no pré plantio em máquinas de aplicação a lanço, basta acoplar ao sistema uma esteira transportadora e um rotor espalhador.

10. SISTEMA ELETROMECÂNICO DE FERTILIZAÇÃO A TAXA VARIÁVEL GEORREFERÊNCIADA PARA MÁQUINAS AGRÍCOLAS, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de se utilizar para aplicação de fertilizantes no pós plantio, para fertilização de cobertura, utilizando um cultivador convencional como estrutura de sustentação e montando um sistema para cada linha a ser cultivada.

11.

SISTEMA ELETROMECÂNICO DE FERTILIZAÇÃO A TAXA VARIÁVEL GEORREFERÊNCIADA PARA MÁQUINAS AGRÍCOLAS, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de se utilizar em máquinas de grande porte que tenham um número superior a 11 linhas de plantio, basta para isso utilizar motores elétricos (3) de 12 Vdc mais robustos com potência e torque mais elevados, utilizando-se três eixos localizados transversalmente na máquina, que serão responsáveis pela rotação dos dosadores (2) helicoidais que farão a formulação, dosagem e aplicação dos fertilizantes granulados.