ES2895175T3

ES2895175T3 - Dispositivo y método para favorecer el crecimiento de plantas

Info

Publication number: ES2895175T3
Application number: ES17173370T
Authority: ES
Inventors: Simon Vogel; Stefan Schillberg
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2017-05-30
Filing date: 2017-05-30
Publication date: 2022-02-17
Anticipated expiration: 2037-05-30
Also published as: KR102654971B1; EP3629705A1; CN111727868A; CN111727868B; KR20200092430A; SG11201910080WA; SG10202007174QA; JP7329450B2; EP3409103B1; JP2020191888A; CN110996654A; US20200100446A1; CN110996654B; HUE056721T2; WO2018220011A1; AU2018275644A1; JP7426913B2; AU2022291638A1; AU2022291636A1; EP3409103A1

Abstract

Un dispositivo para fomentar el crecimiento de plantas (8) mediante el uso de una cinta transportadora (2) que se puede desplazar a lo largo de una sección transportadora (1) para al menos transportar plantas (8) en secciones, que, al desplazarse a lo largo de la sección transportadora (1) se les suministran al menos ocasionalmente nutrientes por medio de un suministro de nutrientes (9), e se irradian por una unidad de iluminación (10), en donde al menos una primera sección (7) de la sección transportadora (1) se dispone al menos aproximadamente de manera horizontal, y al menos una segunda sección (6) se dispone al menos aproximadamente de manera vertical, en donde, cuando se transportan a lo largo de la sección transportadora (1) con relación a la cinta transportadora (2), las plantas (8) se fijan al menos temporalmente de tal manera que las raíces de las plantas (8) al menos a veces se extienden hacia dentro en un área (19) dispuesta debajo de una parte inferior de la cinta transportadora (2), mientras que las hojas y/o frutos de las plantas (8) al menos a veces se extienden hacia dentro en un área (20) dispuesta por encima de un lado superior de la cinta transportadora, que se ubica opuesta a la parte inferior, en donde la unidad de iluminación (10) se diseña de tal manera que la iluminación se puede ajustar tanto a la especie de planta a cultivar y/o al crecimiento de la planta, y según sea necesario, en cualquier momento, caracterizado porque el dispositivo se fabrica ensamblando al menos dos módulos preagrupados, en donde un módulo se forma mediante al menos una subsección aproximadamente vertical de la sección transportadora (1) que corre de abajo hacia arriba y una por una subsección al menos aproximadamente vertical de la sección transportadora (1) que corre de arriba a abajo y, en dependencia de las plantas a cultivar, se conectan entre sí una serie de módulos necesarios para implementar una fase de vegetación de la planta a través de elementos de la interfaz.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo y método para favorecer el crecimiento de plantas

La invención se refiere a un dispositivo para el cultivo automático de plantas, que comprende una cinta transportadora que se puede desplazar a lo largo de una sección transportadora con el fin de al menos transportar plantas en secciones. Durante el transporte de las plantas a lo largo de la sección transportadora que corre al menos aproximadamente de manera horizontal en al menos una primera sección y corre al menos aproximadamente de manera vertical en al menos una segunda sección, las plantas se suministran, al menos de manera intermitente, con agua y medio de cultivo mediante una unidad de suministro de nutrientes.

Los cultivos hidropónicos y aeropónicos se conocen desde hace muchos años, y se han convertido en sistemas de cultivo de uso intensivo, sobre todo para cultivos de invernadero como tomates, pepinos y lechugas, especialmente en las últimas décadas. La producción masiva de productos agrícolas en edificios completamente climatizados bajo un estricto control de influencias externas también se denomina como “agricultura de interior”.

En relación con esto, se conocen sistemas para el cultivo de plantas, en los que las plantas se disponen en un sistema de estanterías y se suministran automáticamente con un medio de cultivo durante la fase de crecimiento. Un sistema de este tipo se describe en el documento JP 2014-168420 A, por ejemplo, en donde en este documento las plantas que se pretenden cultivar se disponen en un plano horizontal, cada una fijada en un sustrato, y se les suministra agua y nutrientes mediante inundaciones y drenajes regulares del medio de cultivo. Además, la iluminación artificial se proporciona por medio de tubos fluorescentes o LED montados directamente por encima de las plantas.

Además, se conoce un invernadero especial mediante el documento AT 250728, que se diseña como un invernadero de torre. Aquí es esencial utilizar la altura de un edificio para crear una sección transportadora para el cultivo de las plantas. El invernadero descrito comprende una pluralidad de cintas transportadoras dispuestas en forma de serpentina para transportar las plantas, en donde la cinta transportadora se diseña como una sección circunferencial y comprende roldanas superior e inferior de manera que las plantas se pueden desplazar de manera vertical en diferentes direcciones. Con el fin de garantizar una iluminación efectiva, se proporcionan tubos fluorescentes adecuados entre las cintas transportadoras dispuestas de manera vertical.

Otra solución técnica para el cultivo automático de plantas se describe en el documento US 2012/0279122 A1. El sistema descrito comprende una cinta transportadora, que se dispone en forma de serpentina y parte de la cual corre en la dirección vertical. Se proporcionan roldanas correspondientes para cambiar la dirección de la cinta transportadora. Además, se proporcionan contenedores especiales para el transporte de las plantas, que contienen sustrato para recibir semillas o plantas y que se enganchan en la cinta transportadora giratoria por medio de elementos de gancho especiales. Los contenedores descritos para recibir las plantas se extienden sobre todo el ancho de la cinta transportadora en este caso y cada uno puede recibir una pluralidad de plantas una al lado de la otra.

