ES2765100T3 - Sistema y método para generar una producción de plantas de alto rendimiento en cualquier ambiente - Google Patents

Abstract

Un sistema para generar una producción de plantas de alto rendimiento en cualquier ambiente, el sistema que comprende: al menos un contenedor modular (102), el contenedor modular (102) que puede integrarse con una pluralidad de otros contenedores modulares para expandir el sistema horizontal o verticalmente para adaptarse a un espacio; un sistema de cultivo (200) que se aloja dentro de al menos un contenedor modular (102), el sistema de cultivo (200) que comprende: una estación de germinación (202) capaz de alimentar una pluralidad de semillas hasta que las semillas germinen en una pluralidad de plantas (406), una pluralidad de estantes verticales (304) que se disponen en filas, una pluralidad de canales de cultivo (402), los canales de cultivo (402) pueden montarse de forma removible sobre los estantes verticales (304), los canales de cultivo (402) siendo capaces de sostener las plantas para que las plantas (406) crezcan radialmente hacia afuera desde los ejes de los estantes verticales (304), un sistema de iluminación (206) que se acopla al techo (302) de al menos un contenedor modular (102) y que comprende luces LED capaces de proporcionar luz artificial para las plantas (406) que se disponen entre las filas frente a los estantes verticales (304), un sistema de irrigación (1800) capaz de proporcionar una solución nutritiva a las plantas (406) en los canales de cultivo (402), un sistema de climatización (204) capaz de controlar las condiciones ambientales dentro de al menos un contenedor modular (102), un sistema de ventilación capaz de proporcionar a las plantas (406) un flujo de aire en al menos dos direcciones diferentes, que incluye flujo de aire vertical entre dichas filas de estantes verticales (304) y más allá de la pluralidad de canales de cultivo (402); y un sistema demonitoreo (600, 1600) que se acopla al sistema de cultivo (200), el sistema demonitoreo (600, 1600) que comprende: una computadora y un medio de almacenamiento legible por computadora que se acopla a la computadora y que incluye instrucciones legibles por computadora que, cuando se ejecutan por la computadora, hacen que la computadora: monitoree y controle al menos una de las estaciones de germinación (202), sistema de irrigación (1800), sistema de climatización (204), sistema de ventilación y sistema de iluminación (206) para mantener un conjunto de condiciones que prescribe un usuario (608).

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema y método para generar una producción de plantas de alto rendimiento en cualquier ambiente.

Referencia cruzada con Solicitudes Relacionadas

Esta solicitud reivindica prioridad bajo 35 U.S.C. § 119(e) a la solicitud provisional de Estados Unidos con número de serie 61/666,354, presentada el 29 de junio de 2012.

Antecedentes

Campo de la descripción

La presente descripción se refiere a contenedores modulares aislados modificados para la producción de plantas de alto rendimiento en cualquier ambiente.

Descripción de la técnica relacionada

La necesidad de alimentos frescos está creciendo a medida que aumenta la población y los cambios en el clima afectan las temporadas de cultivo. El modelo actual de suministro de alimentos es insostenible desde el punto de vista económico y medioambiental debido a los métodos tradicionales de cultivo y envío. Las operaciones generalmente se ubican en áreas agrícolas, que aún requieren transporte para distribuir sus producciones. Estos tipos de operaciones requieren grandes costos anticipados y dependen de una mayor superficie de cultivo, y tienen altos costos operativos desde la semilla hasta la venta. Por ejemplo, enviar alimentos frescos un promedio de 1500 millas es extremadamente complicado y agrega un gasto importante a la cadena de suministro de un cliente.

La agricultura urbana/local no es la solución, ya que tiene el problema de la viabilidad comercial. Primero, hay un espacio de cultivo limitado para satisfacer una alta demanda. Segundo, los altos costos iniciales de los invernaderos y los invernaderos de azoteas hacen que la producción de productos locales sea imposible para la mayoría de los negocios. Por ejemplo, las estructuras deben evaluarse por ingenieros estructurales y, a menudo, requieren un refuerzo adicional para soportar el peso. Los costos operativos de la agricultura comercial también requieren costos de mano de obra e infraestructura adicionales. En tercer lugar, en los huertos urbanos se deben inspeccionar y abordar el suelo contaminado, que es además costoso y requiere mucho tiempo. Las operaciones fuera de sitio requieren mano de obra y suministros adicionales para alcanzar el mismo volumen, y el reempaque y envío es un costo operativo que se agrega.

Del documento WO 2005/079557 A se conoce un contenedor modular para generar producción de plantas en cualquier ambiente.

Del documento GB 2431 328 A se conoce un sistema hidropónico que comprende una pluralidad de estantes verticales.

Del documento KR 10-2204-0012249 A se conoce un sistema de monitoreo basado en computadoras para plantas.

Los sistemas hidropónicos tampoco son la solución general, ya que la mayoría de los sistemas se destinan a instalarse en entornos agrícolas, no son fáciles de transportar y requieren años de educación y capacitación.

Resumen

Se proporciona un sistema y método para generar una producción de plantas de alto rendimiento en cualquier ambiente. El sistema incluye al menos un contenedor modular, un sistema de cultivo alojado dentro del contenedor y un sistema de monitoreo. El sistema de cultivo incluye una estación de germinación para alimentar las semillas hasta que germinen en plantas, una pluralidad de estantes verticales para sostener las plantas para que crezcan radialmente hacia afuera desde los ejes de los estantes verticales, un sistema de iluminación para proporcionar luz artificial a las plantas, un sistema de irrigación para proporcionar nutrientes a las plantas, un sistema de climatización para controlar las condiciones ambientales dentro del contenedor y un sistema de ventilación para proporcionar flujo de aire a las plantas en al menos dos direcciones. El sistema de monitoreo se acopla al sistema de cultivo, y monitorea y controla al menos uno de los componentes del sistema de cultivo. El sistema de monitoreo también permite al usuario controlar al menos uno de los componentes del sistema de cultivo.

Además, el sistema de la presente descripción se configura para incluir una interfaz inalámbrica que permite a un usuario monitorear y controlar de forma remota cualquiera de los componentes en el sistema o contenedor de cultivo.

Aún más, el sistema de la presente descripción se configura para incluir barras de luz horizontales que se montan en al menos un cable desde el techo del contenedor.

El sistema de la presente descripción se configura para incluir un primer conjunto de tuberías que suministra la solución nutritiva desde un depósito de nutrientes a una sección de estantes verticales, un segundo conjunto de tuberías que suministra la solución nutritiva desde la sección a cada estante vertical en la sección, emisores de goteo que se acoplan al extremo del segundo conjunto de tuberías para controlar el flujo de la solución de nutrientes en cada estante, y una pluralidad de canaletas de retorno para recolectar cualquier solución de nutrientes que no se usa y devolverla al depósito de nutrientes.

