ES2935305T3 - Método y sistema para el acondicionamiento de aire de entornos cerrados, en particular, para granjas verticales - Google Patents

Método y sistema para el acondicionamiento de aire de entornos cerrados, en particular, para granjas verticales Download PDF

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ES2935305T3 ES18803772T ES18803772T ES2935305T3 ES 2935305 T3 ES2935305 T3 ES 2935305T3 ES 18803772 T ES18803772 T ES 18803772T ES 18803772 T ES18803772 T ES 18803772T ES 2935305 T3 ES2935305 T3 ES 2935305T3
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Abstract

La presente invención da a conocer un método para la climatización de ambientes cerrados (314), particularmente para fincas verticales, que comprende los pasos de: - acondicionar el aire mediante una unidad de tratamiento de aire (301); - distribuir y llevar el aire acondicionado al ambiente cerrado (314) a través de una pluralidad de canales (303, 305, 306, 307, 308, 309) conectados a dicha unidad de tratamiento de aire (301); - generar un flujo de aire acondicionado que sale, a través de una pluralidad de aberturas (316), desde una primera pared vertical (317) y es aspirado, a través de una pluralidad de aberturas (316), desde la pared vertical opuesta (315) del recinto cerrado. medio ambiente (314); - invertir alternativamente la dirección de entrega del aire acondicionado a lo largo de una dirección sustancialmente paralela con respecto al suelo del ambiente cerrado (314) para golpear el interior del ambiente cerrado (314) alternativamente desde una dirección y posteriormente desde la dirección opuesta de las dos paredes verticales (318a, 318b). La invención también divulga un sistema para implementar el método descrito. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método y sistema para el acondicionamiento de aire de entornos cerrados, en particular, para granjas verticales
Campo técnico
La presente invención se refiere a un método y a un sistema para el acondicionamiento de aire de entornos cerrados, en particular, para granjas verticales, que contienen productos agrícolas.
Técnica anterior
Ejemplos de métodos y sistemas conocidos para el acondicionamiento de aire de granjas verticales que contienen productos agrícolas se muestran en los documentos US 2010/126063 A1, US 2016/014977 A1 y JP 2012 080783 A. En particular, el documento US 2010/126063 muestra mejoras en el crecimiento de las plantas cuando se invierte la dirección del flujo de aireación.
Una granja vertical se caracteriza por un entorno cerrado capaz de contener todas las funciones necesarias para la agricultura en interiores, lo que tiene muchas ventajas:
• reduce el consumo de suelo, ya que el cultivo se realiza en varios niveles;
• evita el empobrecimiento del suelo y la pérdida de minerales;
• evita escorrentías que transportan sustancias potencialmente nocivas al mar o a los acuíferos;
• crea un entorno agrícola cerrado y controlado, una estructura que es productiva 12 meses al año, independientemente de las estaciones o el clima;
• impide la entrada de parásitos, insectos o malas hierbas, eliminando así la necesidad de pesticidas y herbicidas;
• limita drásticamente el consumo de agua (hasta un 95 % con respecto a los cultivos en suelo), que se recupera y reutiliza en estos sistemas varias veces;
• aumenta la productividad en comparación con los cultivos convencionales.
Actualmente, el cultivo de productos vegetales en entornos cerrados con iluminación artificial se organiza mediante una pluralidad de estanterías metálicas fijas sobre las que se insertan y desplazan las bandejas de cultivo individuales.
En dichas estanterías se montan los sistemas necesarios para el crecimiento de los productos vegetales. Dichos sistemas pueden comprender un sistema de iluminación, ciertos sistemas de monitorización y control del entorno y del cultivo, un sistema de riego y fertilización, y eventualmente un sistema de análisis de agua.
Actualmente la producción de frutas y hortalizas se realiza tanto cultivándolas en suelo al aire libre como en agricultura tradicional o en invernaderos. Los invernaderos tienen una extensión predominantemente horizontal, pero requieren grandes espacios y áreas planas. En los últimos años han salido a la luz las primeras construcciones de invernaderos verticales, en lo sucesivo denominados granjas verticales ("VF"), en los que se apilan múltiples capas de cultivo dentro de contenedores para maximizar la superficie cultivable con la menor huella en el suelo. Estas primeras construcciones de granjas verticales utilizan principalmente los materiales y equipos típicos de los cultivos de invernadero, modificados y adaptados a las nuevas geometrías verticales.
Como el cultivo vertical es un tipo de cultivo en entornos cerrados con una configuración de desarrollo vertical, un aspecto fundamental que ha sido muy subestimado es el del acondicionamiento de aire y ventilación de los entornos.