Además, el documento WO 2010/008335 describe un sistema para el cultivo automático de plantas, en el que las plantas se disponen en contenedores de cultivo de plantas mientras se orientan constantemente de manera vertical y se transportan de abajo hacia arriba y de arriba hacia abajo en secciones de sección que corren oblicuamente. Las plantas se iluminan por medio de un aparato de iluminación a medida que se mueven, en donde los elementos de iluminación individuales se disponen de manera que las plantas se iluminen a lo largo de toda la sección transportadora. Para lograr una iluminación lo más óptima posible, los elementos de iluminación también se disponen dentro de la sección transportadora en forma de V.

Además, el documento US 2009/165373 A1 describe un dispositivo en el que las plantas se disponen sobre rieles de montaje, destinados a dichas plantas, sobre un tambor giratorio. Las plantas se orientan de manera que miren hacia el interior del tambor con sus hojas y, por lo tanto, las plantas a veces se transportan a veces suspendidas por encima de la cabeza a medida que se desplazan. Las plantas se suministran hidropónicamente con medio de cultivo en el área inferior del tambor.

Por el documento EP 2489256 A2 se conoce un dispositivo para el cultivo automático de plantas, que comprende una cinta transportadora guiada por medio de puntos de deflexión. En este caso, la parte principal de la cinta transportadora se dispone en secciones de transporte que corren de manera horizontal y que se sitúa una encima de la otra en paralelo, mientras que se produce un movimiento en la dirección vertical en el área de las roldanas entre dos secciones de la cinta transportadora que se disponen de manera horizontal una encima de la otra y sobre una sección sobre la que se transportan las plantas entre la sección de la cinta transportadora horizontal más alta y la más baja, en secciones. La sección transportadora se dispone dentro de un invernadero y las plantas se iluminan mediante la luz solar que incide desde el exterior, que se desvía extensamente por medio de un reflector.

A pesar del mayor requisito de energía, los sistemas automatizados conocidos para el cultivo de plantas tienen una serie de ventajas sobre la agricultura convencional en los campos. Además de ser completamente independiente del clima, las condiciones climáticas dentro del invernadero se pueden adaptar de manera óptima a las respectivas plantas durante todo el tiempo y, por lo tanto, se puede lograr un crecimiento constante de las plantas. Además, debido a los sistemas específicos de recuperación de agua, se necesita considerablemente menos agua para el cultivo de las plantas que cuando se cultivan los campos al aire libre. Además, se necesita comparativamente menos fertilizante y el cultivo de plantas en espacios completamente climatizados permite cultivar plantas sin pesticidas.

Cuando se usan secciones transportadoras dispuestas de manera vertical, también se logra la ventaja de una utilización sustancialmente mejor del área disponible. Esto es en gran parte ventajoso, especialmente en los países industrializados que tienen una proporción comparativamente pequeña de áreas adecuadas para la agricultura, tal como Japón.

El problema con los sistemas conocidos para el cultivo automático de plantas en espacios completamente climatizados es a menudo que los sistemas usados son relativamente complejos para adaptarse a diferentes plantas. Al cambiar las plantas que se cultivan, se debe tener en cuenta el hecho de que el tamaño de las diferentes plantas durante la fase de crecimiento cambia en diversos grados y en diferentes períodos de tiempo. Es difícil adaptar los sistemas conocidos para el cultivo automático de plantas a las diferentes condiciones. Además, suministrar a las plantas los nutrientes y el agua necesarios sin dañar las hojas o las raíces suele ser un problema.

Procediendo de los sistemas conocidos en la técnica para el cultivo automático de plantas y los problemas explicados anteriormente, el objeto de la invención es proporcionar un sistema de cultivo de las plantas que permita el cultivo sencillo de plantas de cultivo y plantas ornamentales, que se adapte a la fase del crecimiento de las plantas y se implemente preferentemente en espacios cerrados. La solución técnica a proporcionar se destina en particular a proporcionar una forma comparativamente sencilla de proporcionar una automatización casi completa del proceso de cultivo de plantas, desde el depósito de una semilla hasta la cosecha de la planta completamente madura. Además, debe garantizarse que los requisitos de agua y nutrientes se puedan limitar al mínimo. En este caso, el dispositivo diseñado de acuerdo con la invención se destina a caracterizarse por un diseño estructural sencillo, que se puede lograr preferentemente mediante el uso de los componentes del sistema conocidos para la construcción de sistemas automáticos de invernadero.

El problema anterior se resuelve por medio de un dispositivo para el cultivo automático de plantas de acuerdo con la reivindicación 1. En la reivindicación 12 se indica un método para el cultivo de plantas, que se usa en la invención. Las modalidades ventajosas de la invención forman el objeto de las reivindicaciones dependientes y se explican con más detalle en la siguiente descripción, con referencia en parte a los dibujos.