Aún más, el sistema de la presente descripción incluye una pluralidad de ventiladores, una pluralidad de ventiladores intermitentes y una pluralidad de respiraderos para crear flujo de aire en al menos dos direcciones diferentes para crear patrones de flujo de aire aleatorios para las plantas.

El sistema de la presente descripción también permite que el sistema de monitoreo cambie en tiempo real al menos una condición de un conjunto de condiciones que controlan la estación de germinación, el sistema de irrigación, el sistema de climatización, el sistema de ventilación y el sistema de iluminación. Otras modalidades son como se describen en las reivindicaciones.

Breve descripción de los dibujos

La presente descripción se describirá adicionalmente por medio de ejemplos y con referencia a las siguientes figuras, en las que:

La Figura 1 muestra una vista en perspectiva del exterior de un contenedor ilustrativo de acuerdo con la presente descripción.

La Figura 2 muestra una vista en perspectiva del sistema de cultivo ilustrativo dentro del contenedor que se muestra en la figura 1.

La Figura 3 muestra otra vista en perspectiva del sistema de cultivo ilustrativo dentro del contenedor que se muestra en la Figura 1.

La Figura 4 muestra una vista en elevación frontal de los estantes ilustrativos que se muestran en la Figura 3.

La Figura 5 muestra una vista en perspectiva del sistema de ventilación ilustrativo en el contenedor.

La Figura 6 muestra un diagrama del sistema ilustrativo del sistema de monitoreo.

La Figura 7 muestra una vista en elevación frontal del sistema de monitoreo ilustrativo.

La Figura 8 muestra datos ilustrativos que pueden almacenarse en el sistema de control en una modalidad.

La Figura 9 muestra un diagrama de flujo ilustrativo del proceso para cultivar plantas en una modalidad.

La Figura 10 muestra una vista en perspectiva de la estación de germinación ilustrativa.

La Figura 11 muestra una vista en elevación frontal del sistema de cultivo ilustrativo que se muestra en la Figura 2.

La Figura 12 muestra una vista en perspectiva del sistema de irrigación ilustrativo.

La Figura 13 muestra una vista en perspectiva del sistema de ventilación ilustrativo que se muestra en la Figura 5. La Figura 14 muestra una vista de nivel superior de otra modalidad del sistema de iluminación ilustrativo. La Figura 15 muestra una vista en elevación frontal del sistema de iluminación ilustrativo de la Figura 14. Las Figuras 16A-16B muestran ejemplos de datos que pueden monitorearse y controlarse remotamente a través del sistema de monitoreo ilustrativo, todo de acuerdo con las modalidades de la presente descripción.

Las Figuras 17A-17F muestran ejemplos de datos adicionales que pueden monitorearse y controlarse remotamente a través del sistema de monitoreo ilustrativo, todo de acuerdo con las modalidades de la presente descripción.

La Figura 18 muestra una vista esquemática del sistema de irrigación ilustrativo de acuerdo con una modalidad de la presente descripción.

La Figura 19 ilustra una vista en perspectiva de otra modalidad del sistema de ventilación ilustrativo.

Descripción

La presente descripción se dirige a un sistema y método para modificar un contenedor modular para la producción de plantas de alto rendimiento en cualquier ambiente. En una modalidad, un sistema hidropónico puede expandirse para adaptarse a cualquier espacio, y posteriormente iniciarse y operarse por un individuo con un entrenamiento mínimo. Otra modalidad permite al usuario monitorear y modificar el ambiente y las condiciones de alimentación para proporcionar condiciones de crecimiento óptimas para el tipo específico de planta que se cultiva.

La Figura 1 muestra una vista en perspectiva del exterior del contenedor ilustrativo 102 de acuerdo con algunas modalidades de la presente descripción. En otra modalidad, el contenedor 102 también puede incluir un sistema de recuperación de agua (no se muestra). El contenedor 102 puede ser un contenedor de envío reciclado con una espuma aislante de grado alimenticio intermodal perecedera de grado estándar transnacional intercalada entre las paredes de acero del contenedor 102. El contenedor 102 también se sella para crear un marco modular sólido para la expansión, así como también un ambiente de cultivo controlado para las plantas.

En algunas modalidades, el contenedor 102 puede modificarse para incluir un panel solar 104 para aprovechar la energía solar y almacenarla en un convertidor o baterías para su uso posterior. Un experto en la técnica reconocería que otras soluciones energéticamente eficientes, tales como la pintura aislante o la siembra de productos adicionales en la parte superior y alrededor del contenedor 102, también pueden incorporarse en el contenedor 102 para hacerlo aún más eficiente energéticamente. También podrían agregarse otras tecnologías de energía renovable, tales como formas de energía solar y eólica, para aumentar la funcionalidad. Todos estos componentes pueden reubicarse dentro de la unidad, fuera de la unidad, encima de la unidad o al lado de la unidad, para aumentar el espacio, la eficiencia y/o la facilidad de acceso.

Las Figuras 2-3 muestran vistas en perspectiva de un sistema de cultivo dentro del contenedor de la Figura 1 de acuerdo con algunas modalidades de la descripción. En algunas modalidades, el sistema de cultivo 200 puede incluir la estación de germinación 202, el sistema de climatización 204, el sistema de iluminación LED 206, los estantes verticales 304 y un sistema de irrigación 1800. La estación de germinación 202 incluye la sección de preparación 210 y la sección de nutrientes 212. Con referencia a la Figura 10, la estación de germinación 202 se muestra con más detalle. La sección de preparación 210 se configura para sostener las bandejas 1002 mientras se cargan con un medio 1008 que es óptimo para la germinación de semillas, tales como los cubos de lana de roca. En otras modalidades de la descripción, el medio 1008 incluye una sustancia orgánica tal como turba, corteza de pino, aserrín y cáscaras de arroz. En otras modalidades más de la descripción, el medio 1008 incluye una sustancia a base de petróleo tal como espumas poliméricas o cuentas de plástico. En otras modalidades, el medio 1008 incluye sustancias inorgánicas que se basan en minerales, tales como arena, grava y perlita. Un experto en la técnica reconocerá que casi cualquier material que soporte un sistema de raíces, que no sea tierra, puede considerarse un material adecuado para el medio 1008.

Una vez que las semillas se han colocado en el medio 1008, se coloca la bandeja 1002 en la sección de nutrientes 212 hasta que las semillas hayan germinado. La Figura 10 muestra las bandejas 1004 y 1006 colocadas en la sección de nutrientes 212. La bandeja 1004 incluye semillas que han germinado en plantas, mientras que la bandeja 1006 incluye semillas que acaban de colocarse en el medio 1008 y aún no han germinado. La sección de nutrientes 212 proporciona un ambiente óptimo para la germinación de semillas al proporcionar luz y agua/nutrientes a través de los tubos de irrigación 1010. En algunas modalidades, la estación de germinación 202 utiliza el mismo tipo de sistema de irrigación y sistema de iluminación que se describirá más adelante para las plantas sostenidas en estantes verticales 304.