Un inconveniente de los sistemas de acondicionamiento de aire para granjas verticales conocidos viene dado por el hecho de que los sistemas existentes han adoptado sistemas de acondicionamiento de aire tomados del sector civil y con materiales del mercado, pero hoy en día, verdaderos sistemas ad hoc capaces de reproducir el clima ideal para el cultivo de productos agrícolas no han sido estudiados.
Otro inconveniente de los sistemas de acondicionamiento de aire para granjas verticales conocidas viene dado por el hecho de que la distribución del aire sobre los cultivos (en cantidad, temperatura y humedad) no es uniforme y no está optimizada para el crecimiento homogéneo de los mismos.
Otro inconveniente de los sistemas de acondicionamiento de aire para granjas verticales conocidas es la falta de protección contra la entrada de contaminantes externos transportados por el aire dentro de la granja vertical.
Otro inconveniente de los sistemas de acondicionamiento de aire para granjas verticales conocidas es la dificultad o la imposibilidad de higienizar las máquinas de tratamiento de aire y/o componentes relacionados.
Otro inconveniente de los sistemas de acondicionamiento de aire para granjas verticales conocidas es la falta de higienización de los conductos de aireación y componentes accesorios.
Otro inconveniente de los sistemas de acondicionamiento de aire para las granjas verticales conocidas se debe a la reutilización de materiales industriales no siempre adaptados al entorno húmedo en el que crecen las plantas, ya que a largo plazo estos materiales generan óxidos y liberan sustancias nocivas en el interior del entorno de crecimiento.
Objeto de la invención
La presente invención se refiere a un método para el acondicionamiento de aire de entornos cerrados, en particular, para granjas verticales, tal como se define en la reivindicación 1 adjunta.
Otros aspectos ventajosos del método para el acondicionamiento de aire de entornos cerrados se definen en las reivindicaciones dependientes 2 a 12.
La presente invención también se refiere a un sistema para el acondicionamiento de aire de entornos cerrados, en particular, para granjas verticales, tal como se define en la reivindicación 13 adjunta. Particularmente en el caso de granjas verticales, la invención da el principal efecto técnico de proporcionar un método y un sistema de acondicionamiento de aire capaz de reproducir el clima ideal para el cultivo de productos agrícolas.
Los efectos técnicos y otras ventajas de la invención se desprenderán con más detalle de la descripción de un ejemplo de realización y con referencia a los dibujos adjuntos.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 muestra una estructura para cultivar y mover productos agrícolas.
La figura 2 muestra un detalle de la estructura para el cultivo y el movimiento de productos agrícolas de la figura 1, en la que los medios de movimiento se encuentran por debajo de la base de la estructura rígida.
La figura 3 muestra un detalle de la estructura rígida.
La figura 4 muestra un detalle de la estructura rígida de la figura 3 con las bandejas y diversos accesorios.
La figura 5 muestra la conexión entre el sistema eléctrico y el sistema de agua de la estructura rígida respectivamente con la red de distribución eléctrica y el sistema de agua del sistema de fertiirrigación.
La figura 6 muestra un detalle del acoplamiento eléctrico entre la estructura rígida y la red de distribución eléctrica. La figura 6a muestra una vista en sección frontal del acoplamiento eléctrico de la figura 6.
La figura 7 muestra un detalle del acoplamiento de agua entre la estructura rígida y la red de agua del sistema de fertiirrigación.
Las figuras 7a, 7b y 7c muestran una vista frontal en sección de las distintas fases del acoplamiento de agua de la estructura rígida de la figura 7 con la red de agua del sistema de fertiirrigación.
Las figuras 8a y 8b muestran una bandeja para granjas verticales.
La figura 9 muestra una vista en sección de la bandeja de las figuras 8a y 8b.
Las figuras 10a, 10b, 10c muestran una vista en sección de varios ejemplos de realización de la bandeja de las figuras 8a y 8b.
Las figuras 11a, 11b, 11c, 11d muestran una vista en sección de la bandeja de las figuras 8a y 8b con los productos vegetales.
La figura 12 muestra una vista en sección de una pluralidad de bandejas apiladas.
La figura 13 muestra una vista desde arriba de una pluralidad de bandejas unidas lateralmente.
La figura 14 muestra un sistema de acondicionamiento de aire para granjas verticales según una realización de la presente invención.
La figura 15 muestra el sistema de acondicionamiento de aire de la figura 14, con la dirección del flujo del aire acondicionado de derecha a izquierda.
La figura 16 muestra un entorno de clima controlado para granjas verticales.
La figura 17 muestra una vista en sección desde arriba del sistema de acondicionamiento de aire de la figura 16. La figura 18 muestra una sección frontal del sistema de acondicionamiento de aire de la figura 16.
