ES2946639A1 - Device for crops in aero-hydroponics (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Dispositivo para cultivos en aero-hidroponíaDevice for crops in aero-hydroponics
OBJETO DE LA INVENCIÓNOBJECT OF THE INVENTION
La presente invención se encuadra en el campo técnico de los cultivos sin tierra o cultivos hidropónicos, más concretamente en el de los aparatos especiales para este efecto, y se refiere en particular a un dispositivo para cultivos en aero-hidroponía de alta presión, bajo consumo y fácil mantenimiento en el que las raíces quedan al aire y reciben una solución nutritiva mediante nebulización.The present invention falls within the technical field of soilless crops or hydroponic crops, more specifically in that of special devices for this purpose, and refers in particular to a device for high-pressure, low-consumption aero-hydroponics crops. and easy maintenance in which the roots remain in the air and receive a nutritive solution through nebulization.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
La hidroponía o agricultura hidropónica es un método utilizado para cultivar plantas usando disoluciones minerales en vez de suelo agrícola. Las raíces reciben directamente una solución nutritiva y equilibrada disuelta en agua con los elementos químicos esenciales para el desarrollo de las plantas, que pueden crecer en una solución acuosa únicamente, o bien en un medio inerte de soporte, como arena lavada, grava o perlita, entre muchas otras.Hydroponics or hydroponic agriculture is a method used to grow plants using mineral solutions instead of agricultural soil. The roots directly receive a nutritive and balanced solution dissolved in water with the essential chemical elements for the development of plants, which can grow in an aqueous solution only, or in an inert support medium, such as washed sand, gravel or perlite, among many others.
Por otro lado, se conoce como aeroponía al proceso de cultivo de plantas en un entorno aéreo sin hacer uso de suelo. Los cultivos aeropónicos difieren de los convencionales cultivos hidropónicos y crecimiento in vitro; sin embargo, como se usa agua para transmitir nutrientes, a veces se habla de los aeropónicos como un tipo de hidropónico. Los cultivos aeropónicos consienten básicamente en mantener la planta suspendida en el aire, apoyada por el cuello de las raíces, recibiendo directamente en las raíces pequeñas gotitas o niebla de una solución nutritiva.On the other hand, the process of growing plants in an aerial environment without using soil is known as aeroponics. Aeroponic crops differ from conventional hydroponic crops and in vitro growth; however, since water is used to convey nutrients, aeroponics are sometimes referred to as a type of hydroponics. Aeroponic crops basically allow the plant to be suspended in the air, supported by the neck of the roots, receiving small droplets or mists of a nutrient solution directly on the roots.
Se conocen en el actual estado de la técnica diversos documentos de patente relativos a dispositivos de cultivo en hidroponía. Por ejemplo, la patente con número de publicación US7861459 describe un sistema de circulación de nutrientes líquidos hidropónicos que incluye una pluralidad de depósitos de líquido, cada uno con una abertura en la pared lateral que recibe el vástago de un dispositivo en T dividido que tiene pasajes de entrada y salida de líquido separados para el flujo de líquidos dentro y fuera del espacio interno de los depósitos. El sistema puede incluir un depósito controlador conectado a uno o más de estos depósitos de líquido. Various patent documents relating to hydroponics cultivation devices are known in the current state of the art. For example, patent publication number US7861459 describes a hydroponic liquid nutrient circulation system that includes a plurality of liquid reservoirs, each with an opening in the side wall that receives the stem of a split tee having passages. Separate liquid inlet and outlet for the flow of liquids into and out of the internal space of the tanks. The system may include a controller reservoir connected to one or more of these fluid reservoirs.
La patente norteamericana n° US9516822 divulga un sistema de crecimiento aeropónico que comprende una pluralidad de unidades aeropónicas modulares, cada una de las cuales incluye al menos una boquilla de pulverización dirigida a una zona de la raíz; un sistema de iluminación asociado con la pluralidad de unidades modulares y configurado para emitir luz en una zona vegetativa; un depósito presurizado configurado para alojar un fluido que contiene nutrientes; y un sistema de alimentación de nutrientes configurado para conectar de forma fluida y selectiva cada una de las unidades modulares al depósito presurizado en paralelo, en el que el sistema de alimentación de nutrientes incluye una válvula de cierre de presión asociada con cada una de las unidades modulares.US Patent No. US9516822 discloses an aeroponic growth system comprising a plurality of modular aeroponic units, each of which includes at least one spray nozzle directed at a root zone; a lighting system associated with the plurality of modular units and configured to emit light in a vegetative area; a pressurized reservoir configured to house a nutrient-containing fluid; and a nutrient feed system configured to seamlessly and selectively connect each of the modular units to the parallel pressurized reservoir, wherein the nutrient feed system includes a pressure shutoff valve associated with each of the units. modular.