La invención se refiere a un dispositivo para favorecer el crecimiento de plantas, en particular para el cultivo automático de plantas, que comprende una cinta transportadora que puede desplazarse a lo largo de una sección transportadora con el fin de al menos transportar plantas en secciones. A medida que se mueven a lo largo de la sección transportadora, a las plantas transportadas se les suministran nutrientes y agua al menos intermitentemente mediante un suministro de nutrientes y, a medida que se transportan a lo largo de la sección transportadora, se desplazan al menos aproximadamente de manera horizontal en al menos una primera sección y en al menos aproximadamente de manera vertical en al menos una segunda sección. En este caso, las plantas se fijan al menos temporalmente con relación a la cinta transportadora cuando se transportan a lo largo de la sección transportadora de manera que las raíces de las plantas se extienden al menos a veces hacia dentro en un área dispuesta debajo de la parte inferior de la cinta transportadora, mientras que las hojas y/o los frutos de las plantas se extienden al menos a veces hacia dentro en un área dispuesta por encima de la parte superior de la cinta transportadora, que se ubica opuesta a la parte inferior. La invención se caracteriza porque la iluminación se puede adaptar tanto a la especie de planta a cultivar y/o al crecimiento de la planta y se puede hacer en cualquier punto, cuando sea necesario, y porque el dispositivo se produce ensamblando al menos dos módulos preagrupados, en donde un módulo se forma mediante al menos una subporción de la sección transportadora que corre aproximadamente de manera vertical de abajo hacia arriba y una subporción de la sección transportadora que corre al menos aproximadamente de manera vertical de arriba hacia abajo y, sobre la base de la planta a cultivar, una pluralidad de módulos necesarios para implementar una fase vegetativa de la planta se conectan entre sí por medio de elementos de la interfaz. En relación con esto, las características esenciales de la invención son que las plantas se fijan a la cinta transportadora durante su fase de crecimiento, se desplazan continuamente en la dirección vertical y se transportan hacia una fuente de luz, al menos de manera intermitente, y el área de la raíz se suministra continuamente con una solución de nutrientes. Debido al arreglo específico de la sección transportadora que tiene secciones de sección que corren al menos aproximadamente de manera vertical en la dirección hacia arriba y hacia abajo, las plantas se exponen a una reorientación orbitrópica constante, lo que favorece el crecimiento de las plantas.

En una modalidad de la invención específica, la cinta transportadora, al menos en algunas áreas, contiene un sustrato en el que se fijan las plantas al menos temporalmente cuando se transportan a lo largo de la sección transportadora. El sustrato se selecciona preferentemente de manera que las semillas o plantas se sujeten de manera segura, y el material también puede transferir y almacenar, al menos temporalmente, agua y/o medio de cultivo. Dado que el dispositivo diseñado de acuerdo con la invención transporta al menos las plantas en secciones en la dirección aproximadamente vertical, de acuerdo con un desarrollo particular de la invención, es posible que las plantas se dirijan continuamente en la dirección vertical a una fuente de iluminación durante su fase de crecimiento y el área de la raíz dispuesta en la parte inferior de la cinta transportadora se les suministra simultáneamente de manera aeropónica nutrientes y humedad en este caso. En relación con esto, es concebible que se proporcione un punto de deflexión superior entre dos secciones que corren de manera vertical de la sección transportadora, de manera que las plantas se desplazan hacia arriba en la dirección vertical junto con la cinta transportadora y luego, después de circular el punto de deflexión, se desplazan hacia abajo en la dirección vertical.

En general, es concebible que luz natural o luz generada artificialmente por medio de una unidad de iluminación, que comprende al menos un tubo fluorescente y/o un LED, por ejemplo, se use para iluminar las plantas. La provisión de una unidad de iluminación para generar luz es ventajosa en este caso ya que, de acuerdo con la invención, las plantas se pueden iluminar de manera dirigida y cuando sea necesario, en particular adaptarse a la especie de planta a cultivar y/o adaptar al crecimiento de las plantas, en cualquier punto.

De acuerdo con un desarrollo específico, la unidad de iluminación se diseña además de manera que las plantas se iluminen en las secciones seleccionadas de manera dirigida de la sección transportadora. Ventajosamente, las plantas se iluminan mientras se desplazan continuamente hacia arriba en una sección dispuesta de manera vertical de la sección transportadora. Además, es ventajoso que las plantas dejen de iluminarse, al menos temporalmente, después de circular el punto de deflexión, en particular cuando se desplazan hacia abajo en la dirección vertical.

En una modalidad particularmente ventajosa, las plantas fijadas sobre la cinta transportadora, en particular las raíces debajo de la cinta transportadora, se suministran de manera aeropónica con medio de cultivo a medida que se desplazan en la dirección vertical, mientras que, en el área de un punto de deflexión inferior dispuesto entre dos subporciones que corren de manera vertical de la sección transportadora, se desplazan, al menos en parte, a través de un baño de inmersión, y por lo tanto, las plantas, en particular las raíces, se les suministran hidropónicamente nutrientes en esta área. De esta manera, las plantas se les suministran continuamente nutrientes y humedad a lo largo de la sección transportadora en forma de serpentina o meandro, que tiene secciones de sección que corren de manera vertical, entre las cuales se disponen puntos o áreas de deflexión inferior y superior. Preferentemente, se usa un sistema de nebulización del medio de cultivo para regar de manera aeropónica las raíces de las plantas. Por medio de un sistema automático para el cultivo de plantas diseñado como se describió anteriormente, preferentemente es posible proporcionar un riego aeropónico continuo de las raíces en la parte inferior de la cinta transportadora, mientras que el sustrato de la planta se baña hidropónicamente en el área de los puntos de deflexión inferiores a medida que pasa a lo largo de la fase del canal de la cinta transportadora.

En este caso, mediante la fijación de las plantas sobre la cinta transportadora, el riego aeropónico permanente, o el riego aeropónico que al menos se prolonga durante largos periodos de tiempo, se produce sin que las hojas de las plantas se mojen innecesariamente. De esta manera, se previenen de manera fiable las enfermedades de la masa foliar. La atmósfera, en particular en las secciones de la sección transportadora vertical debajo de la sección transportadora, se controla por medio de un sistema de sensores con respecto a la temperatura y la humedad del aire y los valores se controlan adecuadamente mediante un control de lazo cerrado por medio de una unidad de control central de manera que pueda evitarse de manera fiable una humedad del aire demasiado alta en esta área.

Ventajosamente, la sección transportadora se dimensiona y/o la velocidad de funcionamiento de la cinta transportadora se establece de manera que un solo movimiento hacia arriba y hacia abajo de la sección transportadora por medio de un cambio de dirección junto con la humectación simultánea del área de la raíz en la parte inferior se diseña como un módulo, en donde dicho lazo de cultivo se ejecuta preferentemente en 24 horas.