La figura 19 muestra una vista en sección desde arriba del sistema de acondicionamiento de aire de la figura 16. La figura 20 muestra una sección del sistema de acondicionamiento de aire de la figura 16.
Las figuras 21 y 22 muestran un mapa de la temperatura y la velocidad del flujo de aire acondicionado, mostrados respectivamente en las figuras 14 y 15.
Descripción detallada
La presente invención define un sistema y a un método para el control del clima en entornos cerrados, en particular, para granjas verticales.
La figura 14 muestra un sistema de acondicionamiento de aire 300 para un entorno cerrado 314, particularmente una granja vertical.
El entorno cerrado 314 a acondicionar comprende un suelo 219, un techo y está delimitado por al menos dos paredes laterales opuestas 318a, 318b, sustancialmente perpendiculares al suelo y al techo. Los productos agrícolas están dispuestos sobre bandejas 100, a su vez están soportadas por estanterías 200 situadas en el interior del entorno cerrado 314 a acondicionar. El entorno cerrado 314 puede contener una pluralidad de estanterías 200.
El entorno cerrado 314 también está delimitado por una pared vertical anterior, provista de un acceso y por una pared vertical posterior.
Las paredes verticales, el techo y el suelo del entorno agrícola cerrado 314 pueden aislarse. Dentro del entorno cerrado 314 puede haber elementos de iluminación artificial 319 orientados hacia los productos agrícolas cultivados. La pluralidad de elementos del sistema de iluminación artificial 319 está dispuesta en cada estantería 200, de forma que se iluminen adecuadamente los productos agrícolas alojados en cada estantería. El sistema de acondicionamiento de aire 300 está compuesto por una unidad de tratamiento de aire 301 (denominada "UTA"), un sistema de canales 303, 305, 306, 307, 308, 309 para la distribución y el retorno de aire, y un sistema de apertura y cierre por medio de los canales 310, 311, 312, 313 que permiten, bajo comando, la inversión del sentido de entrega del aire acondicionado dentro del entorno cerrado (llamado "ciclo alterno" o "CA"), desde una pared vertical 318a hacia la pared vertical opuesta 318b, y viceversa. La dirección del flujo de aire es tal que sea sustancialmente paralela al suelo del entorno cerrado, de modo que pueda fluir hacia el espacio existente entre las bandejas 100 y alcanzar los productos agrícolas 111. En particular, el flujo del aire acondicionado (indicado por flechas entre los estantes de la figura 14 y 15) a la salida de las paredes verticales 318a y 318b es perpendicular a las mismas y está dispuesto entre dos estantes sucesivos de las estanterías, de tal manera que tiene un gradiente de temperatura horizontal constante.
La unidad de tratamiento de aire 301 comprende una toma de aire exterior 302 para introducir una cantidad de aire exterior que permita mantener la sala de cultivo 314 bajo presión positiva con respecto al entorno circundante. En particular, el sistema de canales 303, 305, 306, 307, 308, 309 comprende un par de primeros canales verticales 303, 307 que ponen la unidad de tratamiento de aire 301 en comunicación fluida con unos segundos canales verticales opuestos 305, 306 dispuestos paralelos a las paredes verticales opuestas 318a, 318b del entorno cerrado 314.
Los segundos canales verticales 305, 306 están dispuestos adyacentes y sustancialmente paralelos a las paredes verticales opuestas 318a, 318b. En particular, cada canal vertical 305, 306 está constituido por una cavidad practicada entre la pared vertical 318a, 318b del entorno cerrado 314 a acondicionar y los paneles verticales 315 y 317 que comprenden una pluralidad de aberturas 316. De esta forma, se crea una cámara impelente entre la pared vertical 318a y 318b y el panel vertical microperforado 315 y 317.
Preferiblemente, las aberturas 316 están dispuestas en el espacio frontal existente entre dos bandejas 100 dispuestas verticalmente, una encima de la otra, en la estructura 200, y están distribuidas uniformemente por toda la superficie de los paneles 315 y 317. Los elementos 316 pueden ser del tipo perforados, microperforados o fisurados.
La pluralidad de aberturas 316 está distribuida uniformemente sobre toda la superficie de cada panel 315 y 317 de tal manera que el aire acondicionado fluye homogéneamente dentro del entorno cerrado 314 a lo largo de una pluralidad de superficies que son sustancialmente horizontales y paralelas al suelo del entorno, fluyendo a través del espacio presente entre las bandejas 100 de los carros 200 presentes en el entorno cerrado.
Los paneles 317 y 315 pueden ser de material metálico, así como de material plástico o compuesto (matriz y refuerzo/relleno) o de tejido.
