IT202100001034A1 - Piattaforma offshore fissa multipiano per l’allevamento semiestensivo e/o intensivo di animali da reddito su pascoli rotazionali idroponici/aeroponici drenanti - Google Patents
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Description
Descrizione del Brevetto per Invenzione avente per titolo:
?PIATTAFORMA OFFSHORE FISSA MULTIPIANO PER L?ALLEVAMENTO SEMIESTENSIVO E/O INTENSIVO DI ANIMALI DA REDDITO SU PASCOLI ROTAZIONALI IDROPONICI/AEROPONICI DRENANTI?
La presente invenzione si colloca nel campo sistemi di allevamento animale e di coltivazione idroponica a ciclo chiuso.
Pi? in dettaglio la presente invenzione fornisce una piattaforma offshore fissa multipiano per l?allevamento semiestensivo e/o intensivo di animali da reddito su pascoli rotazionali idroponici/aeroponici drenanti, provvista di zone di allevamento, zone di coltura e moduli per la bioconversione automatizzata e la fitodepurazione dei reflui derivanti dalle attivit? di dette zone; la piattaforma ? dotata di pannelli di tamponamento trasparenti, per il controllo climatico e la gestione delle emissioni aeree derivanti dalle attivit? di allevamento e bioconversione.
Stato dell?arte
Gli allevamenti intensivi di animali da reddito (suini, ovini, bovini, avicoli, ecc.) e l?agricoltura stanno consumando una volta e mezza le risorse naturali dei terreni agricoli italiani; i primi da soli richiedono il 39% delle risorse agricole italiane solo per compensare le emissioni di gas serra derivate da deiezioni e fermentazione enterica degli animali allevati.
Agricoltura e zootecnia sono nel loro insieme insostenibili e creano un deficit fra domanda e offerta di risorse naturali, se osserviamo questi processi attraverso l?indicatore dell'impronta ecologica, che stima l'impatto di un dato settore in rapporto alla capacit? del territorio (biocapacit?) di fornire le risorse necessarie e assorbire i rifiuti o le emissioni prodotte.
Mentre fino ad oggi le regolamentazioni sulle produzioni di pollutanti hanno focalizzato la loro attenzione sui processi produttivi energetici basati su combustibili fossili, negli ultimi vent?anni ? emerso chiaramente il ruolo drammatico giocato dall?industria zootecnica.
In uno studio del 2019 Tschofen et al. si concentrano sull?inquinamento da particolato, l?insieme delle sostanze di minuscole dimensioni disperse nell?atmosfera, l?inquinante oggi pi? diffuso nelle aree urbane che include il Pm 2.5, che l?Epa (Agenzia per la protezione dell?ambiente) ha identificato come causa del 90% delle 100.000 morti premature che si verificano ogni anno negli Stati Uniti a causa dell?inquinamento atmosferico.
Per ciascun settore produttivo, i ricercatori hanno calcolato il rapporto tra danno economico lordo (Ged) e valore aggiunto (Av).
Un rapporto Ged/Av inferiore a 1 indica che il valore supera il danno provocato; quando, viceversa, il risultato ? superiore a 1, il danno supera il valore.
Nello studio si determina che il rapporto Ged/Av equivalga a 0,72 per le aziende produttrici di colture, e circa 2 per gli allevamenti intensivi e tra questi l?industria avicola, spicca per un rapporto che va da 3 a 7.
Un valore che ne testimonia la natura altamente inquinante e dannosa per l?economia e la salute dei cittadini.
Appare chiaro dunque come l?urgenza di trovare soluzioni sostenibili a queste attivit? altamente impattanti per i territori circostanti sia una priorit? assoluta per il futuro dell?alimentazione mondiale.
Sono presenti nello stato dell?arte piattaforme galleggianti o fisse per l?allevamento offshore di piante e animali; si citano in particolare, alcuni documenti brevettuali inerenti al suddetto campo di applicazione.