Por medio de la estructura en forma de módulo proporcionada de acuerdo con la invención, es posible adaptar un sistema completo de cultivo automático de plantas a las necesidades respectivas, es decir, las plantas a cultivar y/o la fase vegetativa particular. Al alargar la cinta transportadora mediante el encadenamiento de módulos juntos, se puede proporcionar fácilmente un período de vegetación completo de una planta de cultivo, en donde cada módulo se adapta a las necesidades de la etapa de crecimiento de las respectivas plantas en términos de iluminación y espacio necesario. Por esta razón, de acuerdo con un diseño preferido basado en la invención, los módulos o secciones individuales de la sección transportadora junto con la cinta transportadora se diseñan de manera que, en particular, la longitud de las secciones inferiores dispuestas entre dos secciones de la sección que corren de manera vertical se puede cambiar. Una vez que una pluralidad de módulos se ensambla para formar un sistema general, tiene sentido que las distancias entre una sección de la sección que corre hacia abajo aproximadamente de manera vertical y una sección de la sección que corre hacia arriba aproximadamente de manera vertical sean mayores a medida que aumenta el tiempo de transporte de las plantas y, por lo tanto, las distancias se adaptan al crecimiento de la planta. Variando de manera dirigida la distancia entre las secciones que corren de manera vertical, es posible por lo tanto adaptar la distancia al tamaño particular de las plantas fijadas sobre la cinta transportadora.

Además, alternativamente o además de la modalidad descrita anteriormente, es ventajosamente concebible adaptar un dispositivo para el cultivo automático de plantas al requisito de tamaño de las respectivas plantas cambiando la separación entre los puntos donde las plantas individuales se fijan sobre la cinta transportadora. Preferentemente, se proporcionan elementos mecánicos para este propósito, que garantizan que la distancia entre los puntos de fijación individuales se establezca de acuerdo con las necesidades. Por lo tanto, es concebible, por ejemplo, que los puntos de fijación individuales se separan más a medida que aumenta el tiempo de transporte de una planta y el crecimiento de la planta asociado a la misma, en donde las posiciones de enganche son concebibles en diferentes lugares. Adaptando la sección transportadora o la cinta transportadora al tamaño cambiante de las plantas de esta manera, por un lado, se tiene en cuenta el creciente requisito de espacio de la planta y, por otro lado, se minimiza el uso de material y energía. De esta manera, el sistema se opera de una manera particularmente efectiva desde un punto de vista económico y ecológico, ya que el esfuerzo para irradiar e iluminar las plantas durante la etapa de plántula se reduce considerablemente, por ejemplo.

De acuerdo con otro diseño específico del dispositivo diseñado de acuerdo con la invención, se proporciona una unidad de iluminación, que permite la irradiación dirigida y controlada de las plantas con longitudes de onda adecuadas. A su vez, también es concebible en este caso adaptar la iluminación a los respectivos requisitos de las plantas o de las diferentes fases de crecimiento. De esta manera, la iluminación de las plantas se adapta de manera dirigida al crecimiento de la planta. De acuerdo con otra modalidad, el dispositivo se diseña de manera que se proporcionan secciones iluminadas y no iluminadas de la sección transportadora.

Además, el dispositivo de acuerdo con la invención para el cultivo automático de plantas comprende preferentemente un sistema recogida y colocación, por medio del cual la cinta transportadora y/o el sustrato proporcionado sobre la cinta transportadora se puebla/pueblan automáticamente con al menos una semilla y/o con una plántula. Igualmente es concebible que se proporcione un módulo de cosecha en un área de la cinta transportadora, por medio del cual se pueda retirar la planta que ha crecido en la medida deseada, en particular las hojas y/o el fruto. Con mayor preferencia, el dispositivo diseñado de acuerdo con la invención comprende una sección, preferentemente dispuesta aguas abajo del módulo de cosecha, en la que se limpia y/o esteriliza la cinta transportadora.

Un dispositivo de acuerdo con la invención se diseña preferentemente de manera que se proporcione su propia unidad de recogida y colocación y una unidad de cosecha, entre las cuales se proporciona un sistema de limpieza y/o esterilización, en particular un sistema de esterilización por vapor, en la dirección de movimiento de la cinta transportadora de manera que la cinta transportadora se limpie y/o esterilice después de que se hayan cosechado las plantas cultivadas o antes de llevar a cabo un nuevo proceso de recolección y colocación.

Con respecto a la fijación de las plantas en o sobre la cinta transportadora, en principio es concebible que las semillas y/o plántulas se fijen directamente en o sobre la cinta transportadora o indirectamente fijadas en ella o sobre ella por medio de un sustrato. De acuerdo con una modalidad alternativa, la cinta transportadora comprende contenedores de plantas adecuados, que pueden poblarse de plantas y que se sujetan a la cinta transportadora giratoria por medio de elementos de sujeción. En relación con esto, es concebible que la cinta transportadora comprende al menos una cadena transportadora, por ejemplo, en la que un gancho del contenedor de plantas, que se usa como elemento de sujeción, puede engancharse una vez que una planta se destina a transportarse a lo largo de la sección transportadora. Si se usan en consecuencia contenedores de plantas que se pueden conectar a la cinta transportadora, preferentemente se liberan de la cinta transportadora o de la cadena transportadora para el proceso de cosecha, se limpian una vez finalizado el proceso de cosecha y finalmente se vuelven a suministrar al sistema de recogida y colocación. Después de poblarse con una semilla o una plántula, los contenedores de plantas correspondientes a su vez se enganchan en la cinta transportadora o en el recorrido del transportador al comienzo de la misma.

Además de un dispositivo específico para el cultivo automático de plantas, la invención se refiere además a un método para el cultivo automático de plantas de cultivo o plantas ornamentales.