En particular, la microperforación de los paneles verticales 315 y 317 es de alto nivel y porcentaje, con pequeñas superficies para el paso del aire acondicionado. Preferiblemente, el porcentaje de orificios en cada panel 315 y 317 está comprendido en el intervalo del 2 % al 10%, más preferiblemente en el intervalo del 2 % al 6 %. El valor óptimo es una microperforación igual al 4 % de la superficie del panel.
Los paneles 315 y 317 pueden estar realizados en tejidos de varios tipos y tramas (texturizado/estampado) o en materiales rígidos compatibles con el sector alimentario (por ejemplo, polietileno).
Preferiblemente, la distancia horizontal entre los estantes o carros 200 colocados detrás de los paneles 317 y 315 se reduce al mínimo, más preferiblemente los estantes 200 están en contacto con los paneles verticales 315 y 317, de tal manera que el flujo de acondicionamiento de aire se alimenta horizontalmente directamente al espacio vertical presente entre las bandejas 311 y fluye horizontalmente entre las mismas.
De esta manera, como no existe un espacio vertical entre el panel 315 o 317 y la superficie lateral vertical definida por la estantería 200 colocada adyacente a los paneles verticales opuestos del entorno cerrado, la dispersión del flujo de acondicionamiento de aire se evita en una dirección sustancialmente vertical (desde el suelo hasta el techo), eliminando el riesgo de crear un efecto dañino de "chimenea".
Además, al mantener las estanterías 200 en contacto con los paneles verticales 315 y 317, no es necesario introducir un mayor caudal de aire acondicionado para llegar a los productos agrícolas, evitando el envío de un caudal de aire dañino y violento. Así, la colocación de las estanterías 200 en estrecho contacto con los paneles verticales opuestos 315 y 317 permite conducir todo el flujo de aire acondicionado de manera horizontal y uniforme dentro de cada capa (espacio entre dos bandejas). De esta forma, se crea una masa de aire acondicionado uniforme que cubre los productos agrícolas sin sacudirlos ni dañarlos.
Las figuras 21 y 22 muestran esquemáticamente la evolución de la temperatura en grados centígrados o Celsius en el espacio entre dos estantes sucesivos y la dirección y la velocidad del aire acondicionado (la superficie de las flechas representa la velocidad). Como se muestra en estas figuras, el gradiente de temperatura en cada capa se mantiene sustancialmente constante en la dirección horizontal (paralela al suelo y al techo), lo que permite un crecimiento uniforme máximo de los productos agrícolas a lo largo de toda la superficie del nivel relativo. Preferiblemente, todas las estanterías o carros 200 alojados en un mismo entorno cerrado están dispuestos lateralmente adyacentes entre sí, no solo los estantes 200 adyacentes a los paneles verticales 315 y 317. De esta forma, las bandejas dispuestas a la misma altura sobre múltiples estanterías 200 constituyen una especie de canal sin costura para el paso del aire acondicionado alimentado desde un primer panel vertical 315 hacia el segundo panel vertical 317, y viceversa. De esta forma, se evita tener espacios "vacíos" o "chimeneas" verticales entre estanterías contiguas y el flujo de acondicionamiento de aire se distribuye horizontalmente de manera uniforme.
El sistema de acondicionamiento de aire 300 puede comprender un sistema de sobrepresión, denominado cámara impelente 304, dividida en dos partes distintas 304a y 304b por un elemento separador 320, que está dispuesto entre los primeros canales verticales 303, 307 y los segundos canales verticales 305, 306, y está configurada para la distribución uniforme del aire acondicionado dentro del entorno cerrado 314.
Los primeros canales verticales 303, 307 ponen la unidad de tratamiento de aire 301 en comunicación fluida con la cámara impelente 304.
Los primeros canales verticales 303, 307 ponen selectivamente la unidad de tratamiento de aire 301 en comunicación fluida, respectivamente, con cada una de las dos partes 304a y 304b de la cámara impelente 304.
Por ejemplo, el canal vertical 303 pone la unidad de tratamiento de aire 301 en comunicación fluida con la primera parte 304a de la cámara impelente, mientras que un canal horizontal 308, que sale del extremo del canal 303 presente en la sección 304a, pone selectivamente la unidad de tratamiento de aire 301 en comunicación fluida con la segunda parte 304b de la cámara impelente 304.
Asimismo, el canal vertical 307 pone en comunicación fluida la unidad de tratamiento de aire 301 con la segunda parte 304b de la cámara impelente, mientras que un canal horizontal 309, que sale del extremo del canal 307 presente en la sección 304b, pone selectivamente la unidad de tratamiento de aire 301 en comunicación fluida con la segunda parte 304a de la cámara impelente 304.