Il documento CN109601453 illustra un sistema zootecnico combinato a piattaforma galleggiante offshore per pesci e animali alimentato mediante energia eolica; il sistema ? costituito da una piattaforma di allevamento comprendente una superficie superiore composta da una pluralit? di boe superiori uniformemente distribuite sul perimetro e connesse a due a due mediante travi di collegamento e da una porzione di collegamento disposta al centro dello superficie connessa mediante travi scatolari, e una superficie inferiore composta da una pluralit? di boe inferiori uniformemente distribuite sul perimetro e connesse a due a due mediante travi di collegamento e da una porzione di collegamento disposta al centro dello superficie connessa mediante travi scatolari; le boe superiori hanno lo stesso numero e posizioni delle boe inferiori; ciascuna boa superiore ? collegata alla corrispondente inferiore mediante un pilastrino di collegamento; sulle boe superiori sono disposti generatori eolici e un dispositivo di sollevamento.
Il documento brevettuale CN206284122U illustra un?ecozona oceanica comprendente una piattaforma offshore provvista di un fondo collegato a una struttura a telaio multipiano, ogni strato della struttura a telaio include pi? strutture, la struttura ? integrata con un componente che permette la sopravvivenza degli animali o la crescita delle piante; il peso del componente aumenta gradualmente con la profondit? della struttura a telaio, le zone periferiche della piattaforma sono collegate con la struttura emergente; sul fondo della piattaforma marina si imposta la struttura intelaiata multilivello, e sia animali che piante a cultura mista possono essere impostate e protetti su ogni livello; pu? essere anche previsto un livello sul quale impostare una barriera corallina artificiale.
Il documento CN108207607 illustra un impianto agricolo ecologico in mare aperto comprendente una pluralit? di dispositivi dell?impianto e un dispositivo di fermentazione del biogas; ciascun dispositivo dell?impianto comprende una pluralit? di regioni, tra le quali sono previsti degli spazi prefissati destinati alla coltivazione di piante acquatiche disposte in corrispondenza degli spazi vuoti tra regioni adiacenti; il dispositivo di fermentazione del biogas ? comunicazione con le varie regioni dell?impianto tramite condotte; l?impianto agricolo ecologico permette l?utilizzo delle regioni costiere neritiche evitando gravi danni ecologici che possono avvenire su esse.
Emerge dallo stato dell?arte che ad oggi sono note tecniche per l?allevamento ittico o?shore, ma nessuna soluzione tecnica risulta nota per l?allevamento avicolo, suinicolo, ovicaprino o bovino o?shore n? alcuna soluzione tecnica che contempli un ciclo integrato per la produzione di tutte le materie prime necessarie a detti allevamenti, n? tantomeno un sistema che integri a dette produzioni anche la possibilit? di trasformare gli scarti organici derivanti da queste produzioni in nuove materie prime. Descrizione sommaria dell?invenzione
La presente invenzione fornisce una piattaforma offshore fissa multipiano per l?allevamento semiestensivo e/o intensivo di animali da reddito su pascoli rotazionali idroponici/aeroponici drenanti, provvista di zone di allevamento, zone di coltura e moduli per la bioconversione automatizzata e la fitodepurazione dei reflui derivanti dalle attivit? di dette zone.
La piattaforma ? dotata di pannelli di tamponamento trasparenti, per il controllo climatico e la gestione delle emissioni aeree derivanti dalle attivit? di allevamento e bioconversione ed ? costituita da piani di allevamento a multipli livelli dotati di pavimento drenante, pascoli e coltivazioni idroponiche estensive; detti piani di allevamento sono dotati inoltre di vasche sottopavimento per la raccolta ed il convogliamento delle deiezioni.
La piattaforma ? dotata inoltre di un piano sopraelevato a parziale copertura del piano di allevamento dotato di moduli a pannello per la desalinizzazione solare e di unit? di bioconversione automatizzata a mezzo di larve di dittero per le deiezioni animali e per gli scarti di produzione agricola.