Una parte esencial del método diseñado de acuerdo con la invención es que las plantas se transporten de manera rígidamente fijada sobre o sobre la cinta transportadora y se sometan a una reorientación orbitrópica continua mediante el transporte al menos temporal y al menos aproximadamente vertical junto con un cambio de dirección en los puntos de deflexión superior e inferior. Guiando las plantas de manera que se fijen, también es comparativamente sencillo garantizar un riego aeropónico permanente sin humedecer innecesariamente la proporción de hojas de las plantas. Por esta razón, las enfermedades de la masa foliar se pueden evitar en gran parte.

El tipo de separación espacial entre las hojas y el área de las raíces también permite una atmósfera que se puede controlar por medio del control de lazo abierto y el control de lazo cerrado de manera más efectiva y se puede evitar de manera fiable una humedad del aire demasiado alta.

Una ventaja particular de la invención consiste también en la posibilidad de adaptar la sección transportadora o la cinta transportadora al tamaño de las plantas. Esto se hace preferentemente separando mecánicamente la cinta transportadora en el área de los puntos de fijación y/o las distancias entre los módulos de cultivo individuales con el fin de satisfacer el creciente requisito de espacio de las plantas en crecimiento que se cultivan. Por medio de un régimen de iluminación y riego que se optimiza en términos de las distancias modificadas entre las plantas, se pueden hacer ahorros considerables con respecto a la instalación y el consumo energético. Por medio del dispositivo de acuerdo con la invención, que preferentemente proporciona un encadenamiento modular de módulos de cultivo implementado en forma de lazo en la dirección vertical, es posible el cultivo de plantas particularmente flexible y también económico, que se adapta a las plantas y a la etapa de crecimiento de las plantas. Además, combinándolo con una unidad de recogida y colocación automática y/o de cosecha al inicio o al final de la sección transportadora, se pueden hacer ventajosamente ahorros considerables en términos de costes.

A continuación, la invención se explicará con más detalle sobre la base de las modalidades y con referencia a los dibujos, sin limitar el concepto general de la invención. En los dibujos:

La Figura 1 es una vista esquemática de un dispositivo diseñado de acuerdo con la invención para el cultivo automático de plantas, y

La Figura 2 es una vista en planta de una cinta transportadora adecuada para un dispositivo para el cultivo automático de plantas.

La Figura 1 es una vista esquemática de un dispositivo diseñado según la invención para el cultivo automático de plantas. Una parte esencial de este dispositivo es que las plantas 8 se fijan sobre la cinta transportadora 2 a medida que se transportan a lo largo de la sección transportadora 1, en donde las raíces de las plantas 8 se disponen al menos en gran parte en un lado diferente de la cinta transportadora 2 al de las hojas. Las dimensiones de la sección transportadora 1 y la velocidad de funcionamiento de la cinta transportadora 2 se seleccionan de manera que la cantidad de tiempo durante el cual las plantas 8 se desplazan a lo largo de la sección transportadora 1 desde cuando se deposita una semilla o plántula sobre la cinta transportadora 2 a cuando se retira de la cinta transportadora 2 corresponde a una fase vegetativa de la planta correspondiente 8.

Con respecto al arreglo de la sección transportadora 1, es especialmente importante que cada una de las plantas 8 fijadas sobre la cinta transportadora 2 se desplacen de manera vertical, en secciones, tanto en la dirección hacia arriba como hacia abajo mientras dichas plantas se desplazan en la dirección horizontal, al menos temporalmente, en particular en el área de los puntos de deflexión superior e inferior 4, 5 entre las secciones individuales de la sección vertical 6.

Al comienzo de la sección transportadora 1, se proporciona una unidad de recogida y colocación 12, por medio de la cual los elementos de recepción 3 de la cinta transportadora 2 se pueblan cada uno con una plántula 8. Los elementos de recepción 3 de acuerdo con la modalidad descrita comprenden cada uno un sustrato 18, en el que se fija la planta 8, en particular sus raíces. Es esencial que las raíces de las plantas 8 se dispongan en un área 19 debajo de la cinta transportadora 2, mientras que las hojas se extienden en un área 20 por encima de la cinta transportadora 2. Las áreas 19, 20 en las que se disponen las raíces por un lado y las hojas por otro lado se separan de esta manera espacialmente entre sí. Además, las raíces se disponen en un espacio ventilado a medida que las plantas 8 se desplazan sobre las secciones verticales 6 de la sección transportadora 1, en cuyo espacio las plantas 8 se humedecen de manera aeropónica y se les suministran nutrientes 9a.

Debido al diseño específico de la sección transportadora 1, las plantas 8 junto con la cinta transportadora 2 se desplazan cada una alternativamente en la dirección vertical hasta un punto de deflexión superior 4 y luego, a su vez, se desplazan hacia abajo hacia un punto de deflexión inferior 5. Una vez que las plantas 8 alcanzan el extremo inferior de la sección vertical 6, se desplazan en la dirección horizontal, al menos a lo largo de una sección de la sección corta 7. Durante este movimiento en el área del punto de deflexión inferior 5, el sustrato junto con las raíces de las plantas 8 dispuestas en él se sumergen en un lecho de inmersión 9b de manera que las plantas 8 se humedecen hidropónicamente y se les suministran nutrientes. A continuación de este al menos breve movimiento horizontal, las plantas 8 se desplazan, a su vez, a lo largo de las siguientes dos secciones de la sección vertical 6 de la sección transportadora 1, que tiene el punto de deflexión superior 4 dispuesto entre ellos. Mientras las plantas 8 se desplazan a lo largo de estas secciones de la sección 6 dispuestas de manera vertical, las raíces de las plantas, a su vez, se humedecen de manera aeropónica 9a en la parte inferior de la cinta transportadora 2.