Preferiblemente, la comunicación fluida selectiva con las dos partes distintas 304a, 304b de la cámara impelente 304 se obtiene a través de obturadores 310, 311, 312, 313, colocados, por ejemplo, en los extremos de los primeros canales 303, 307 presentes en la cámara impelente 304.
La cámara impelente 304 está en comunicación fluida con los segundos canales verticales o espacios o cámara impelente 305, 306 formada entre las paredes laterales opuestas 318a, 318b del entorno de cultivo cerrado 314.
De esta manera, como se muestra en la figura 14, la presencia del hueco 305 permite ventajosamente conducir el aire acondicionado para que salga de la cámara impelente 304a distribuido de manera uniforme en toda la superficie vertical del panel 317 y, por lo tanto, dentro del entorno cerrado 314.
Ventajosamente, el aire acondicionado se introduce en el interior del entorno cerrado de cultivo 314 a presión, de manera que la presión en el interior del entorno cerrado 314 es superior a la presión exterior. Esta sobrepresión evita que contaminantes potenciales penetren en el interior del entorno de cultivo cerrado.
Preferiblemente, los elementos de cierre 310, 311,312, 313 del flujo de aire acondicionado en el interior de los canales 303, 305, 306, 307, 308, 309 consisten en obturadores.
Ventajosamente, los elementos de cierre 310, 311, 312, 313 del flujo de aire acondicionado están dispuestos en los extremos de los primeros conductos verticales 307, 303.
Preferiblemente, el primer y segundo canales verticales 303, 305, 306, 307 pueden comprender uno o más elementos de filtrado de aire 321a, 321b, 321c.
El sistema de acondicionamiento de aire 300 puede comprender un elemento distribuidor del caudal de aire acondicionado para enviarlo con proporciones controladas que varían gradualmente en el tiempo a través de los canales de aire 303, 305, 306, 307, 308, 309.
Los obturadores 310, 311, 312, 313 tienen un grado de apertura que puede ser controlado de manera cíclica por un microprocesador y/o por una unidad de control, no mostrada en las figuras.
Los obturadores pueden ser preferentemente del tipo de aletas opuestas.
Preferiblemente, se pueden proporcionar sensores para controlar la temperatura, la presión, la velocidad y la humedad del aire presente en el entorno de cultivo cerrado 314.
La unidad de tratamiento de aire 301 puede estar fabricada con materiales convencionales tales como aceros de varios tipos y acabados, así como materiales compuestos (matriz y refuerzo/relleno) para aumentar las posibilidades de higienización del sistema. El aire acondicionado, filtrado y desinfectado por los elementos filtrantes 302, 321a, 321b, 321c, se entrega a la cámara impelente de precámara 304, en la que el flujo pierde parte de su velocidad en beneficio de una distribución uniforme dentro del entorno cerrado 314 de la granja vertical.
Preferentemente, los canales 303, 305, 306, 307, 308, 309 que se extienden desde el cámara impelente 304 de transporte y toma de aire, están debidamente tratados con material aislante, y son de acero galvanizado, acero inoxidable, material textil o material compuesto (matriz y refuerzo/relleno).
Los canales 303, 305, 306, 307, 308, 309 para el suministro y el retorno de aire en las zonas de entrada están realizados con canales tradicionales como un solo bloque de material compuesto (matriz y refuerzo/relleno) o por medio de paneles aislantes.
El sistema de ciclo alterno de aire acondicionado dentro del entorno de cultivo cerrado 314 permite, a través del sistema de obturadores convenientemente posicionados en los puntos de extensión, alternar la entrega y la recogida desde un lado y otro del entorno. Un sistema automático de comando y control ajustará el ciclo según un tiempo fijo o una lógica definida por el usuario y relacionada con el tipo de cultivo.
El circuito de aireación puede estar equipado con filtros HEPA (302a, 321a, 321b y 321c) capaces de permitir obtener un nivel de contaminación del aire compatible con los valores esperados para salas de clase ISO 9, ISO 8, ISO 7 , ISO 6 hasta ISO 5 (con referencia a lo definido en la ISO 14644-1/2015).
Los filtros se pueden insertar en diferentes posiciones del circuito dependiendo de la configuración del sistema y de la disponibilidad de espacios.
Preferiblemente, la unidad de tratamiento de aire 301 está colocada por encima del techo del entorno cerrado.
El uso del ciclo alterno del aire acondicionado de acuerdo con la presente invención hace posible cubrir los cultivos alternativamente desde una dirección y luego desde la dirección opuesta (la figura 14 y la figura 15 muestran las dos posibles direcciones de aire), permitiendo la máxima reducción del gradiente de temperatura horizontal en el espacio presente entre las bandejas de cultivo 100.
