IT201800010720A1 - Apparato per la coltivazione idroponica. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

APPARATO PER LA COLTIVAZIONE IDROPONICA

DESCRIZIONE

Il presente trovato si riferisce ad un apparato per la coltivazione idroponica.

Come noto, la coltivazione idroponica è una tecnica di coltivazione fuori suolo in cui la terra è sostituita da un substrato inerte nel quale si sviluppa l'apparato radicale delle piante.

Negli attuali sistemi idroponici, tale substrato è ad esempio costituito da lana di roccia, fibra di cocco, argilla espansa o da altri materiali inerti che vengono inseriti in opportuni contenitori di coltura, all'interno dei quali vengono poi seminati ed irrorati con soluzioni nutritive adatte ad apportare alle piante tutti gli elementi necessari alla loro crescita.

Nonostante i notevoli miglioramenti apportati durante questi anni agli impianti di coltivazione idroponica, essi presentano ancora svariati inconvenienti che di fatto rendono poco praticabile il loro utilizzo su scala industriale.

Ad esempio, gli attuali impianti idroponici occupano normalmente spazi molto estesi e questo, oltre a causare un grande spreco di volume utilizzabile, rende la loro gestione complessa e difficoltosa .

Inoltre, i sistemi idroponici oggi adottati richiedono spesso l'uso di componenti di servizio ingombranti e sconnesse dall'oggetto colturale stesso, con grandi limiti nei confronti dell'autonomia dell'impianto, oltre che nella gestione e nella protezione delle colture.

Va altresì rilevato che le colture idroponiche sono solitamente illuminare da sorgenti luminose artificiali che, dovendo illuminare ampie superfici, costituisco un fattore importante nel costo di gestione complessivo degli impianti.

Compito della presente invenzione è quello di realizzare un apparato per la coltivazione idroponica che superi gli inconvenienti della tecnica nota citata.

Nell'ambito del compito sopra esposto, uno scopo particolare del trovato è quello di realizzare Un apparato che consenta di ottimizzare il processo di coltivazione idroponica, Coniugando la capacità di soddisfare ogni fabbisogno vegetale con la possibilità di applicare tale processo su scala industriale.

Un altro scopo del trovato è quello di realizzare un apparato che sia di ingombro relativamente contenuto, così da ridurre lo spazio necessario e richiesto per il suo utilizzo.

Altro scopo del trovato è quello di realizzare un apparato che sia di facile gestione, economico, pratico e versatile.

Non ultimo scopo del trovato è quello di realizzare un apparato adatto ad essere combinato con altri apparati sostanzialmente simili, in maniera tale da ottenere strutture di coltivazione spazialmente articolate.

Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da un apparato per la coltivazione idroponica, caratterizzato dal fatto di comprendere una struttura cava delimitata da almeno una parete perimetrale contenente nel suo spessore un substrato adatto alla coltivazione di piante; mezzi di erogazione di una soluzione nutritiva, integrati in detta struttura cava ed atti ad erogare una quantità di detta soluzione nutritiva in detto substrato; e una sorgente luminosa associata a detta struttura cava.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un apparato per là coltivazione idroponica, illustrata a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni in cui:

la figura 1 è una vista prospettica di un apparato secondo l' invenzione ;

la figura 2 è una sezione trasversale dell'apparato secondo l' invenzione ;

la figura 3 è una vista prospettica esplosa di alcune componenti dell'apparato secondo l'invenzione;

la figura 4 è un'altra vista prospettica esplosa di alcune componenti dell'apparato secondo l'invenzione;

la figura 5 è una sezione longitudinale di una parte dell'apparato secondo l'invenzione,-la figura 6 è una vista frontale dell'apparato secondo l'invenzione ;

la figura 7 è un'altra vista frontale dell'apparato secondo l'invenzione;

la figura 8 è una vista prospettica esplosa di alcune componenti dell'apparato secondò l'invenzione.