La Figura 4 muestra una vista en elevación frontal de los estantes ilustrativos que se muestran en la Figura 3. Los estantes verticales 304 pueden incluir el canal de cultivo 402, el medio de cultivo 404 y las plantas 406. Cuando las semillas han germinado en las plantas 406, se sacan de la sección de nutrientes 212, se colocan en el canal de cultivo 402 y se empaquetan con el medio de cultivo 404. En algunas modalidades, el medio de cultivo 404 es medio ZIPGROW™ (Bright Agrotech LLC, Laramie, Wyoming), que es una malla/esponja sintética reutilizable que se desliza en el canal de cultivo 402 como dos mitades que se unen a medida que se introducen en el canal de cultivo 402. El medio de cultivo 404 se configura para sostener el sistema de raíces de las plantas en su lugar.

Los estantes verticales 304 pueden colocarse en cualquier configuración dentro del contenedor 102 y se configuran para sostener los canales de cultivo 402 en su lugar. El canal de cultivo 402 se monta de forma removible en el estante vertical 304 para que el canal de cultivo 402 pueda retirarse, replantarse, cosecharse y, de otro modo, trabajarse fácilmente sin atornillar/desenroscar, enganchar/desenganchar o cambiar cualquier parte. En algunas modalidades, los canales de cultivo 402 pueden ser canales de cultivo ZIPGROW™ (Bright Agrotech LLC, Laramie, Wyoming), que utilizan canales verticales de PVC hidropónico/acuapónico. Sin embargo, un experto en la técnica reconocería que podrían usarse otros canales de cultivo. Cada canal de cultivo 402 incluye una parte exterior y una parte interior. La parte exterior puede colgar del techo 302 del contenedor 102, por ejemplo, usando un sujetador. La parte interior se cuelga del techo 302 del contenedor 102 de manera similar, y puede montarse en un soporte en forma de L que se acopla al techo 302. La parte inferior de los canales interior y exterior se encuentra en un canal de retorno (no se muestra) que se monta en el piso del contenedor 102. En una configuración ejemplar, los canales de cultivo 402 se cuelgan verticalmente en estantes 304, uno al lado del otro, en cuatro filas. En esta configuración ejemplar, dos filas están en el lado izquierdo y dos filas están en el lado derecho, con los canales de cultivo de plantas abiertos mirando uno hacia el otro donde se ubica el sistema de iluminación LED 206. La configuración vertical de los estantes 304 es importante ya que ahorra más espacio que los estantes horizontales. Por ejemplo, en algunas modalidades de la descripción, pueden colocarse de 12 a 20 plantas en un estante vertical que se extiende desde el piso hasta el techo, y estas plantas solo necesitarían cinco luces y un solo tubo de irrigación. Además, la configuración vertical de los estantes 304 elimina el agua estancada y mantiene un caudal alto para impedir la mayoría de los problemas que actualmente se asocian con la hidroponía comercial, tales como el crecimiento de algas, el crecimiento de bacterias y la obstrucción de la irrigación.

La configuración combinada de los estantes 304 y las plantas 404 también es importante. En modalidades de la descripción, las plantas 404 se colocan en estantes verticales 304 para que las plantas 404 crezcan radialmente hacia afuera desde los ejes de los estantes 304. Esta configuración ofrece varias ventajas sobre el modelo tradicional de cultivo en bandejas o repisas donde las plantas simplemente se colocan dentro de una bandeja horizontal o en una repisa horizontal. Por ejemplo, la configuración tradicional de bandeja/repisa causa grandes áreas de agua estancada que no se controla. Esto no solo no es ideal, sino que también permite una evaporación masiva y requiere equipos adicionales para controlar la humedad. La configuración tradicional de bandeja/repisa también utiliza normalmente un caudal bajo. Sin embargo, un caudal bajo alienta el crecimiento de algas/bacterias y también requiere el uso de equipos adicionales con el fin de airear la solución para aumentar su contenido de oxígeno. Un nivel bajo de contenido de oxígeno obstaculizaría de otro modo el crecimiento de la planta. Por el contrario, la configuración descrita en las modalidades de la descripción permite un único punto de agua estancada (depósito de nutrientes 1802) que se controla, filtra y esteriliza. Al minimizar el agua expuesta, la configuración puede eliminar la evaporación y la necesidad de grandes equipos de control de humedad. La configuración permite un alto caudal de solución, lo que minimiza el crecimiento de algas o bacterias y crea un alto nivel de oxígeno para un mayor crecimiento de la planta.

Además, en el sistema tradicional de bandeja/repisa, el sistema de raíces se expone constantemente al flujo de agua, lo que puede causar que las raíces se pudran y al mismo tiempo evitar el flujo de aire a través de la estructura de la raíz. El sistema tradicional de bandeja/repisa también tiene un espacio limitado y no es flexible para acomodar diferentes tamaños de plantas, por lo que las plantas más pequeñas no necesariamente utilizan todo el espacio que se asigna a ellas o podrían ser desplazadas por plantas más grandes. Por el contrario, la configuración en las modalidades de la descripción donde las plantas crecen radialmente hacia afuera desde estantes verticales obliga a las plantas a combatir múltiples estímulos (por ejemplo, aire, gravedad, luz) para crear tallos compactos y fuertes con una estructura de raíz robusta y compacta. Además, el espaciamiento flexible de la planta permite un número máximo de plantas por estante, sin importar cuán grande o pequeña sea la planta.

El sistema de iluminación LED 206 se configura para proporcionar luz artificial de forma controlada para el crecimiento de las plantas. En algunas modalidades, el sistema de iluminación LED 206 puede utilizar luces de cultivo de barras de luz LED PHILIPS (Amsterdam, Países Bajos) de Deep Red/Blue 150 110 V de cinco pies de largo. En una configuración, las barras de luz se montan horizontalmente en una configuración consecutiva en dos filas, una a cada lado entre las filas de canales de cultivo 402 que se enfrentan entre sí, como se muestra en la Figura 3. En algunas modalidades, cada sección de las barras de luz LED puede montarse con cuatro conjuntos consecutivos verticalmente y colgarse de cables 208. Cada sección de cable 208 puede montarse entonces en el motor giratorio 208 en el techo 302 para tirar del sistema de iluminación LED 206 hacia arriba y fuera del camino (como una persiana de ventana) para acceder a los canales de cultivo 402 para retirarlos y trabajar. El sistema de iluminación LED 206 se configura además para controlarse por separado, para que la iluminación en cada sección de la estación de cultivo pueda encenderse o apagarse, atenuarse, o subirse o bajarse. La Figura 11 muestra una vista en elevación frontal del sistema de cultivo ilustrativo que se muestra en la Figura 2. Específicamente, la Figura 11 muestra los ejemplos de conjuntos consecutivos del sistema de iluminación LED 206, colgados de cables 208, entre secciones de estantes verticales 304. La configuración del sistema de iluminación LED 206 maximiza la eficiencia del espacio mediante el uso de menos equipos mientras que maximiza la exposición de las plantas a las luces en la longitud de onda y el espectro correctos. Al maximizar la eficiencia del espacio, el sistema de cultivo 200 puede lograr plantas de alto rendimiento mientras mantiene costos relativamente bajos y un tamaño que aún puede caber en un contenedor de envío modular. La Figura 11 también muestra plantas 406 que crecen radialmente hacia afuera desde los canales de cultivo (no se muestran), que sostienen los estantes 304.