Cuando una de las unidades modulares se desconecta de la válvula de cierre de presión asociada, la válvula de cierre de presión está configurada para evitar que el fluido fluya desde el depósito presurizado a través de la válvula de cierre de presión, y las otras unidades modulares conectadas al sistema de alimentación de nutrientes permanecen fluidas. conectado al depósito de presión.When one of the modular units is disconnected from the associated pressure shutoff valve, the pressure shutoff valve is set to prevent fluid from flowing from the pressurized reservoir through the pressure shutoff valve, and the other modular units connected to the nutrient supply system remain fluid. connected to the pressure tank.
Otro ejemplo puede encontrarse en el documento de patente europea n° EP3649849, relativo a un sistema aeropónico para el cultivo modular que comprende una pluralidad de contenedores cerrados por una tapa superior, que tiene asientos para alojar macetas para contener un respectivo producto hortícola, estando las macetas provistas de aberturas para comunicarse con el interior de un recipiente. El sistema comprende un contenedor principal y una serie de contenedores secundarios cuyo fondo se coloca en un nivel superior con respecto al fondo del contenedor principal. Una primera línea hidráulica para alimentar un fluido nutricional en cada recipiente está asociada con el sistema, que conecta los recipientes en paralelo y está conectado con el lado de entrega de una bomba, así como una línea hidráulica auxiliar conectada al lado de entrega de la bomba y conectada solo al fondo del contenedor principal, y una segunda línea hidráulica para conectar el fondo de los distintos contenedores.Another example can be found in European patent document No. EP3649849, relating to an aeroponic system for modular cultivation that comprises a plurality of containers closed by a top lid, which has seats to accommodate pots to contain a respective horticultural product, the pots provided with openings to communicate with the interior of a container. The system comprises a main container and a series of secondary containers whose bottom is placed at a higher level with respect to the bottom of the main container. A first hydraulic line for feeding a nutritional fluid into each container is associated with the system, which connects the containers in parallel and is connected to the delivery side of a pump, as well as an auxiliary hydraulic line connected to the delivery side of the pump. and connected only to the bottom of the main container, and a second hydraulic line to connect the bottom of the different containers.
Asimismo, se conocen a nivel comercial algunos sistemas adicionales, como los llamados GrowStream® y Aeroflow®. Sin embargo, todos ellos adolecen de ciertas carencias y presentan problemas tales como una escasa versatilidad y un elevado gasto en energía y suministros tales como el agua o los nutrientes.Likewise, some additional systems are known commercially, such as those called GrowStream® and Aeroflow®. However, all of them suffer from certain shortcomings and present problems such as low versatility and high energy and supply costs such as water or nutrients.
Surge por tanto la necesidad de disponer de un dispositivo para cultivos en aeroponía que permita superar los inconvenientes descritos de una manera sencilla y económica. Therefore, the need arises for a device for aeroponic crops that allows overcoming the described drawbacks in a simple and economical way.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION
El objeto de la invención consiste en un dispositivo para cultivos en aero-hidroponía que tiene como fin principal el de generar el mejor hábitat posible para los pelos radicales de las raíces de las plántulas en crecimiento, así como de permitir el desplazamiento, dentro del dispositivo, de dichas plántulas en función de su estado de desarrollo para poder someterlas a diferentes grados de iluminación o aireación.The object of the invention consists of a device for aero-hydroponics crops whose main purpose is to generate the best possible habitat for the root hairs of the roots of growing seedlings, as well as to allow movement within the device. , of said seedlings depending on their state of development to be able to subject them to different degrees of lighting or aeration.
A diferencia de otros dispositivos de aeroponía, en el dispositivo aquí descrito las raíces no quedan sumergidas en agua en el interior de una cámara de cultivo, sino que quedan suspendidas en el aire y reciben una solución de agua con nutrientes mediante nebulización.Unlike other aeroponics devices, in the device described here the roots are not submerged in water inside a culture chamber, but are suspended in the air and receive a water solution with nutrients through nebulization.
Para ello, el dispositivo comprende básicamente un depósito inferior cerrado y una bandeja superior, acoplable al depósito para formar una cámara de cultivo, la cual comprende una pluralidad de unidades de cultivo desmontables e intercambiables entre sí. Cada unidad de cultivo, destinada a alojar una plántula, está conformada a su vez por una base desmontable en forma de disco, acoplable a la bandeja, y una rejilla central, destinada a albergar la zona radicular de la plántula y a permitir el paso de los pelos radicales.To this end, the device basically comprises a closed lower tank and an upper tray, which can be coupled to the tank to form a culture chamber, which comprises a plurality of culture units that are removable and interchangeable with one another. Each cultivation unit, designed to house a seedling, is made up of a removable disc-shaped base, attachable to the tray, and a central grid, designed to house the root zone of the seedling and allow the passage of root hairs.