Preferentemente, la inversión del sentido del flujo del aire acondicionado entre una pared vertical y la pared opuesta se produce con una frecuencia comprendida entre 1 y 12 veces por hora, más preferentemente comprendida entre 6 y 10 veces por hora.
Ventajosamente, el efecto combinado de la frecuencia de inversión del aire acondicionado, las estanterías lateralmente adyacentes entre sí y con los paneles verticales opuestos 315 y 317, permite obtener un gradiente de temperatura horizontal sensiblemente constante.
A través de las paredes de la sala mediante superficies como las descritas, el sistema de distribución permite reducir o eliminar drásticamente los gradientes verticales de temperatura.
La posible presencia de la cámara impelente de expansión de aire 304 también asegura una perfecta uniformidad en el flujo a lo largo de todo el sistema de acondicionamiento de aire.
En función de la geometría del entorno cerrado 314 a acondicionar y de la disponibilidad de espacios adyacentes, el sistema de acondicionamiento de aire 300 puede tener múltiples configuraciones:
- unidad de tratamiento de aire 301 situada encima del entorno cerrado 314 a acondicionar;
- unidad de tratamiento de aire 301 situada en el lateral o en la base del entorno cerrado 314;
- unidad de tratamiento de aire 301 integrada en las estructuras y paneles aislantes;
- los canales de aire pueden ser de acero zincado, acero inoxidable, material textil o material compuesto (matriz y refuerzo/relleno) y colocados:
■ fuera del entorno cerrado 314;
■ integrados en el entorno cerrado 314;
■ dentro del entorno cerrado 314.
La posición de los filtros absolutos se puede localizar tanto en los canales como en el interior de la unidad de tratamiento de aire 301 o, alternativamente, se puede colocar solo en el circuito de entrada de aire de sobrepresión externo 302.
Las zonas verticales de difusión de aire pueden afectar a toda la pared vertical o solo a partes de la misma, incluso reduciéndose a determinados puntos de suministro/recogida eventualmente equipados con boquillas y/o rejillas de retorno.
El sistema de acondicionamiento de aire 300 también puede aplicarse a pequeños entornos (tales como almacenes automáticos, contenedores, etc.) en cuyo interior se prevé el cultivo y/o el movimiento manual/automático de bandejas de cultivo 100. En estos entornos, incluso si la aplicación de un ciclo alternativo no siempre es posible debido a los espacios reducidos, se pueden usar filtros HEPA absolutos para poner la sala bajo presión positiva.
La figura 16 muestra un entorno cerrado 401 que comprende internamente una pluralidad de salas 314a, 314b, 314c, 314d para el cultivo de productos agrícolas.
En el ejemplo de la figura 17, el entorno cerrado 401 comprende al menos un área de entrada 404 adaptada para dejar pasar estructuras rígidas 202 que comprenden una pluralidad de bandejas 100 con productos agrícolas 111.
Cada sala de cultivo 314a, 314b, 314c, 314d contenida dentro del entorno cerrado 401 puede estar equipada con un sistema de tratamiento de aire 301 de acuerdo con la presente invención. En particular, las paredes verticales opuestas 318a, 318b de cada sala de cultivo 314a, 314b, 314c, 314d estarán provistas de una pluralidad de aberturas conectadas a la unidad de tratamiento de aire 301 por medio de un sistema de canales de aire, de tal manera que permitan, bajo comando, la inversión de la dirección de entrega del aire acondicionado dentro de cada sala de cultivo (llamado "ciclo alterno"), desde una pared vertical 318a hacia la pared vertical opuesta 318b, y viceversa. La dirección del flujo de aire es tal que sea sustancialmente paralela al suelo del entorno cerrado, de modo que pueda fluir hacia el espacio existente entre las bandejas 100 de cada estructura rígida 202 y alcanzar los productos agrícolas. Cada sala de cultivo 314a, 314b, 314c, 314d puede estar equipada con un sistema de acondicionamiento de aire y un sistema de iluminación artificial adecuado para cierto tipo de plantas y para una determinada fase de crecimiento, por ejemplo, para productos vegetales 111 que tienen las mismas necesidades de irradiación y parámetros de acondicionamiento de aire. Las salas de cultivo 314a, 314b, 314c y 314d pueden tener diferentes presiones.
Las salas de cultivo 314a, 314b, 314c y 314d pueden estar mutuamente aisladas climáticamente, separadas e independientes, de manera que se evite la posibilidad de que los elementos patógenos o contaminantes en una de ellas puedan propagarse dentro del entorno cerrado 401 que los contiene o dentro de otras salas de cultivo 314a, 314b, 314c y 314d presentes en el mismo. Estas salas de cultivo no están comunicadas entre sí, ya que están separadas por paredes macizas, preferiblemente del tipo aislante, y preferiblemente por una "antesala" o pasillo.