En otras modalidades de la descripción, y como se muestra en las Figuras 14-15, el sistema de iluminación LED 206 puede utilizar el sistema de cortina de luz 1400 que comprende las tiras Interlighting 1402 PHILIPS (Amsterdam, Países Bajos) de ocho pies de largo. Las tiras 1402 comprenden preferiblemente diodos LED dentro de un recubrimiento impermeable. En una modalidad de la descripción, la caja de conversión 1404 se acopla al techo 302 del contenedor 102, y las tiras 1402 se acoplan a la caja de conversión 1404 para que cuelguen hacia el suelo del contenedor 102. Las tiras 1402 pueden unirse, o pueden colgarse con un espacio predeterminado entre ellas para dispersar la luz a través de las plantas 406. Existen múltiples ventajas al usar la configuración del sistema de cortina de luz 1400 que no puede utilizarse en otros sistemas de iluminación. Por ejemplo, el sistema de cortina de luz 1400 puede usarse en múltiples orientaciones y puede modificarse fácilmente para diferentes etapas en el crecimiento de las plantas y/o para diferentes tipos de plantas que crecen en un espacio particular. Esta flexibilidad permite un trabajo y un espacio de cultivo más eficientes, y aumenta la variedad de productos que pueden cultivarse. Por ejemplo, dicha configuración elimina la necesidad de cables, poleas o infraestructura de peso que de otro modo sería necesaria para un sistema de iluminación. En algunas modalidades de la descripción, cada tira 1402 cuelga libremente, puede empujarse hacia un lado como una cortina de cuentas, y puede retirarse y/o reemplazarse fácilmente con un simple cierre giratorio hermético para que no se necesite un electricista. En algunas modalidades de la descripción, las tiras 1402 pueden actualizarse/reemplazarse/cambiarse con nuevas tiras con mejores diodos o diodos que permitan diferentes espectros de luz según el producto que se cultiva. Otra ventaja del sistema de cortina de luz 1400 es que la caja de conversión 1404 permite la conversión central de energía de CA a CC. Hay pérdida eléctrica cada vez que la corriente se convierte de CA a CC, por lo que un solo punto de conversión aumenta la eficiencia del sistema. Además, un único punto de conversión en la caja de conversión 1404 puede permitir un mayor control de cada sección para que las luces puedan subirse o bajarse para acomodar la etapa o el tipo de crecimiento de las plantas en una sección particular.

En algunas modalidades, el sistema de irrigación 1800 se usa para suministrar una solución nutritiva/agua a las plantas. La Figura 12 muestra una vista en perspectiva y la Figura 18 muestra una vista esquemática del sistema de irrigación ilustrativo 1800. El sistema de irrigación 1800 puede incluir el depósito de nutrientes 1802, el dosificador de nutrientes (no se muestra), el primer conjunto de tuberías 1202, el segundo conjunto de tuberías 1204, una bomba (no se muestra), los emisores de goteo (no se muestran) y las canaletas de retorno 1804. En algunas modalidades, el depósito de nutrientes 1802 puede ser un tanque de 330 galones con un filtro de ósmosis inversa. El depósito de nutrientes 1802 puede acoplarse a un dosificador de nutrientes (no se muestra), que controla el flujo de nutrientes al depósito de nutrientes 1802 para mantener niveles de nutrientes específicos prescritos por el usuario.

El dosificador de nutrientes (no se muestra) se puede programar para proporcionar diferentes niveles y tipos de nutrientes dependiendo del tipo de planta que se cultiva para un crecimiento óptimo. El dosificador de nutrientes (no se muestra) puede controlar todo tipo de nutrientes, tales como, por ejemplo, fosfatos, nitratos, minerales traza. El dosificador de nutrientes (no se muestra) también puede configurarse para controlar y mantener las características de la solución nutritiva/agua, tales como el pH y la acidez, según los niveles prescritos por el usuario. En algunas modalidades de la descripción, el dosificador de nutrientes (no se muestra) se configura para usar una solución nutritiva simple de una parte, mientras brinda a los usuarios más avanzados la opción de experimentar con aditivos y minerales traza según las características de crecimiento de planta que se desee y el gusto.

El sistema de irrigación 1800 también puede incluir un primer conjunto y un segundo conjunto de tuberías 1202 y 1204 para el suministro de solución nutritiva/agua a los canales de cultivo 402 en los estantes 304. El primer conjunto de tuberías 1202 puede ser un tubo de media pulgada que se acopla al techo 302 del contenedor 102, y puede transportar solución nutritiva/agua desde el depósito de nutrientes 1802 a cada sección de los canales de cultivo 402. El segundo conjunto de tuberías 1204 puede ser un tubo de un cuarto de pulgada que transporta una solución nutritiva/agua desde cada sección de los canales de cultivo 402 a cada canal de cultivo individual 402 en el estante 304. Los tamaños de las tuberías son solo ejemplares y pueden modificarse y ajustarse por un experto en la técnica. Además, un experto en la técnica reconocería que también podría usarse un conjunto de tuberías, o más de dos conjuntos de tuberías. Puede utilizarse una bomba (no se muestra) en el punto de origen en el depósito de nutrientes 1802 para regular el caudal de agua/nutrientes a través del primer conjunto de tuberías 1202. Los emisores de goteo (no se muestran) también pueden fijarse a los extremos del segundo conjunto de tuberías 1204 para controlar el flujo de agua/nutrientes en el punto de liberación en cada canal de cultivo 402.

En algunas modalidades, los canales de retorno 1804 se utilizan para atrapar solución nutritiva/agua que fluye a través del canal de cultivo 402 y no se usa, y la devuelve al depósito de nutrientes 1802. Las canaletas de retorno 1804 pueden acoplarse al piso del contenedor 102 y pueden colocarse debajo y/o integrarse con la sección de terminación del canal de cultivo 402. En algunas modalidades, la solución nutritiva/el agua que no se usa y se recolecta fluye hacia abajo a través de las canaletas de retorno 1804 y regresa al depósito de nutrientes 1802. Alternativamente, un punto de recolección/tanque de retorno puede acumular la solución nutritiva que no se usa y utilizar una bomba para transportar la solución de regreso al depósito.