Breve descrizione delle figure
La piattaforma offshore fissa per l?allevamento semiestensivo e/o intensivo di animali da reddito su pascoli idroponici drenanti secondo la presente invenzione ? descritta nel seguito con riferimento ad una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva, presentata a scopo esemplificativo e non limitativo, e con particolare riferimento alle figure allegate, in cui:
la figura 1 ? una vista assonometrica della piattaforma secondo l?invenzione provvista di due piani destinati all?allevamento e coltivazione idroponica e un piano destinato alla desalinizzazione dell?acqua marina e alla bioconversione di tutti gli scarti organici derivati dalle attivit? dei piani sottostanti;
la figura 2 ? una vista in sezione longitudinale della piattaforma di figura 1;
la figura 3 ? una vista assonometrica di una zona di allevamento, provvista di nastri trasportatori, della piattaforma di figure precedenti;
la figura 4 ? un dettaglio della zona di allevamento di figura 3;
la figura 5 ? una vista assonometrica di un piano di calpestio drenante di una zona di allevamento della piattaforma;
la figura 6 ? una sezione del piano di calpestio drenante di figura 5.
Descrizione dettagliata dell?invenzione
Nelle figure 1 e 2 ? illustrata la struttura di una piattaforma o?shore fissa multipiano secondo la presente invenzione.
Pi? in dettaglio nelle figure 1 e 2 ? illustrata una piattaforma 100 costituita da due piani 200 destinati all?allevamento e coltivazione idroponica ed un piano 300 destinato alla bioconversione di tutti gli scarti organici derivati dalle attivit? dei piani sottostanti e alla desalinizzazione dell?acqua marina.
Detti piani di allevamento, per la coltivazione idroponica e per la bioconversione dei residui organici prodotti sono alternati e a multipli livelli.
Come illustrato in figura 1 ciascun piano 200 destinato all?allevamento e coltivazione idroponica ? costituito da zone di allevamento 210 e zone di coltura idroponica 220, sovrastate da un ulteriore piano 300, dotato di zone per la bioconversione e pannelli per la desalinizzazione dell?acqua marina, utile inoltre alla creazione della necessaria ombra e riparo per le specie allevate nelle sottostanti zone.
In figura 3 ? illustrata in dettaglio una zona di allevamento 210 del piano 200 della piattaforma provvista di un piano di calpestio 211 e lateralmente di trasportatori a catena 212 provvisti di vasche di pascolo 213.
Al disotto del piano di calpestio 211 vi ? un nastro trasportatore reflui 214, o un raschiatore (non descritto nelle figure), una tramoggia di carico 215 e una serie di pannelli luminosi a led 216.
Nelle figure 5 e 6, rispettivamente in assonometria e in sezione, ? possibile osservare un modo preferibile per la realizzazione di un piano di calpestio drenante 211 di una zona di allevamento 210 della piattaforma, in caso di utilizzo nell?allevamento avicolo. Il piano di calpestio 211 di ciascuna zona 210 ? caratterizzato dall?implementazione di un pavimento drenante ottimizzato per ogni specie allevata la cui morfologia impedisce alle deiezioni di accumularsi sullo stesso, permettendo di contro l?estrusione delle stesse verso il piano sottostante, per mezzo del continuo calpestio prodotto dagli animali, attraverso opportuni fori 217.
Detta superficie ? realizzata preferibilmente con delle depressioni 218 adiacenti e diffuse su tutta la superficie del piano di allevamento.
Le depressioni 218 su descritte saranno anatomicamente compatibili con l?impronta della specie animale allevata e tutte le porzioni della superficie rilevate saranno smussate per facilitare l?adattamento della zampa alle depressioni senza causare lesioni.
Nel caso in cui, ad esempio, debbano essere allevate specie avicunicole detto pavimento sar? dotato di feritoie per lo sviluppo di pascolo idroponico/aeroponico a partire da supporti fuori suolo presenti immediatamente al disotto di dette feritoie, alternate a feritoie drenanti che permettano il passaggio delle deiezioni, prodotte dagli esemplari allevati, al piano sottostante dove avviene il convogliamento e la separazione solido-liquida.
Nel piano sottostante al piano di calpestio 211, attraverso il nastro trasportatore 214 avviene il convogliamento e la separazione solido-liquida dei reflui.
Le deiezioni cos? separate nelle loro porzioni solide e liquide sono trattate in modo differente.