Con riferimento alle figure citate, l'apparato per la coltivazione idroponica secondo l'invenzione, indicato globalmente con il numero di riferimento 1, comprende essenzialmente una struttura cava 2, avente estensione prevalente lungo un asse longitudinale di simmetria 100, delimitata lateralmente da una parete perimetrale 3 che contiene nel suo spessore un substrato 50 adatto alla coltivazione di piante 51.

Nella struttura cava 2 sono integrati mezzi di erogazione 20 di una soluzione nutritiva, utilizzati per somministrare una quantità di tale soluzione nel substrato 50, nonché una sorgente luminosa 40.

Vantaggiosamente, la struttura cava 2 è provvista sulla parete perimetrale 3 di almeno due superfici di supporto 4, preferibilmente quattro disposte a croce, contrapposte e parallele tra loro.

Le superfici di supporto 4 sono sostanzialmente piane e ciascuna di esse è predisposta per accogliere una superficie di supporto omologa appartenente ad un adiacente apparato per la coltivazione idroponica impilato o accostato con l'apparato 1.

Opportunamente, per rendere maggiormente solido e sicuro l'impilaggio, o l'accostamento, tra i vari apparati per la coltivazione idroponica possono essere utilizzate staffe di fissaggio 5 collaboranti con le superfici di supporto 4.

Secondo una preferita forma di realizzazione, la struttura cava 2 ha sezione trasversale sostanzialmente poligonale, e in particolare sostanzialmente ottagonale.

Nella fattispecie, la struttura cava 2 è assimilabile ad un prisma cavo a base ottagonale, in cui una base è chiusa e quattro delle otto facce laterali sono costituite dalle superfici di Supporto 4, che risultano preferibilmente più strette delle quattro facce laterali restanti.

Più in dettaglio, la struttura cava 2 comprende un telaio essenzialmente formato da un primo elemento di estremità 6, a conformazione sostanzialmente piastriforme , un secondo elemento di estremità 7, a conformazione sostanzialmente anulare, ed una pluralità di guide 8 a sviluppo prevalentemente longitudinale, che uniscono in modo amovibile il bordo perimetrale dei due elementi di estremità 6 e 7.

Preferibilmente, il suddetto telaio comprende anche quattro elementi angolari 9 che definiscono le superfici di supporto 4 e collaborano con le guide 8.

Tra i vari materiali utilizzabili per realizzare il telaio, particolarmente idonei risultano ad esempio il PVC, o il polietilene (rinforzato o non), o qualunque altro materiale che combini la leggerezza ad una elevata resistenza meccanica.

La struttura cava 2 può ospitare una pluralità di moduli di coltivazione 10 associati amovibilmente alle guide 8 in maniera tale da definire la parete perimetrale 3.

È opportuno evidenziare che i moduli di coltivazione 10 possono essere aggiunti o rimossi in modo indipendente l'uno dall'altro, in base alle esigenze specifiche.

Nella fattispecie, ciascun modulo di coltivazione 10 comprende un corpo sostanzialmente parallelepipedico cavo di alloggiamento di una porzione di substrato 50.

Tale corpo è formato da quattro pareti laterali 11 sostanzialmente chiuse, unite tra loro, e da due opposte pareti di fondo 12, almeno parzialmente traspiranti.

Preferibilmente, le pareti laterali 11 sono realizzate in PVC, in polietilene (rinforzato o non}, o comunque in materiali capaci di garantire la tenuta all'acqua e di resistere al deterioramento chimico .

Le pareti di fondo 12, diversamente, sono di preferenza costituite da porzioni di materiale traspirante, o evapotraspirante , che oltre a scongiurare il deteriorarsi delle radici delle piante 51 collaborano con il substrato 50 per trattenere meccanicamente le stesse piante 51.

Per il substrato 50 è invece preferibile l'utilizzo, di lana di roccia che, oltre ad essere chimicamente inerte, presenta una scarsa ritenzione idrica e contemporàneamente una grande capacità di far circolare ossigeno.