El dispositivo se completa con un circuito hidráulico, conectable a una toma o depósito de agua, para riego mediante nebulización de los pelos radicales de la plántula. Preferentemente, dicha nebulización se realiza de forma extremadamente fina, con gotas de entre 3-7 micrones. El dispositivo también comprende un controlador externo, configurado para gobernar el funcionamiento del circuito hidráulico y poder de esa manera controlar parámetros como el tiempo entre nebulizaciones.The device is completed with a hydraulic circuit, connectable to a water intake or tank, for irrigation by misting the root hairs of the seedling. Preferably, said nebulization is carried out extremely finely, with drops of between 3-7 microns. The device also includes an external controller, configured to govern the operation of the hydraulic circuit and thus be able to control parameters such as the time between nebulizations.
El dispositivo incorpora asimismo elementos auxiliares tales como alfombrillas térmicas o fuentes lumínicas. Las alfombrillas térmicas permiten calentar el vaso de expansión con parte de la solución nutriente a nebulizar sobre los pelos radicales.The device also incorporates auxiliary elements such as thermal mats or light sources. The thermal mats allow the expansion vessel to be heated with part of the nutrient solution to be sprayed on the root hairs.
A continuación, se desarrollan algunas de las principales ventajas del dispositivo de la invención frente a los del estado de la técnica. En primer lugar, cabe destacar que en este dispositivo las raíces quedan completamente suspendidas en el aire, sujetas por las unidades de cultivo intercambiables, lo que dota al dispositivo de una gran flexibilidad para ir moviendo las plantas de un alojamiento a otro; por ejemplo, si las de alguna posición reciben poca luz pueden extraerse y situarse en uno mejor expuesto a la iluminación. Some of the main advantages of the device of the invention compared to those of the state of the art are developed below. First of all, it should be noted that in this device the roots are completely suspended in the air, held by the interchangeable cultivation units, which gives the device great flexibility to move the plants from one housing to another; For example, if those in any position receive little light, they can be removed and placed in one that is better exposed to lighting.
También es destacabie que, gracias a las condiciones generadas por el dispositivo, los pelos radicales que son ios encargados de captar el alimento que hay alrededor de las raíces se mantienen en óptimas condiciones. A diferencia de lo que sucede con los sistemas hidropónicos convencionales los pelos radicales están perfectamente oxigenados lo que garantiza la perfecta absorción de agua y nutrientes.It is also noteworthy that, thanks to the conditions generated by the device, the root hairs that are in charge of capturing the food that is around the roots are kept in optimal conditions. Unlike what happens with conventional hydroponic systems, the root hairs are perfectly oxygenated, which guarantees the perfect absorption of water and nutrients.
Asimismo, al generar una cámara de cultivo conformada por dos partes (depósito inferior y bandeja superior), dentro de la cámara se puede depositar una bolsa desechable para recogida de los residuos, lo que permite su rápida limpieza.Likewise, by generating a culture chamber made up of two parts (lower tank and upper tray), a disposable bag can be deposited inside the chamber to collect waste, which allows it to be cleaned quickly.
Este dispositivo permite además su inserción en espacios de poca altura, sin necesidad de estancias especialmente adaptadas. El dispositivo es altamente eficiente en cuanto al consumo de agua y energía y también en el mantenimiento necesario para su correcto mantenimiento.This device also allows its insertion in low-rise spaces, without the need for specially adapted rooms. The device is highly efficient in terms of water and energy consumption and also in the maintenance necessary for its correct maintenance.
Por ejemplo, para el mencionado sistema Aeroflow®, para el cultivo de 60 plantas es necesario disponer de un depósito de unos 200l de solución nutriente, mientras que en el dispositivo de la invención se pueden cultivar 64 plantas con apenas 25 litros de dicha solución nutriente. Asimismo, en este dispositivo no se produce recirculación de la solución nutriente.For example, for the aforementioned Aeroflow® system, for the cultivation of 60 plants it is necessary to have a tank of about 200l of nutrient solution, while in the device of the invention 64 plants can be cultivated with just 25 liters of said nutrient solution . Also, in this device there is no recirculation of the nutrient solution.
El dispositivo así descrito supone una solución sencilla y económica para el desarrollo de cultivos aero-hidropónicos, con un reducido consumo y gran rendimiento.The device thus described is a simple and economical solution for the development of aero-hydroponic crops, with low consumption and high performance.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSDESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción un juego de dibujos en donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of its practical embodiment, a set of drawings is attached as an integral part of said description. where, with an illustrative and non-limiting nature, the following has been represented:
Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva del dispositivo para cultivos en hidroponía.Figure 1.- Shows a perspective view of the device for crops in hydroponics.