La parte solida sar? convogliata ad un sistema di distribuzione, che alimenter? vasche per la bioconversione a mezzo di insetti saprofagi in stadio larvale, le quali, movimentate da opportuni meccanismi di traslazione saranno quotidianamente caricate con una dose di deiezioni solide, proporzionale allo stadio di sviluppo delle larve inserite all?interno di dette vasche, con cicli di trattamento di durata inferiore o uguale rispetto al ciclo di sviluppo larvale tipico dell?insetto utilizzato e stoccate in magazzini a sviluppo verticale a temperatura controllata (impianti non descritti nel presente brevetto).
La parte liquida delle deiezioni sar? invece forzata ad attraversare vasche di fitodepurazione, nelle quali, grazie all?implementazione di determinate specie batteriche nitrificanti (come, ad esempio, Nitrobacter e Nitrosomonas), disperse su substrati inerti ad alta capillarit?, opportunamente supportate da una adeguata ossigenazione forzata, saranno collocate una o pi? specie di piante acquatiche commestibili.
L?acqua ancora carica di minerali ed opportunamente arricchita dei nutrienti eventualmente mancanti, sar? veicolata ai sistemi di pascolo idroponico/aeroponico su menzionati.
Detti pascoli idroponici o aeroponici saranno divisi secondo logiche rotazionali e concessi come alimentazione alle specie allevate secondo dette logiche, tipiche dell?allevamento semiestensivo.
Nel caso in cui su dette piattaforme o?shore siano allevate specie di ungulati, i cui zoccoli impedirebbero lo sviluppo adeguato dei su descritti pascoli idroponici o aeroponici, saranno implementati viceversa mangiatoie sopraelevate, servite da sistemi di movimentazione multivassoio.
I pascoli idroponici implementano la tecnologia dei trasportatori a catena 212, comunemente usati nella movimentazione, sono impiegati per fornire una superficie mobile di coltivazione idroponica, grazie alla quale, gli animali allevati avranno a disposizione una zona di pascolo costante, ovvero caratterizzato dall?essere sempre al desiderato stadio di sviluppo.
Detta coltivazione ? realizzata movimentando le vasche di pascolo 213 al disotto di pannelli luminosi 216, che consentono lo sviluppo indoor della vegetazione desiderata, in un ciclo chiuso nel quale ogni giorno la superficie di pascolo pronta viene movimentata per essere portata al piano di allevamento e la porzione esausta viene movimentata verso una zona di lavaggio e poi di ricarica delle colture individuate. La piattaforma ? provvista di multipli livelli il cui numero sar? calcolato affinch? ogni giorno sia disponibile la medesima quantit? di pascolo al migliore stadio di sviluppo. Detti sistemi sono assimilabili a pascoli verticali, all?interno dei quali sono coltivati a temperatura controllata, su vassoi idroponici o aeroponici, opportunamente illuminati da led e/o dalla luce solare, specie di piante a rapido sviluppo tipiche dei pascoli, come ad esempio avena ed altre graminacee.
Una volta raggiunto lo sviluppo opportuno il contenuto di detti vassoi, costituito da tappeti erbosi nei quali sono presenti sia i germogli, sia gli apparati radicali di dette specie da pascolo, verr? movimentato e messo a disposizione delle specie allevate. La superficie di allevamento pi? in alto sar? sovrastata da un ulteriore piano 300 dotato di zone 310 per la bioconversione e pannelli 320 per la desalinizzazione dell?acqua marina, utile inoltre alla creazione della necessaria ombra e riparo per dette specie allevate.
Detti pannelli desalinizzatori 310 saranno impiegati per la creazione di acqua potabile, che sar? utilizzata sia per l?abbeveramento di dette specie allevate, sia per le colture idroponiche/aeroponiche.
La piattaforma o?shore pu? presentare una superficie dedicata alla coltivazione idroponica /aeroponica estensiva con o senza serre per la produzione di piante ad uso alimentare (come ad esempio specie orticole, arboree e foraggere).