Le pareti laterali 11 sono associabili amovibilmente alle guide 8, ad esempio tramite opportuni incavi 13, in maniera tale che le due pareti di fondo 12 vadano a definire rispettivamente la superficie interna e la superficie esterna della parete perimetrale 3.

All'interno di ciascun modulo di coltivazione 10, nel substrato 50; sono inseriti uno o più spezzoni 21 di tubo gocciolante dotati alle loro estremità Opposte di raccordi o giunti per la connessione idraulica al resto dei mezzi di erogazione 20, in modo da fare fluire la soluzione nutritiva al loro interno e somministrarla nel substrato 50.

Il tubo che costituisce gli spezzoni 21 può essere dotato di fori o fessure di gocciolamento o di gocciolatoti esterni, oppure può essere un tubo di tipo poroso.

Vantaggiosamente, gli spezzoni 21 di tubo gocciolante sono disposti in modo tale da risultare sostanzialmente paralleli all'asse longitudinale di simmetria 100 quando il relativo modulo di coltivazione 10 è associato alle guide 8.

Inoltre, i giunti di ogni spezzone 21 di tubo gocciolante affiorano da due opposte pareti laterali 11 del modulo di coltivazione 10 in cui sono alloggiati e sono predisposti per accogliere giunti omologhi appartenenti ad un simile modulo di coltivazione 10 adiacente, oppure ad altri mezzi di erogazione 20.

Da un punto di vista pratico, le caratteristiche dei giunti unite all'orientazione degli spezzoni 21 di tubo gocciolante permettono di collegare idraulicamente i vari moduli di coltivazione 10 tra loro, o con altri mezzi di erogazione 20, quando vengono giustapposti nella struttura cava 2.

Nella fattispecie, oltre che tra loro, gli spezzoni 21 di tubo gocciolante possono essere collegati ad un primo collettore 23 di distribuzione della soluzione nutritiva, e ad un secondo collettore 24 di raccolta della soluzione nutritiva in eccesso, i quali sono opportunamente predisposti per tale collegamento.

Il primo collettore 23 ed il secondo collettore 24 sono rispettivamente inseriti nel primo elemento di estremità 6 e nel secondo collettore 24 e preferibilmente presentano conformazione sostanzialmente toroidale.

Il primo collettore 23 è alimentato da un gruppo di pompaggio 25 che è inserito nel primo elemento di estremità 6 e pesca la soluzióne nutritiva da un serbatoio 26 in cui essa è contenuta, per poi erogarla da una tubazione 27.

Vantaggiosamente, anche il serbatoio 26 è inserito nel primo elemento di estremità 6 e presenta mezzi dì attacco 28 ad una rete ìdrica, per approvvigionare il serbatoio 26 stesso.

Il riempimento del serbatoio 26 è gestito autonomamente tramite un dispositivo di misura 22 del livello di liquido, in accordo alla tecnica nota.

Convenientemente, i mezzi di erogazione 20 comprendono anche un gruppo di miscelazione e dosaggio 29 della soluzione nutritiva. il quale è inserito nel primo elemento di estremità 6.

Nella fattispecie, il gruppo di miscelazione e dosaggio 29 può comprendere ad esempio un primo contenitore 30 per un primo tipo di fertilizzante, un secondo contenitore 31 per un secondo tipo di fertilizzante, un terzo contenitore 32 per un agente adatto alla regolazione del pH, ed un dosatore 33 per la miscelazione di tali sostanze ed il loro successivo rilascio nel serbatoio 26.

Tuttavia, come risulterà facilmente comprensibile per un tecnico del settore, in una diversa forma di realizzazione, il gruppo di miscelazione e dosaggio 29 potrebbe avere anche una configurazione diversa da quella descritta e illustrata, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione.

Preferibilmente, i mezzi di erogazione 20 comprendono anche un gruppo di rilevamento 34 dei parametri chimico-fisici e biologici della soluzione nutritiva, anch'esso inserito nel primo elemento di estremità 6.