En particular, disponer de salas de cultivo diferenciadas, independientes, microbiológicamente estables y con microclimas ad hoc permite cultivar diferentes tipos de plantas en una misma sala con diferentes estados de crecimiento, pero que requieren el mismo tipo de condiciones ambientales. Estas salas con diferentes intensidades y espectros de color de luz, temperatura, humedad, CO2 y velocidad de suministro de acondicionamiento de aire cumplen con los requisitos útiles para el producto hortofrutícola en esa etapa particular de desarrollo. El cultivo de productos agrícolas en entornos cerrados permite reproducir con precisión la alternancia de estaciones, típicamente/preferiblemente con germinación en climas más húmedos y fríos (en la mayoría de los casos la germinación ocurre a 18° y con 95 ± 5 % de humedad), mientras el brote y la maduración se producen con climas más cálidos o calurosos.
Además, la presencia de la sobrepresión en el interior de cada sala de cultivo 314a, 314b, 314c y 314d permite proteger los productos agrícolas presentes en cada uno de ellos de elementos patógenos y contaminantes.
Además, en los ejemplos mostrados en las figuras 17 y 18, cada sala de cultivo diferenciada 314a, 314b, 314c, 314d comprende un acceso 406 adaptado para dejar transitar el marco rígido 202 y preservar los parámetros de acondicionamiento de aire contenidos en el mismo.
El acceso 406 a cada sala de cultivo diferenciada 314a, 314b, 314c, 314d se realiza, por ejemplo, a través de una corredera de cierre adaptada para mantener la presión y climatización de cada sala y abrirse y cerrarse para dejar transitar el marco rígido desplazado 202.
Preferiblemente, el marco rígido 202 se mueve mediante medios de movimiento 201.
Preferiblemente, la pluralidad de marcos rígidos 202 se dispone en el interior de las salas de cultivo diferenciadas 314a, 314b, 314c, 314d de manera que se facilite su extracción de la sala, a través del acceso 406 al pasillo 403 del entorno cerrado 401. Por ejemplo, los marcos rígidos 202 pueden disponerse en el interior de las salas de cultivo con un eje longitudinal de desarrollo de las bandejas 100 paralelo al acceso 406 a la sala de cultivo diferenciada 314a, 314b, 314c, 314d donde se posicionan de tal forma que para facilitar el acoplamiento mediante los medios de movimiento 201. En el ejemplo de la figura 19, el pasillo está ocupado por una pluralidad de sistemas para el movimiento de las bandejas o "lanzadera" 405, cada uno adaptado para moverse en la dirección vertical, perpendicular al suelo 219 del entorno cerrado 401, y recoger las bandejas individuales 100 desde el interior de una o más salas de cultivo diferenciadas 314a, 314b, 314c, 314d.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un método para el acondicionamiento de aire de entornos cerrados (314), particularmente para granjas verticales, comprendiendo el entorno cerrado (314) un suelo (219), un techo y está delimitado por al menos dos paredes laterales opuestas (318a, 318b), sustancialmente perpendiculares al suelo y al techo; comprendiendo el método las etapas de:
acondicionar el aire mediante una unidad de tratamiento de aire (301); distribuir y devolver el aire acondicionado presente en el entorno cerrado (314) a través de una pluralidad de canales (303, 305, 306, 307, 308, 309) conectados a dicha unidad de tratamiento de aire (301);
generar un flujo horizontal de aire acondicionado en el interior del entorno cerrado (314), saliendo por una pluralidad de aberturas (316) de un primer panel vertical (317) y entrando por una pluralidad de aberturas (316) de un segundo panel vertical opuesto (315), en el que el primer y segundo panel vertical (315, 317) se proporcionan en las paredes verticales opuestas (318a, 318b) del entorno cerrado (314);
invertir alternativamente la dirección de entrega del aire acondicionado a lo largo de una dirección sustancialmente paralela con respecto al suelo del entorno cerrado (314) para golpear el interior del entorno cerrado (314) alternativamente desde una dirección y posteriormente desde la dirección opuesta de las dos paredes verticales (318a, 318b).
2. El método para el acondicionamiento de aire de entornos cerrados (314) según la reivindicación 1, en el que los elementos de cierre (310, 311, 312, 313) se proporcionan para cerrar el flujo de aire acondicionado en el interior de los canales (303, 305, 306, 307, 308, 309) para invertir alternativamente la dirección de entrega del aire acondicionado entre las paredes verticales opuestas (318a, 318b) del entorno cerrado (314).