Para controlar el ambiente interno del contenedor 102, el sistema hidropónico puede incluir el sistema de climatización 204 (Figura 2) que puede medir y controlar la humedad, los niveles de dióxido de carbono, la temperatura y otros factores ambientales relacionados.

En algunas modalidades, el sistema hidropónico también puede incluir un sistema de ventilación que tiene un ventilador principal y una pluralidad de ventiladores intermitentes. Las Figuras 5 y 13 muestran vistas en perspectiva de un sistema de ventilación de acuerdo con algunas modalidades de la presente descripción. El sistema de ventilación puede incluir ventiladores principales 502, ventiladores intermitentes 1302 y respiraderos 504. El aire externo se absorbe por los ventiladores principales 502 en un extremo del contenedor 102, se empuja a través del contenedor 102 a través de ventiladores intermitentes 1302, y luego se expulsa del contenedor 102 en el extremo opuesto. Se prefiere que el aire de entrada pase a través de varios filtros de carbón de aire particulado de alta eficiencia (HEPA) en los ventiladores principales 502 y se prefiere que el aire de escape pase a través de filtros de carbón de micro pantalla. En algunas modalidades, el sistema de ventilación utiliza respiraderos adicionales 504 que se acoplan al techo 302 del contenedor 102 para crear un sistema de flujo de aire dual. Se probaron las soluciones actuales de invernadero, tales como los ventiladores directos, los ventiladores indirectos y los sistemas de ventilación/escape masivo, pero todos fueron inferiores al sistema de flujo de aire dual en la presente descripción. El sistema de flujo de aire dual se genera a partir del flujo de aire vertical desde los respiraderos 504 y del flujo de aire horizontal desde los ventiladores principales 502 y los ventiladores intermitentes 1302. En otras modalidades de la descripción, se colocan ventiladores y/o respiraderos adicionales en o sobre el piso del contenedor 102 para soplar aire verticalmente desde el suelo entre filas de estantes 304. Se prefiere proporcionar flujo de aire en más de una dirección para crear además las condiciones reales que las plantas encontrarían al aire libre. Además, los patrones de flujo de aire caóticos y aleatorios que se generan estimulan a las plantas y las obligan a desarrollar tallos y hojas más fuertes y densos. El sistema de flujo de aire dual no es posible con los sistemas de estantes horizontales tradicionales porque los estantes bloquearían el flujo vertical de aire y cada estante necesitaría su propia fuente de flujo de aire/ventilador. En contraste, en las modalidades de la descripción, la configuración vertical de los estantes junto con el flujo vertical de aire que se agrega permite el flujo de aire a través de los tallos de las plantas y mantiene un flujo constante a través de la vegetación densa. Además, el flujo de aire vertical que se agrega, además del flujo de aire horizontal existente, enfría directamente la iluminación mientras que proporciona un nivel ideal de estrés a las plantas, creando paredes celulares más fuertes en las plantas. Las paredes celulares más fuertes permiten una estructura de raíz más fuerte, que puede soportar el crecimiento de plantas más grandes.

En otra modalidad de la descripción que se muestra en la Figura 19, el sistema de ventilación también puede incluir el tubo 1902, que se extiende a lo largo del piso del contenedor 102 en cualquier dirección. En una modalidad de la descripción, el tubo 1902 se coloca entre, y es paralelo a, las canaletas 1804. El tubo 1902 incluye el extremo 1904, que se configura para recibir una unidad de ventilador (no se muestra), así como también perforaciones (no se muestran) a lo largo del tubo 1902. Cuando se enciende la unidad del ventilador (no se muestra), el aire circula a lo largo del tubo 1902 y se libera hacia arriba a través de las perforaciones (no se muestran) a lo largo del tubo 1902 como una fuente de aire vertical alternativa o adicional. Un experto en la técnica reconocería que el aire puede fluir verticalmente desde el techo hasta el piso, o desde el piso hasta el techo, del contenedor 102. Un experto en la técnica también reconocería que el flujo de aire en las direcciones horizontal y vertical es solo un ejemplo y la modalidad no se limita a solo dos direcciones, ni se limita a esas dos direcciones particulares.

En algunas modalidades, los componentes en el contenedor 102 pueden acoplarse al sistema de monitoreo 600. La Figura 6 muestra un diagrama del sistema ilustrativo del sistema de monitoreo 600 y la Figura 7 muestra una vista en elevación frontal del sistema de monitoreo 600. El sistema de monitoreo 600 puede incluir el centro de control 602, la interfaz de CPU 604 y la interfaz inalámbrica 606 para permitir que el usuario 608 acceda al sistema de forma remota. El centro de control 602 supervisa y controla preferiblemente todos los componentes según las especificaciones que establece el usuario 608. Por ejemplo, el centro de control 602 puede monitorear el sistema de climatización 204 y cambiar la humedad, los niveles de dióxido de carbono, la temperatura y otros factores para permanecer dentro de las mediciones que especifica el usuario. En otro ejemplo, el centro de control 602 se acopla al sistema de iluminación LED 206 para controlar la iluminación según diferentes factores, tales como la hora del día. En otro ejemplo más, el centro de control 602 se acopla al sistema de irrigación 1800 para asegurar que la concentración adecuada de nutrientes para un producto específico se mantenga en el depósito de nutrientes 1802. El centro de control 602 también puede monitorear y controlar la cantidad de solución que se gotea en secciones específicas de los canales de cultivo 402, o los mismos canales de cultivo específicos 402. En otro ejemplo más, el centro de control 602 puede acoplarse al sistema de ventilación para garantizar que se mantenga el flujo de aire adecuado para diferentes secciones de plantas. Los anteriores son solo ejemplos ilustrativos de componentes que pueden monitorearse y controlarse para asegurar mantener las condiciones óptimas de cultivo que especifica el usuario.

La interfaz de CPU 604 permite al usuario 608 tener acceso directo al centro de control 602, y la interfaz inalámbrica 606 permite al usuario 608 tener acceso remoto al centro de control 602. Cualquiera de las conexiones permite al usuario 608 modificar cualquiera de los nivel preestablecidos, anular niveles preestablecidos o simplemente monitorear la actividad en el contenedor 102. La interfaz inalámbrica 606 permite que el centro de control 602 proporcione alertas remotas al usuario 608, dando al usuario 608 la capacidad de cambiar o anular cualquier característica preestablecida. Con referencia a la Figura 8, se muestra un ejemplo de los datos 800 disponibles para el usuario 608. Por ejemplo, los datos disponibles 800 incluyen datos de resumen 802 y datos de protocolo de entrada 804. Los datos de resumen 802 pueden proporcionar al usuario 608 datos sobre las condiciones ambientales y el crecimiento de la planta. Los datos de protocolo de entrada 804 son más flexibles y permite al usuario 608 ingresar datos para cambiar las condiciones ambientales o el rendimiento de los componentes.