Una sección de la sección transportadora 1, la cual consiste de dos secciones verticales 6, en las que las plantas 8 se desplazan de abajo hacia arriba y luego de arriba hacia abajo, y un punto de deflexión 5 dispuesto entre las secciones verticales, se caracteriza como un módulo o un módulo de cultivo. En este caso, se diseña un módulo y se establece la velocidad de la cinta transportadora 2, de manera que las plantas 8 atraviesen dicho módulo dentro de 24 horas. Un sistema general, a su vez, se compone por el número necesario de módulos de manera que se pueda lograr una fase de crecimiento completa de las respectivas plantas 8.

Además, el dispositivo para el cultivo automático de plantas comprende una unidad de iluminación 10, que se diseña de manera que las plantas 8 se iluminan a veces con luz generada artificialmente y a veces no se iluminan a medida que se desplazan a lo largo de la sección transportadora 1. En la modalidad mostrada en la Figura 1, las plantas 8 siempre se iluminan a medida que se desplazan hacia abajo a lo largo de una sección de la sección vertical 6 entre los puntos de deflexión 4 superior e inferior 5. Por el contrario, a medida que las plantas 8 se desplazan a lo largo de una sección de la sección que corre de abajo hacia arriba, se proporciona una fase de sombreado 11. En este caso, la unidad de iluminación 10 se cubre de manera que las plantas 8 no se iluminen. En principio, es concebible adaptar el tipo, la intensidad y la duración de la iluminación a la especie particular de planta. En cualquier caso, la iluminación se controla o se regula adecuadamente por medio de sensores y una unidad de control. En la modalidad mostrada en la Figura 1, se proporcionan paneles de LED 10 como unidad de iluminación, cada uno de los cuales se dispone opuesto a la sección de la sección vertical 6 que corre en dirección hacia abajo.

Además, el dispositivo mostrado en la Figura 1 para el cultivo automático de plantas comprende una unidad de ajuste 21 de manera que la distancia entre los módulos individuales, que consisten de dos secciones de la sección vertical 6 y un punto de deflexión superior 4 dispuesto entre ellas, se puede adaptar al aumento en tamaño de las plantas individuales 8. Como puede verse claramente en la Figura 1, el tamaño de las plantas 8 aumenta a medida que se transportan a lo largo de la sección transportadora 1. En la medida en que las plantas 8 crecen, la distancia entre los módulos individuales aumenta por un lado y, por otro lado, la iluminación se adapta al requisito de iluminación modificado provocado por el aumento de la proporción de verde de las plantas 8. Además de estas medidas, la cinta transportadora 2 también se diseña de manera que la distancia entre los elementos de recepción individuales 3, en los que se fijan cada una de las plantas, puede cambiarse sobre la base del crecimiento de la planta. En relación con la Figura 2 se explica una modalidad particular de una cinta transportadora 2 que se puede adaptar al aumento de tamaño de las plantas.

Se proporciona una unidad de cosecha automática 13 al final de la sección transportadora 1, que retira las plantas 8, que ya crecieron hasta alcanzar un tamaño normal, de la cinta transportadora giratoria 2. Inmediatamente después de la unidad de cosecha 13, la cinta transportadora 2 cambia a su vez de dirección y finalmente regresa a la unidad de recogida y colocación 12. Con el fin de garantizar la limpieza y esterilización necesarias de la cinta transportadora 2, la cinta transportadora 2 se limpia en primer lugar a lo largo de la sección entre la unidad de cosecha 13 y la unidad de recogida y colocación 12 y, finalmente, se esteriliza por medio de un sistema de esterilización por vapor 14. Por lo tanto, la cinta transportadora 2 vuelve a la unidad de recogida y colocación 12 completamente limpia y esterilizada, por medio de la cual la unidad de recogida y colocación se repueblan los elementos de recepción individuales 3 de la cinta transportadora 2 con el sustrato 18, al menos siempre que no sea reutilizable, y con semillas o plántulas 8.

Como se muestra en la Figura 1, es ventajoso que los elementos de recepción individuales 3 se pueblen en primer lugar con el sustrato 18, siempre que no sea reutilizable, y con una semilla o una plántula 8 en la unidad de recogida y colocación 12 o en una etapa de procesamiento aguas arriba de manera que los elementos 3 de recepción ya poblados se puedan unir o sujetar a la cinta transportadora 2.

Sin embargo, generalmente también es concebible que los elementos de recepción 3 se integren en la cinta transportadora 2 o al menos rígidamente conectados a ella, de manera que la unidad de recogida y colocación 12 solo introduzca una semilla o una plántula 8 y, si es necesario, un nuevo sustrato 18, en los elementos de recepción 3.

En ambos casos, es posible que los elementos de recepción 3 ya comprendan un sustrato 18 en el que se pueden introducir semillas o plántulas 8 por medio de la unidad de recogida y colocación 12 o que los receptáculos individuales 3 de la cinta transportadora 2 se pueblen con una semilla o una plántula 8, cuyas raíces ya se disponen en el sustrato 18.

La Figura 2 es una vista en planta de un corte de una cinta transportadora 2, que puede adaptarse al crecimiento de las plantas 8 a medida que se transportan a lo largo de la sección transportadora 1. Un ajuste correspondiente de la distancia entre los elementos de recepción individuales 3 tendría sentido ya que, a medida que aumenta el crecimiento de las plantas 8, aumenta la proporción de hojas, por ejemplo en cogollos de lechuga, en particular y el espacio necesario de las plantas individuales 8 por lo tanto también aumenta. Por esta razón, los elementos de recepción individuales 3 de la cinta transportadora 2 se separan más adecuadamente por medio de elementos mecánicos de manera que las plantas individuales 8 tengan más espacio o espacio para su crecimiento y las plantas se iluminen suficientemente.