Nel primo elemento di estremità 6 trova alloggiamento anche un modulo di alimentazione e controllo 41 della sorgente luminosa 40 la quale è essenzialmente costituita da una lampada LED 42 avente estensione prevalente lungo un asse longitudinale che in uso coincide con l'asse longitudinale di simmetria 100.

Convenientemente, la lampada LED 42 è sostenuta alle sue estremità rispettivamente da una sede ricavata nel primo elemento di estremità 6 e da un braccio di supporto 43, unito in modo removibile al secondo elemento di estremità 7.

Vantaggiosamente , al secondo elemento di estremità 7 può essere associato amovibilmente anche uno sportello, non illustrato, aprìbile per accedere all'interno della struttura cava 2 e richiudibile così da creare uh ambiente isolato rispetto all'esterno e maggiormente adatto ad alcuni tipi di piante 51.

In una forma preferita di realizzazióne, l'apparato 1 comprende inoltre uno strato riflettente che, in uso, ricopre almeno una porzione della superficie interna e della superficie esterna della parete perimetrale 3, al fine di riflettere e distribuire in maniera omogenea il flusso luminoso generato dalla sorgente luminosa 40 verso tutte le piate 51.

Nella fattispecie, il suddetto strato riflettente può identificarsi in due semigusci formati da elementi semi-anulari 14 accoppiabili fra loro in modo amovibile, che rivestono la superficie esterna della parete perimetrale 3, e in un guscio amovibile formato da elementi anulari 15, che riveste la superficie: interna della parete perimetrale 3.

Opportunamente, i bordi di connessione degli elementi semi-anulari 14 sono provvisti di sagomature atte a definire, congiuntamente a quelle di un elemento semi-anulare 14 contiguo, delle aperture 16, definite in corrispondenza di ciascun modulo di coltivazione 10 dell'apparato 1.

Similmente, i bordi di connessione degli elementi anulari 15 sono provvisti di sagomature atte a definire, congiuntamente a quelle di un elemento anulare 15 contiguo, delle aperture 17, definite in corrispondenza di ciascun modulo di coltivazione 10 dell'apparato 1.

È opportuno evidenziare come la segmentazione dei semigusci esterni e del guscio interno si riveli particolarmente vantaggiosa in combinazione con la possibilità di rimuovere o inserire i moduli di coltivazione 10 in modo indipendente l'uno dall'altro.

Ad esèmpio, infatti, tale soluzione consente di spostare i moduli di coltivazione 10 senza necessariamente rimuovere le eventuali piante 51 in essi radicate.

Il funzionamento dell'apparato secondo l'invenzione è il seguente.

Inizialmente, un operatore assembla parzialmente il telaio della struttura cava 2 associando le guide 8 e gli elementi angolari 9 ad uno dei due elementi di estremità 6 e 7.

Successivamente, l'operatore alloggia le piante 51, o i relativi semi, nel substrato 50 dei moduli di coltivazione 10 e associa questi ultimi alle guide 8.

I moduli di coltivazione 10 vengono in pratica giustapposti l'uno all'altro secondo sequenze lineari sostanzialmente parallele tra loro, in modo da allineare gli spezzoni 21 di tubo gocciolante dei moduli di coltivazione 10 di ciascuna sequenza e di accoppiare tra loro i giunti di tali moduli di coltivazione.

È opportuno evidenziare che pur essendo ì moduli di coltivazione 10 combinati in modo da formare una parete perimetrale 3 che risulta sostanzialmente continua ed uniforme, ciascuno di essi definisce un ambiente colturale isolato e questo può rivelarsi particolarmente importante nell'ottica del contenimento di eventuali contagi dovuti alla presenza di fattori patogeni .

Vantaggiosamente, i moduli di coltivazione 10 vengono progressivamente coperti con lo strato riflettente formato dagli elementi semi-anulari 14, che rivestono la superficie esterna della parete perimetrale 3, e dagli elementi anulari 15, che rivestono invece la superficie interna della parete perimetrale 3.