Las Figuras 16-17 muestran ejemplos de los tipos de datos que pueden monitorearse y controlarse de manera remota a través del sistema de monitoreo 600. Por ejemplo, la Figura 16A ilustra diferentes características del ciclo de ventilación 1601 que pueden establecerse y modificarse de forma remota con respecto a los respiraderos en una modalidad de la descripción. La Figura 16B muestra ejemplos de diferentes sistemas que pueden monitorearse y controlarse remotamente. Como se muestra en la Figura 16B, cuando se selecciona un sistema, se exhibe un conjunto ejemplar de iconos 1602, 1604, 1606, pertenecientes al sistema seleccionado. Por ejemplo, si se selecciona el sistema de bomba de tanque, una modalidad del sistema de monitoreo 1600 podría exhibir el icono de relación 1602, el icono de ciclo 1604 y el icono de alarma 1606. El icono de relación 1602 describe la relación que se ha establecido para determinar qué condiciones deben ocurrir para que se active una acción correspondiente. El icono de ciclo 1604 permite al usuario especificar el número o la frecuencia de los ciclos para ejecutar un sistema en particular. El icono de alarma 1606 permite al usuario especificar los escenarios para los cuales el sistema de monitoreo 600 debe alertar al usuario sobre un sistema en particular. Las Figuras 17A-F ilustran capturas de pantalla de otros tipos diferentes de monitoreo remoto que puede utilizar el usuario. La Figura 17A muestra una captura de pantalla de datos ejemplares de aire y agua que pueden informarse al usuario. Dichos datos pueden incluirtemperatura del aire 1702, flujo de aire 1704, niveles de dióxido de carbono 1706, temperatura del agua 1708, nivel de pH 1710 y conductividad de nutrientes 1712. 17B muestra una transmisión de video en vivo 1714 de plantas de albahaca dulce. El sistema de monitoreo 600 también puede proporcionar transmisiones de videos de otras zonas de productos que se cultivan en el contenedor 102 para permitir que un usuario monitoree diferentes zonas de diferentes productos o diferentes zonas del mismo producto. La Figura 17C muestra un ejemplo de la función de alarma 1716 en el sistema de monitoreo 600. En este ejemplo, el usuario ha configurado la función de alarma 1716 para notificar al usuario cuando la temperatura del aire ha excedido los 82 grados F o ha caído por debajo de los 64 grados F. La Figura 17D ilustra los sistemas adicionales 1718 que pueden monitorearse y controlarse de forma remota, la Figura 17E muestra los sistemas 1720 que pueden monitorearse por ciclos, y 17F muestra un ejemplo de los controles 1722 para configurar ciclos para un sistema particular.

En otra modalidad, la conexión inalámbrica en la interfaz inalámbrica 606 permite que una parte adicional, tal como como el experto en cosechas fuera del sitio o un experto en hidroponía 610, se comunique con el usuario 608 y revise todos los datos y condiciones que se disponen para el usuario 608.

Un experto en la técnica reconocería que el sistema de monitoreo puede monitorear, controlar y cambiar cualquier componente adicional que afecte el ambiente o las condiciones de alimentación. Para mantener las condiciones o proporcionar alertas, el centro de control 602 puede incluir algoritmos relacionados con las condiciones ambientales que prescribe el usuario. En una modalidad, el centro de control 602 utiliza una serie de relaciones si-entonces para mantener condiciones óptimas. Por ejemplo, si la humedad dentro del contenedor 102 cae por debajo de un límite establecido, por ejemplo, 60 %, entonces el centro de control 602 activa el humidificador hasta que el nivel de humedad se estabilice. En otro ejemplo, si la temperatura dentro del contenedor 102 sube por encima de un límite establecido, por ejemplo, 85 grados F o cae por debajo de un límite establecido, por ejemplo, 66 grados F, entonces el centro de control 602 activa el sistema de climatización 204 hasta que la temperatura se estabilice. El sistema de monitoreo 600 también puede configurarse para capturar registros visuales del crecimiento de la planta y registrar e informar todos los puntos de datos para las condiciones que controla el sistema de monitoreo. El sistema también puede configurarse para emitir alertas según las relaciones si-entonces que se describen anteriormente para alertar al usuario de fallas del sistema, cambios en las condiciones u otras variaciones de los niveles que prescribe el usuario. Todas estas variables pueden cambiarse según el producto deseado y las condiciones ambientales y de alimentación óptimas para ese producto.

En una modalidad, el ensamblaje de la unidad hidropónica comienza con la obtención de un contenedor de envío aislado nuevo o de uso 102 que implementa respiraderos en cada puerta y preferiblemente tiene respiraderos en cada pared. En un ejemplo, hay un promedio de un respiradero por cada diez pies. Un panel eléctrico, tal como un panel de 200 amperios y 240 voltios, puede acoplarse a una de las paredes del contenedor 102 para la energía. Una unidad de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) u otra unidad de climatización 204 y el ventilador principal 502 también pueden acoplarse a una de las paredes del contenedor 102. Los ventiladores intermitentes 1302 pueden instalarse cada diez a veinte pies para permitir la circulación de aire adecuada.

Los estantes 304 para el sistema de cultivo pueden instalarse entonces dentro del contenedor 102, seguidos por los canales de cultivo 402. Los canales de cultivo 402 y los estantes 304 pueden configurarse verticalmente para aumentar el rendimiento de la planta y mejorar la usabilidad. Sin embargo, los canales de cultivo 402 y los estantes 402 pueden moverse, cambiarse y/o volver a configurarse para aumentar la eficiencia del espacio interior. Una vez que estos sistemas se ensamblan, se conectan a los depósitos de nutrientes 1802, los dosificadores (no se muestran) y otros componentes del sistema de irrigación. El sistema de iluminación LED 206 se establece a una distancia adecuada del sistema de cultivo para permitir condiciones óptimas para la producción de plantas. El sistema de climatización 204 y el sistema de monitoreo 600 pueden instalarse dentro del contenedor 102 para asegurar que todos los componentes necesarios estén controlándose y monitoreándose. Las cámaras también pueden instalarse y conectarse a la CPU para garantizar que pueda proporcionarse una transmisión en vivo o imágenes de cámara rápida a un usuario remoto.