La adaptación descrita anteriormente se logra sustancialmente por la distancia entre los elementos receptores 3, en cada uno de los cuales se fija/fijan una planta 8 o sus raíces en el sustrato 18, modificándose sobre la base de la cantidad de tiempo que las plantas 8 están sobre la cinta transportadora 2. Teniendo en cuenta la medida y la velocidad del crecimiento de las plantas, las distancias entre los receptáculos individuales aumentan a medida que se transportan las plantas 8. Para este propósito, la Figura 2 muestra un corte de una cinta transportadora 2 que comprende las plantas 8 fijadas a la misma en dos etapas de crecimiento diferentes de las plantas 8 en cada caso. Mientras que las plantas 8 mostradas en la Figura 2a) todavía están al comienzo de la sección transportadora 1 y son comparativamente pequeñas, en el estado mostrado en la Figura 2b), ya están muy cerca de recolectarse y por lo tanto alcanzaron un tamaño correspondiente. Con el fin de tener en cuenta este aumento de tamaño, las distancias entre los elementos de recepción individuales 3 son considerablemente mayores en la Figura 2b) que las distancias correspondientes en la Figura 2a).

En la modalidad mostrada en la Figura 2, la cinta transportadora 2 comprende cadenas transportadoras 15, a las que se sujetan los receptáculos individuales de la planta 3 por medio de un elástico adecuado 16. Las cintas 16 se diseñan de manera que tanto la distancia “A” entre las cintas paralelas 16 como la distancia “B” entre cada uno de los elementos de recepción 3 sujetos a una cinta 16 pueden cambiarse. Mientras que la distancia “A” se cambia por las cintas 16 que se mueven hacia fuera, las distancias “B” entre los receptáculos individuales 3 se cambian por el estiramiento de manera elástica de las cintas 16 en la dirección longitudinal. Igualmente, las distancias de los elementos de recepción 3 que no se conectan directamente a las cintas 16 se incrementan mediante los elementos de conexión elásticos 17 que se proporcionan entre los elementos de recepción 3, cuyos elementos de conexión se estiran correspondientemente cuando se ajustan las cintas 16.

Los receptáculos 3 se pueden sujetar a las cintas 16 enganchando al menos algunos de los receptáculos 3 en las cintas 16. Igualmente, es concebible que al menos algunos de los receptáculos 3 se conecten rígidamente a una cinta 16 en cada caso.

Sin embargo, como puede verse en la Figura 2, no todos los receptáculos 3 tienen que conectarse directamente a una cinta 16, sino que también pueden conectarse indirectamente por otros receptáculos 3 a al menos una cinta 16 por medio de conexiones elásticas 17. A medida que aumenta el tiempo de transporte de las plantas 8, las cintas 16 se separan por un lado y se estiran en la dirección longitudinal por otro lado, de manera que aumentan las distancias entre los receptáculos 3 junto con las plantas 8 dispuestas en ellos. En relación con esto, igualmente es concebible que se proporcionen elementos elásticamente estirables 17 solo entre los elementos de recepción individuales 3 y solo para los receptáculos exteriores 3, específicamente los receptáculos 3 dispuestos en cada una de las esquinas de la Figura 2, para tirarlos hacia fuera. Igualmente, los receptáculos 3 podrían disponerse en diferentes puntos de una red elástica o una red elástica correspondiente podría formar al menos parte de la cinta transportadora 2, en donde la red puede extenderse según sea necesario, en particular en dependencia del crecimiento de la planta, con el fin de cambiar las distancias entre los receptáculos 3 según sea necesario.

Además, es concebible que los receptáculos individuales 3 no se desplacen como resultado del movimiento de los elementos de conexión elásticos 17, sino que sea posible desplazar activamente los receptáculos individualmente 3. Lista de números de referencia

1 sección transportadora

2 cinta transportadora

3 receptáculo

4 punto de deflexión superior

5 punto de deflexión inferior

6 sección de la sección vertical

7 sección de la sección horizontal

8 planta

9 unidad de suministro de nutrientes

9a unidad de suministro de nutrientes aeropónicos

9b unidad de suministro de nutrientes hidropónicos

10 unidad de iluminación

11 fase de sombreado

12 unidad de recogida y colocación

13 unidad de cosecha

14 unidad de limpieza y esterilización

15 cadena transportadora

16 cinta

17 elementos de conexión elásticos

18 sustrato

19 área debajo de la cinta transportadora

20 área por encima de la cinta transportadora

21 unidad de ajuste

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo para fomentar el crecimiento de plantas (8) mediante el uso de una cinta transportadora (2) que se puede desplazar a lo largo de una sección transportadora (1) para al menos transportar plantas (8) en secciones, que, al desplazarse a lo largo de la sección transportadora (1) se les suministran al menos ocasionalmente nutrientes por medio de un suministro de nutrientes (9), e se irradian por una unidad de iluminación (10), en donde al menos una primera sección (7) de la sección transportadora (1) se dispone al menos aproximadamente de manera horizontal, y al menos una segunda sección (6) se dispone al menos aproximadamente de manera vertical,

en donde, cuando se transportan a lo largo de la sección transportadora (1) con relación a la cinta transportadora (2), las plantas (8) se fijan al menos temporalmente de tal manera que las raíces de las plantas (8) al menos a veces se extienden hacia dentro en un área (19) dispuesta debajo de una parte inferior de la cinta transportadora (2), mientras que las hojas y/o frutos de las plantas (8) al menos a veces se extienden hacia dentro en un área (20) dispuesta por encima de un lado superior de la cinta transportadora, que se ubica opuesta a la parte inferior, en donde

la unidad de iluminación (10) se diseña de tal manera que la iluminación se puede ajustar tanto a la especie de planta a cultivar y/o al crecimiento de la planta, y según sea necesario, en cualquier momento, caracterizado porque el dispositivo se fabrica ensamblando al menos dos módulos preagrupados, en donde un módulo se forma mediante al menos una subsección aproximadamente vertical de la sección transportadora (1) que corre de abajo hacia arriba y una por una subsección al menos aproximadamente vertical de la sección transportadora (1) que corre de arriba a abajo y, en dependencia de las plantas a cultivar, se conectan entre sí una serie de módulos necesarios para implementar una fase de vegetación de la planta a través de elementos de la interfaz.