Quando tutti i moduli di coltivazione 10 sono correttamente posizionati e ricoperti dal suddetto strato riflettente, anche l'altro elemento di estremità 6 o 7 viene associato alle guide 8 e agli elementi angolari 9.

Conseguentemente, i due giunti posti alle opposte estremità di ciascuna sequenza dì moduli di coltivazione 10 vanno a connettersi al primo collettore 23 e al secondo collettore 24.

Successivamente, la lampada LED 42 viene disposta all'interno della struttura cava 2, sostanzialmente in corrispondenza dell'asse longitudinale di simmetria 100, e il suo braccio di supporto 43 viene unito al secondo elemento di estremità 7.

La struttura cava 2 viene quindi posizionata in maniera tale che, in uso, il suo asse longitudinale di simmetria 100 risulti sostanzialmente parallelo al piano di appoggio di una superficie di supporto 4.

È opportuno evidenziare nuovamente che l'apparato 1 così descritto può essere accostato e/o impilato ad altri apparati omologhi, sfruttando le superfici di supporto 4 e le staffe di fissaggio 5, fino a comporre strutture spazialmente articolate e relativamente complesse.

Una volta che ciascun apparato 1 è correttamente assemblato e posizionato, l'operatore può alimentarlo elettricamente e collegare il serbatoio 26 alla rete idrica, tramite i mezzi di attacco 28.

Quando il liquido nel serbatoio 26 ha raggiunto il livello preimpostato tramite il dispositivo di misura 22, i fertilizzanti e le altre sostanze presenti nei contenitori 30, 31 e 32 afferiscono nel dosatore 33 che dopo averli miscelati li rilascia nel serbatoio 26.

La soluzione nutritiva contenuta nel serbatoio 26 viene quindi aspirata dal gruppo di pompaggio 25 che la invia al primo collettore 23, tramite la tubazione 27.

Dal primo collettore 23 la soluzione nutritiva viene distribuita ai vari spezzoni 21 di tubo gocciolante ad esso collegati per essere poi erogata nei moduli di coltivazione 10.

La soluzione nutritiva in eccesso viene quindi raccolta dal secondo collettore 24 che provvede a ricircolarla, inviandola nuovamente nel serbatoio 26 tramite opportune condutture, qui non descritte e rappresentate.

A questo punto ha inizio il ciclo di coltivazione delle piante 51 tramite l'appa

Si è in pratica constatato come l'invenzione raggiunga il compito e gli scopi prefissati avendo realizzato un apparato che consente di ottimizzare il processo di coltivazione idroponica, coniugando la capacità di soddisfare ogni fabbisogno vegetale con la possibilità di applicare tale processo su scala industriale .

In particolare, nell'ottica di massimizzare le rese a parità di spazio occupato, è stato realizzato un apparato componibile ed impilabile contenente al suo interno tutte le componenti impiantistiche essenziali per gestire correttamente la coltivazione delle piante secondo la tecnica idroponica.

L'apparato secondo l'invenzione presenta un ingombro relativamente contenuto e può essere impiegato in qualsiasi ambito chiuso .

Per di più, la chiusura della struttura cava con uno sportello amovibile e la sua ricopertura con uno strato riflettente, aumentano enormemente l'efficienza dell'apparato secondo l'invenzione.

Altri aspetti importanti dell'apparato secondo l'invenzione sono la facilità di montaggio e la sua leggerezza, proprietà chiave per avere un apparato di facile gestione, pratico e versatile .