La Figura 9 muestra un diagrama de flujo ilustrativo del proceso 900 para cultivar plantas en una modalidad de la invención. En la etapa 902, las semillas se colocan en el medio de germinación 1008 y se les proporcionan nutrientes durante un período de tiempo específico hasta que hayan germinado en las plantas. En la etapa 904, las plantas se retiran del medio de germinación 1008. En las etapas 906-908, las plantas se empaquetan en el medio de cultivo 404 y se colocan en los canales de cultivo 402. En la etapa 910, los canales de cultivo 402 se acoplan en estantes verticales 304 para que las plantas crezcan radialmente hacia afuera desde los ejes de los estantes verticales 304. En la etapa 912, el usuario programa el centro de control 602 con condiciones ambientales específicas para monitorearse y mantenerse. En las etapas 914-920, el centro de control 602 maneja factores ambientales ejemplares, tales como temperatura, humedad, iluminación, nutrientes/agua y flujo de aire para que todos estén dentro de los niveles que prescribe el usuario. Una vez que las plantas han pasado un período de tiempo específico en los estantes 304 o han crecido hasta un tamaño específico, entonces se retiran de los estantes 304 y los canales de cultivo 402 en la etapa 922.

El sistema hidropónico puede configurarse para producir todas las plantas que no sean productos que se cultivan por sus raíces comestibles, es decir, tubérculos. Por ejemplo, el sistema hidropónico puede producir: todo tipo de lechuga; todo tipo de hierbas tales como albahaca, orégano, menta, perejil, romero, tomillo y cebollino: todo tipo de verduras de hoja verde tales como la col rizada, acelgas, espinacas y rúcula; todos los productos de vid tales como fresas, tomates y pimientos; pepinos y champiñones. Un experto en la técnica reconocerá que estos son solo ejemplos de productos no radiculares, y que la descripción no se limita a estos cultivos ejemplares solamente. El sistema hidropónico también puede configurarse para utilizar tanques de peces para criar diferentes formas de mariscos, tales como peces, camarones y langostas.

El sistema descrito puede proporcionar una producción de alta eficiencia ya que las plantas pueden cosecharse y las nuevas plantas pueden comenzar el ciclo, todo en el mismo espacio al mismo tiempo. En un ejemplo, el diseño compacto del sistema hidropónico proporciona aproximadamente 65x la producción de la agricultura tradicional en un contenedor de 40x8 que se implementa fácilmente en diferentes ambientes. En otro ejemplo de una modalidad, un acre del sistema hidropónico descrito proporciona un rendimiento anual de aproximadamente 1960200 cabezas de lechuga, mientras que un acre de agricultura tradicional proporciona un rendimiento anual de aproximadamente 30000 cabezas de lechuga. En otro ejemplo, un acre del sistema hidropónico descrito proporciona un rendimiento anual de aproximadamente 354 925 libras de albahaca, mientras que un acre de agricultura tradicional proporciona un rendimiento anual de aproximadamente 32 500 libras de albahaca. En otro ejemplo más, 320 pies cuadrados del sistema hidropónico descrito proporcionan un rendimiento anual de aproximadamente 24 000 cabezas de lechuga, mientras que 320 pies cuadrados de agricultura tradicional en invernadero producen un rendimiento anual de aproximadamente 6 800 cabezas de lechuga. El sistema hidropónico descrito en los ejemplos anteriores no solo proporciona un rendimiento anual de productos mucho mayor, sino que también puede hacerlo con menos recursos. Por ejemplo, un acre del sistema hidropónico descrito utiliza aproximadamente 163 350 galones de agua anualmente, mientras que un acre de agricultura tradicional utiliza aproximadamente 488772 galones de agua anualmente.

Aunque la descripción anterior describe modalidades de la invención, debe entenderse que las técnicas y conceptos pueden aplicarse a los sistemas de cultivo en general. Por lo tanto, la invención puede realizarse en otras formas específicas sin apartarse de su espíritu o características esenciales.

Si bien lo anterior describe un orden particular de operaciones que realiza una modalidad dada de la invención, debe entenderse que dicho orden es ejemplar, ya que las modalidades alternativas pueden realizar las operaciones en un orden diferente, combinar ciertas operaciones, superponer ciertas operaciones o similares. Las referencias en la especificación a una modalidad dada, indican que la modalidad que se describe puede incluir una característica, estructura, o aspecto particular, pero cada modalidad puede no necesariamente incluir la característica, estructura, o aspecto particular.

Si bien la presente invención se ha descrito en el contexto de un método o proceso, la presente invención también se refiere a un aparato para realizar las operaciones en la presente descripción. Este aparato puede construirse especialmente para los propósitos deseados, o puede comprender una computadora de propósito general activada o reconfigurada selectivamente mediante un programa de computadora almacenado en la computadora. Dicho programa de computadora puede almacenarse en un medio de almacenamiento legible por computadora que incluye, sin limitación, cualquier tipo de disco, incluidos discos ópticos, CD-ROM y discos magnéticos ópticos, memoria de solo lectura (ROM), memoria de acceso aleatorio (RAM), tarjetas magnéticas u ópticas, o cualquier tipo de medio adecuado para almacenar instrucciones electrónicas.

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

   i. Un sistema para generar una producción de plantas de alto rendimiento en cualquier ambiente, el sistema que comprende:

   al menos un contenedor modular (102), el contenedor modular (102) que puede integrarse con una pluralidad de otros contenedores modulares para expandir el sistema horizontal o verticalmente para adaptarse a un espacio; un sistema de cultivo (200) que se aloja dentro de al menos un contenedor modular (102), el sistema de cultivo (200) que comprende:

   una estación de germinación (202) capaz de alimentar una pluralidad de semillas hasta que las semillas germinen en una pluralidad de plantas (406),

   una pluralidad de estantes verticales (304) que se disponen en filas,

   una pluralidad de canales de cultivo (402), los canales de cultivo (402) pueden montarse de forma removible sobre los estantes verticales (304), los canales de cultivo (402) siendo capaces de sostener las plantas para que las plantas (406) crezcan radialmente hacia afuera desde los ejes de los estantes verticales (304),

   un sistema de iluminación (206) que se acopla al techo (302) de al menos un contenedor modular (102) y que comprende luces LED capaces de proporcionar luz artificial para las plantas (406) que se disponen entre las filas frente a los estantes verticales (304),

   un sistema de irrigación (1800) capaz de proporcionar una solución nutritiva a las plantas (406) en los canales de cultivo (402),

   un sistema de climatización (204) capaz de controlar las condiciones ambientales dentro de al menos un contenedor modular (102),

   un sistema de ventilación capaz de proporcionar a las plantas (406) un flujo de aire en al menos dos direcciones diferentes, que incluye flujo de aire vertical entre dichas filas de estantes verticales (304) y más allá de la pluralidad de canales de cultivo (402); y

   un sistema de monitoreo (600, 1600) que se acopla al sistema de cultivo (200), el sistema de monitoreo (600, 1600) que comprende:

   una computadora y

   un medio de almacenamiento legible por computadora que se acopla a la computadora y que incluye instrucciones legibles por computadora que, cuando se ejecutan por la computadora, hacen que la computadora: monitoree y controle al menos una de las estaciones de germinación (202), sistema de irrigación (1800), sistema de climatización (204), sistema de ventilación y sistema de iluminación (206) para mantener un conjunto de condiciones que prescribe un usuario (608).
2. 2. El sistema de la reivindicación 1, en donde el sistema de monitoreo (600, 1600) comprende además un centro de control (602), interfaz de CPU (604) e interfaz inalámbrica (606).
3. 3. El sistema de la reivindicación 2 en donde el sistema de monitoreo (600, 1600) es capaz de:

   proporcionar de forma remota al usuario (608) datos (800, 802, 804) sobre el sistema de cultivo (200), permitiendo que el usuario (608) controle remotamente al menos uno de los sistemas: el sistema de irrigación (1800), el sistema de climatización (204), el sistema de ventilación y el sistema de iluminación, y proporcionar a un tercero datos (800, 802, 804) sobre el sistema de cultivo (200) a través de la interfaz inalámbrica (606).
4. 4. El sistema de cualquier reivindicación anterior en donde el sistema de iluminación (206) comprende una pluralidad de barras de luz que se montan horizontalmente en al menos un cable (208) que se acopla al techo (302) de al menos un contenedor modular (102).
5. 5. El sistema de cualquier reivindicación anterior en donde el sistema de iluminación (206) comprende una caja de conversión (1404) y una pluralidad de tiras de luz (1402), en donde la caja de conversión (1404) se acopla al techo (302) de al menos un contenedor modular (102), un extremo de cada una de la pluralidad de tiras de luz (1402) se acopla a la caja de conversión (1404), y el otro extremo de cada una de la pluralidad de tiras de luz (1402) cuelga hacia abajo.
6. 6. El sistema de cualquier reivindicación anterior en donde el sistema de irrigación (1800) comprende además un depósito de nutrientes (1802), un dosificador de nutrientes, un primer conjunto de tuberías (1202), un segundo conjunto de tuberías (1204), una bomba, una pluralidad de emisores de goteo y al menos una canaleta de retorno (1804).
7. 7. El sistema de la reivindicación 6 en donde el dosificador de nutrientes es capaz de proporcionar diferentes cantidades y tipos de nutrientes.
8. 8. El sistema de la reivindicación 6, en donde el primer conjunto de tuberías (1202) suministra una solución nutritiva desde el depósito de nutrientes a una sección de estantes verticales (304), el segundo conjunto de tuberías (1204) suministra la solución nutritiva desde la sección de estantes verticales (304) a cada estante vertical individual en la sección, y los emisores de goteo se acoplan al extremo del segundo conjunto de tuberías (1204) para controlar el flujo de la solución nutritiva en cada estante vertical.
9. 9. El sistema de la reivindicación 6, en donde al menos una canaleta de retorno (1804) es capaz de recolectar la solución nutritiva que no se usa y ha goteado a través de la pluralidad de estantes verticales (304) y transportar la solución nutritiva que no se usa de vuelta al depósito de nutrientes.
10. 10. El sistema de cualquier reivindicación anterior en donde el sistema de ventilación comprende además una pluralidad de ventiladores principales (502), una pluralidad de ventiladores intermitentes (1302), y una pluralidad de respiraderos (504).
11. 11. El sistema de la reivindicación 10, en donde la pluralidad de ventiladores principales (502), la pluralidad de ventiladores intermitentes (1302) y la pluralidad de respiraderos (504) proporcionan flujo de aire en al menos dos direcciones para crear patrones de flujo de aire aleatorios.
12. 12. El sistema de cualquier reivindicación anterior en donde la estación de germinación (202) comprende una sección de preparación (210) y una sección de nutrientes (212), la sección de nutrientes (212) además comprende un sistema de irrigación de germinación y un sistema de iluminación de germinación.
13. 13. Un método para generar producción de plantas de alto rendimiento en cualquier ambiente, el método que comprende las etapas de:

    configurar al menos un contenedor modular (102) para integrarse con una pluralidad de otros contenedores modulares para expandirse horizontal o verticalmente para adaptarse a un espacio;

    ensamblar una estación de cultivo dentro de al menos un contenedor modular (102), las etapas de ensamblar la estación de cultivo que comprende además:

    plantar una pluralidad de semillas en una estación de germinación (202), germinar la pluralidad de semillas en una pluralidad de plantas (406),

    cargar las plantas (406) en una pluralidad de canales de cultivo (402) que pueden montarse de forma removible sobre una pluralidad de estantes verticales (304), para que las plantas (406) crezcan radialmente hacia afuera desde los ejes de los estantes,

    ensamblar un sistema de iluminación (206) que se acopla al techo (302) y que comprende luces LED que se disponen entre las filas frente a los estantes verticales (304) para proporcionar luz artificial a las plantas (406),

    configurar un sistema de irrigación (1800) para proporcionar a las plantas (406) una solución nutritiva que comprende una combinación personalizada de nutrientes de un dosificador de nutrientes y un depósito de nutrientes para permitir el crecimiento óptimo de la planta,

    configurar un sistema de climatización (204) para controlar una pluralidad de condiciones ambientales dentro de al menos un contenedor modular (102), y

    configurar un sistema de ventilación para proporcionar flujo de aire a las plantas (406) en al menos dos direcciones diferentes, incluyendo el flujo de aire vertical entre dichas filas de estantes verticales (304) y más allá de la pluralidad de canales de cultivo (402); y

    acoplar un sistema de monitoreo (600, 1600) al sistema de cultivo (200) para monitorear y controlar al menos una de las estaciones de germinación (202), sistema de irrigación (1800), sistema de climatización (204), sistema de ventilación y sistema de iluminación ( 206) para mantener un conjunto de condiciones que prescribe un usuario (608).
14. 14. El método de la reivindicación 13 que comprende además la etapa de configurar el sistema de monitoreo (600, 1600) para utilizar una interfaz inalámbrica (606) para proporcionar de forma remota al usuario (608) alertas en tiempo real del sistema de cultivo (200) y permitir de forma remota al usuario (608) controlar al menos una de las estaciones de germinación (202), sistema de irrigación (1800), sistema de climatización (204), sistema de ventilación y sistema de iluminación (206).
15. 15. El método de la reivindicación 13 o reivindicación 14, que comprende además:

    cambiar al menos una condición en el conjunto de condiciones que prescribe el usuario (608) en tiempo real para al menos una sección de los estantes verticales (304), y/o

    configurar el sistema de irrigación (1800) para recolectar la solución nutritiva que no se usa y goteó a través de los estantes verticales (304) y transportar la solución nutritiva que no se usa de regreso al depósito de nutrientes.