2. El dispositivo de acuerdo con la Reivindicación 1,

caracterizado porque la cinta transportadora (2), al menos en algunas áreas, contiene un sustrato (18), en el que las plantas (8) se fijan al menos temporalmente cuando se transportan a lo largo de la sección transportadora (1).

3. El dispositivo de acuerdo con la Reivindicación 1 o 2,

caracterizado porque la sección transportadora (1) contiene un punto de deflexión inferior (5) entre dos subsecciones (6) dispuestas al menos aproximadamente de manera vertical.

4. El dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a la 3,

caracterizado porque la sección transportadora (1) contiene un punto de deflexión superior (4) entre dos subsecciones (6) dispuestas al menos aproximadamente de manera vertical.

5. El dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a la 4,

caracterizado porque se proporciona una unidad de recogida y colocación (12) al menos parcialmente automatizada, que puebla la cinta transportadora (2) con semillas de plantas y/o plántulas (8).

6. El dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a la 5,

caracterizado porque el suministro de nutrientes (9) en el área (19) ubicada debajo de la parte inferior de la cinta transportadora contiene una unidad de suministro (9) para suministrar de nutrientes a las plantas (8) de manera aeropónica, lo que nebuliza un medio de cultivo y/o lo despliega en la dirección de la parte inferior de la cinta transportadora.

7. El dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a la 6,

caracterizado porque el suministro de nutrientes (9) contiene al menos un baño de inmersión (9b) con solución de nutrientes, a través del cual se guían al menos las raíces de las plantas (8), al menos en secciones, a lo largo de la sección transportadora (1).

8. El dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a la 7,

caracterizado porque se proporciona al menos una unidad de ajuste (21), con el fin de cambiar la distancia entre una subsección de la sección transportadora (1) que corre al menos aproximadamente de manera vertical de arriba a abajo y una subsección de la sección transportadora (1) que corre al menos aproximadamente de manera vertical de abajo a arriba.

9. El dispositivo de acuerdo con la Reivindicación 1,

caracterizado porque al menos una unidad de iluminación (10) se integra en el módulo y/o que dos módulos se conectan por una subsección de la sección transportadora (1) que corre al menos aproximadamente de manera horizontal, cuya longitud se elige en dependencia de la planta a cultivar.

10. El dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a la 9,

caracterizado porque se proporciona una unidad de cosecha (13) al menos parcialmente automatizada, que al menos a veces retira las plantas (8) de la cinta transportadora (2).

11. El dispositivo de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a la 10,

caracterizado porque, en un área de la sección transportadora (1), que se dispone entre un área en la que las plantas se retiran, al menos a veces, de la cinta transportadora (2) y un área en la que las semillas de las plantas y/o plántulas (8) se fijan a la cinta transportadora (2), se dispone una unidad de limpieza y/o esterilización (14) para limpiar y/o esterilizar la cinta transportadora (2).

12. Un método para fomentar el crecimiento de plantas (8), en el caso de que las plantas (8) se desplacen a lo largo de una sección transportadora (1) mediante una cinta transportadora (2), en donde, mientras se desplazan a lo largo de la sección transportadora (1) se les suministran al menos ocasionalmente nutrientes por medio de un suministro de nutrientes (9) y se irradian mediante una unidad de iluminación (10), con respecto a la cual las plantas (8) se desplazan en al menos una primera sección (7) de la sección transportadora (1) al menos en una dirección aproximadamente horizontal, y en al menos una segunda sección (6) de la sección transportadora (1) al menos en una dirección aproximadamente vertical,

en donde las plantas (8) se fijan al menos ocasionalmente, cuando se transportan a lo largo de la sección transportadora (1) con relación a la cinta transportadora (2), de tal manera que las raíces de las plantas (8) se extienden al menos a veces hacia dentro en un área (19) dispuesta debajo de una parte inferior de la cinta transportadora, mientras que las hojas y/o frutos de las plantas al menos a veces se extienden hacia dentro en un área (20) dispuesta por encima de un lado superior de la cinta transportadora, que se ubica opuesta a la parte inferior,

en donde las plantas (8) que se desplazan a lo largo de la sección transportadora (1) se iluminan de tal manera que la iluminación se adapta tanto al tipo de planta a cultivar como al crecimiento de la planta, y/o se implementa en cualquier momento, según sea necesario, caracterizado porque, en dependencia de la planta a cultivar, una serie de al menos dos módulos necesarios para implementar una fase de vegetación de la planta, que se forman, respectivamente, mediante una subsección de la sección transportadora (1) que corre al menos aproximadamente de manera vertical de abajo a arriba, y por una subsección de la sección transportadora (1) que corre al menos aproximadamente de manera vertical de arriba a abajo, se dispone en secuencia.

13. El método de acuerdo con la Reivindicación 12,

caracterizado porque las plantas (8) se suministran al menos ocasionalmente de manera aeropónica con agua y/o nutrientes mientras se desplazan al menos aproximadamente de manera vertical.

14. El método de acuerdo con la Reivindicación 12 o 13,

caracterizado porque las plantas (8) se suministran hidropónicamente al menos ocasionalmente con agua y/o nutrientes mientras se desplazan al menos aproximadamente de manera horizontal.