L'apparato per la coltivazione idroponica secondo l'invenzione è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Naturalmente, i materiali impiegati, nonché le dimensioni e le forme, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato per la coltivazione idroponica, caratterizzato dal fatto di comprendere una struttura cava delimitata da almeno una parete perimetrale contenente nel suo spessore un substrato adatto alla coltivazione di piante; mezzi di erogazione di una soluzione nutritiva, integrati in detta struttura cava ed atti ad erogare una quantità di detta soluzione nutritiva in detto substrato; e una sorgente luminosa associata a detta struttura cava .
2. 2. Apparato, secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta struttura cava comprende almeno due superfici di supporto sostanzialmente piane definite su detta parete perimetrale, dette superfici di supporto essendo contrapposte e sostanzialmente parallele tra loro, ciascuna di dette superfici di supporto essendo predisposta per accogliere una superficie di supporto omologa appartenente ad un adiacente apparato per la coltivazione idroponica impilato con detto apparato .
3. 3. Apparato, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta struttura cava presenta sezione trasversale sostanzialmente poligonale.
4. 4. Apparato, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta struttura cava comprende un telaio, a sua volta comprendente un primo elemento di estremità, sostanzialmente piastriforme, un secondo elemento di estremità, sostanzialmente anulare, e una pluralità di guide lineari che uniscono amovibilmente il bordo perimetrale di detto primo elemento di estremità con il bordo perimetrale di detto secondo elemento di estremità; detta struttura cava comprendendo inoltre una pluralità di moduli di coltivazione associati amovibilmente a detto telaio in maniera tale da definire detta parete perimetrale di detta struttura cava, ciascuno di detti moduli di coltivazione contenendo nel suo spessore almeno una parte di detto substrato.
5. 5. Apparato, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti moduli di coltivazione comprende quattro pareti laterali sostanzialmente chiuse, unite tra loro, e due opposte pareti di fondo almeno parzialmente traspiranti, unite a dette pareti laterali in maniera tale da contenere detta almeno una parte di detto substrato, dette pareti di fondo essendo rivolte rispettivamente verso l'interno e verso l'esterno di detta parete perimetrale di detta struttura cava .
6. 6. Apparato, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di erogazione comprendono uno o più spezzoni di tubo gocciolante inseriti all'interno di ciascuno di detti moduli di coltivazione, detti spezzoni di tubo gocciolante essendo atti a convogliare detta soluzione nutritiva ed erogare detta soluzione nutritiva in detta almeno una parte di detto substrato di coltivazione, le estremità opposte di ciascuno di detti spezzoni di tubo gocciolante essendo provviste di giunti per la connessione idraulica affioranti da due opposte pareti laterali di ciascuno di detti moduli di coltivazione, ciascuno di detti giunti essendo predisposto per accogliere un giunto omologo appartenente ad un adiacente modulo di coltivazione e/o ad altri mezzi di erogazione.
7. 7. Apparato, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di erogazione comprendono un primo collettore, sostanzialmente toroidale, inserito in detto primo elemento di estremità; un secondo collettore, sostanzialmente toroidale, inserito ìn detto secondo elemento di estremità e collegato idraulicamente con detto primo collettore tramite uno o più di detti spezzoni di tubo gocciolante; un serbatoio per detta soluzione nutritiva, inserito in detto primo elemento di estremità e provvisto di mezzi di attacco ad una rete idrica; e un gruppo di pompaggio inserito in detto primo elemento di estremità e interposto tra detto serbatoio e detto primo collettore.
8. 8. Apparato, secondo una o piu delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di erogazione comprendono un gruppo di miscelazione e dosaggio di detta soluzione nutritiva inserito in detto primo elemento di estremità.
9. 9. Apparato, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di erogazione comprendono un gruppo di rilevamento dei parametri chimico-fisici e biologici di detta soluzione nutritiva.
10. 10. Apparato, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta sorgente luminosa comprende almeno una lampada LED unita amovibilmente a detto primo elemento di estremità e a detto secondo elemento di estremità, detta lampada LED essendo unita a detto secondo elemento di estremità tramite un braccio di supporto, detta lampada LED essendo disposta sostanzialmente in corrispondenza di un asse longitudinale di simmetria di detta struttura cava.
11. 11. Apparato, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere uno strato riflettente che ricopre almeno parzialmente detta parete perimetrale di detta struttura cava.
12. 12. Apparato, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere uno sportello amovibilmente associato a detto secondo elemento di estremità.