3. El método para el acondicionamiento de aire de entornos cerrados (314) según una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que en la primera pluralidad de canales (303, 305, 306, 307, 308, 309), unos primeros canales verticales (303, 307) se proporcionan en comunicación fluida con la unidad de tratamiento de aire (301) y unos segundos canales verticales (305, 306) están dispuestos paralelos a las paredes verticales (318a, 318b) del entorno cerrado (314).
4. El método para el acondicionamiento de aire de entornos cerrados (314) según una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que una cámara impelente (304a, 304b) está dispuesta entre los primeros canales verticales (303, 307) y los segundos canales verticales (305, 306) configurados para la distribución uniforme del aire acondicionado dentro del entorno cerrado (314).
5. El método para el acondicionamiento de aire de entornos cerrados (314) según una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que aire acondicionado se introduce al entorno cerrado (314) bajo presión para que la presión dentro del entorno cerrado (314) sea mayor que la presión externa.
6. El método para el acondicionamiento de aire de entornos cerrados (314) según una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que se proporcionan dichos segundos canales verticales (305, 306), cada uno realizado como un espacio proporcionado entre la pared vertical (318a, 318b) del entorno cerrado (314) y el panel vertical (315, 317) que comprende dicha pluralidad de aberturas (316).
7. El método para el acondicionamiento de aire de entornos cerrados (314) según una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos elementos de cierre (310, 311, 312, 313) para cerrar el flujo de aire acondicionado dentro de los canales (303, 305, 306, 307, 308, 309) se proporcionan a través de obturadores (310, 311, 312, 313).
8. El método para el acondicionamiento de aire de entornos cerrados (314) según una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos elementos de cierre (310, 311, 312, 313) para cerrar el flujo de acondicionamiento de aire están dispuestos en los extremos de los primeros conductos verticales (307, 303) opuestos a la unidad de tratamiento de aire (301).
9. El método para el acondicionamiento de aire de entornos cerrados (314) según una o más de las reivindicaciones anteriores 4 a 8, en el que el cámara impelente (304a, 304b) está dividida en una primera parte (304a) y en una segunda parte (304b) separadas entre sí por un elemento separador (320).
10. El método para el acondicionamiento de aire de entornos cerrados (314) según la reivindicación 9, en el que la unidad de tratamiento de aire (301) está colocada selectivamente en comunicación fluida con cada una de las dos partes (304a, 304b) de la cámara impelente (304) mediante los primeros canales verticales (303, 307).
11. El método para el acondicionamiento de aire de entornos cerrados (314) según una o más de las reivindicaciones anteriores 3 a 10, en el que se proporcionan uno o más elementos de filtrado de aire (321a, 321b, 321c) en dichos primeros y segundos canales verticales (303, 305, 306, 307).
12. El método para el acondicionamiento de aire de entornos cerrados (314) según una o más de las reivindicaciones anteriores 7 a 11, en el que el flujo de aire acondicionado puede controlarse enviándolo en proporciones controladas y gradualmente variables en el tiempo a través de los canales de aire (303, 305, 306, 307, 308, 309) y los obturadores (310,311,312,313).
13. Un sistema (300) para el acondicionamiento de aire de entornos cerrados (314), en particular, para granjas verticales, comprendiendo el entorno cerrado (314) un suelo (219), un techo y está delimitado por al menos dos paredes laterales opuestas (318a, 318b), sustancialmente perpendiculares al suelo y al techo; comprendiendo el sistema:
una unidad de tratamiento de aire (301) para el acondicionamiento del aire;
una pluralidad de canales (303, 305, 306, 307, 308, 309) conectados a dicha unidad de tratamiento de aire (301) y adaptados para distribuir y devolver el aire acondicionado presente en el entorno cerrado (314);
un primer y segundo paneles verticales (315, 317) que comprenden una pluralidad de aberturas (316) dispuestas en las paredes verticales opuestas (318a, 318b) del entorno cerrado (314), estando configurados los paneles para generar un flujo de acondicionamiento de aire que se desplaza desde la primera pared vertical hacia la pared vertical opuesta del entorno cerrado (314); en el que se proporcionan elementos de cierre (310, 311, 312, 313) adaptados para cerrar el flujo de acondicionamiento de aire dentro de los canales (303, 305, 306, 307, 308, 309) y configurados para permitir la inversión alterna del suministro de aire acondicionado a través de una pluralidad de aberturas (316) del primer y segundo paneles verticales (315, 317) a lo largo de una dirección sustancialmente paralela al suelo del entorno cerrado (314) para golpear el interior del entorno cerrado (314) alternativamente desde una dirección y posteriormente desde la dirección opuesta.
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