Figura 2.- Muestra una vista inferior de la bandeja con las unidades de cultivo.Figure 2.- Shows a bottom view of the tray with the culture units.
Figura 3.- Muestra un detalle de una unidad de cultivo. Figure 3.- Shows a detail of a cultivation unit.
Figura 4.- Muestra una vista esquemática de la instalación del circuito hidráulico del dispositivo.Figure 4.- Shows a schematic view of the installation of the hydraulic circuit of the device.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
Seguidamente se proporciona, con ayuda de las figuras anteriormente referidas, una explicación detallada de un ejemplo de realización preferente del objeto de la presente invención.A detailed explanation of a preferred embodiment of the object of the present invention is provided below, with the help of the aforementioned figures.
El dispositivo para cultivos en aero-hidroponía que se describe está conformado por un depósito (1) inferior, y una bandeja (2) superior, que cierra superiormente al depósito (1). La bandeja (2) comprende a su vez una pluralidad de unidades de cultivo (3) desmontables e intercambiables entre sí, como se muestra en la figura 1. Como se observa en las figuras adjuntas, en esta realización preferente la bandeja (2) se vincula de manera abisagrada con el depósito (1).The described device for aero-hydroponics crops is made up of a lower tank (1) and an upper tray (2), which closes the tank (1) above. The tray (2) in turn comprises a plurality of culture units (3) that are removable and interchangeable with each other, as shown in Figure 1. As can be seen in the attached figures, in this preferred embodiment the tray (2) is hingedly linked to the tank (1).
El interior del depósito (1) está delimitado por las respectivas caras internas de unas paredes laterales y un suelo. Dichas caras internas se encuentran recubiertas por un revestimiento multicapa con función de aislamiento, que en esta realización preferente está conformado por geomembrana, aluminio y plástico reciclado, como se muestra en la figura 2.The interior of the tank (1) is delimited by the respective internal faces of some side walls and a floor. Said internal faces are covered by a multilayer coating with an insulating function, which in this preferred embodiment is made up of geomembrane, aluminum and recycled plastic, as shown in figure 2.
Cada unidad de cultivo (3), mostrada en detalle en la figura 3, está destinada a alojar una plántula, y comprende una base (4) desmontable, en forma de disco y acoplable a la bandeja (2), y una rejilla (5) central, orientable hacia el espacio interior del depósito (1 ' y destinada a albergar un sustrato y la zona radicular de la plántula, y a permitir el paso de los pelos radicales, que quedan así expuestos en el interior del depósito (1).Each cultivation unit (3), shown in detail in figure 3, is intended to accommodate a seedling, and comprises a removable base (4), in the shape of a disc and attachable to the tray (2), and a grid (5 ) central, orientable towards the interior space of the tank (1 ' and designed to house a substrate and the root zone of the seedling, and to allow the passage of the root hairs, which are thus exposed inside the tank (1).
El dispositivo comprende además un circuito hidráulico, mostrado esquemáticamente en la figura 4 y conectable a una toma o depósito de agua. El circuito hidráulico comprende además un depósito para alojamiento de una solución nutriente a mezclar con el agua procedente de la toma, y un controlador externo configurado para control de los elementos del circuito hidráulico.The device also comprises a hydraulic circuit, shown schematically in Figure 4 and connectable to a water intake or tank. The hydraulic circuit also includes a tank for housing a nutrient solution to be mixed with the water coming from the intake, and an external controller configured to control the elements of the hydraulic circuit.
El circuito hidráulico penetra al menos en parte en el interior del depósito (1) y comprende unos nebulizadores configurados para proyectar una niebla nebulizada de una mezcla de solución nutriente y agua, dirigida hacia las raíces de la plántula que quedan expuestas hacia el interior de dicho depósito (1) a través de la rejilla (5).The hydraulic circuit penetrates at least partly inside the tank (1) and includes nebulizers configured to project a nebulized mist of a mixture of nutrient solution and water, directed towards the roots of the seedling, which remain exposed towards the interior of said tank (1) through the grill (5).
El dispositivo asimismo elementos auxiliares tales como alfombrillas térmicas y fuentes lumínicas. Las alfombrillas térmicas permiten calentar el vaso de expansión con parte de la solución nutriente a nebulizar sobre los pelos radicales de la plántula. The device also auxiliary elements such as heat mats and light sources. The thermal mats allow heating the expansion vessel with part of the nutrient solution to be sprayed on the root hairs of the seedling.
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Effective date: 20231106 |