Detta superficie presenter? una pavimentazione drenante, attraverso la quale si svilupperanno le parti aeree di dette coltivazioni, al di sotto della quale saranno implementati sistemi aeroponici o idroponici nei quali le porzioni radicali di dette piante potranno svilupparsi adeguatamente eventualmente a temperatura controllata non ulteriormente descritti in questo brevetto.
Detta piattaforma o?shore pu? presentare nella parte sommersa una zona, circondata da reti opportunamente sviluppate per l?allevamento di specie ittiche, nelle quali possono essere allevate dette specie.
L?oggetto dell?invenzione ? suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nel concetto inventivo espresso nelle rivendicazioni allegate.
Tutti i particolari possono essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti a seconda delle esigenze, senza uscire dall?ambito di tutela della presente invenzione. Anche se l?oggetto ? stato descritto con particolare riferimento alle figure allegate, i numeri di riferimento usati nella descrizione e nelle rivendicazioni sono utilizzati per migliorare l?intelligenza dell?invenzione e non costituiscono alcuna limitazione all?ambito di tutela rivendicato.
Claims (10)
1. Piattaforma offshore fissa multipiano per l?allevamento semiestensivo e/o intensivo di animali da reddito su pascoli rotazionali idroponici/aeroponici drenanti, comprendente ameno un piano (200) provvisto di zone di allevamento (210) e zone di coltura (220) caratterizzata dal fatto che ? provvista di moduli (310) per la bioconversione automatizzata e la fitodepurazione dei reflui derivanti dalle attivit? di dette zone (210, 220) e dal fatto che dette zone (210, 220) sono dotate di pannelli di tamponamento trasparenti, che permettono il controllo climatico e la gestione delle emissioni aeree derivanti dalle attivit? di allevamento e coltura, e sono sovrastate da un ulteriore piano (300), sopraelevato a parziale copertura, dotato di moduli a pannello (320) per la desalinizzazione solare dell?acqua marina.
2. Piattaforma offshore di cui a rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che la zona di allevamento (210) del piano (200) ? provvista di un piano di calpestio (211) comprendente lateralmente dei trasportatori a catena (212) provvisti di vasche di pascolo (213) e inferiormente un nastro trasportatore reflui (214), alternativamente un raschiatore per i reflui, una tramoggia di carico (215) e una serie di pannelli luminosi a led (216).
3. Piattaforma offshore di cui a rivendicazioni 2 caratterizzata dal fatto che il piano di calpestio (211) di ciascuna zona di allevamento (210) ? un pavimento drenante provvisto di depressioni (218) adiacenti e diffuse su tutta la superficie e di opportuni fori drenati (217).
4. Piattaforma offshore di cui a rivendicazioni 3 caratterizzata dal fatto che le depressioni (218) della superficie di calpestio (211) sono anatomicamente compatibili con l?impronta della specie animale allevata e tutte le porzioni della superficie rilevate sono smussate per facilitare l?adattamento della zampa alle depressioni senza causare lesioni.
5. Piattaforma offshore di cui a rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che le zone (310) comprendono vasche per la bioconversione automatizzata delle deiezioni animali e degli scarti di produzione agricola delle zone (210, 220), a mezzo di insetti saprofagi in stadio larvale, movimentate da opportuni meccanismi di traslazione, caricate con una dose di deiezioni/scarti solidi, proporzionale allo stadio di sviluppo delle larve inserite all?interno di dette vasche, con cicli di trattamento di durata inferiore o uguale rispetto al ciclo di sviluppo larvale tipico dell?insetto utilizzato, e stoccate in magazzini a sviluppo verticale a temperatura controllata.
6. Piattaforma offshore di cui a rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che le zone (310) comprendono vasche di fitodepurazione per l?attraversamento forzato della parte liquida delle deiezioni animali e degli scarti di produzione agricola delle zone (210, 220), provviste di specie batteriche nitrificanti, ad esempio Nitrobacter e Nitrosomonas, disperse su substrati inerti ad alta capillarit?, opportunamente supportate da una adeguata ossigenazione forzata, e nelle quali sono collocate una o pi? specie di piante acquatiche commestibili.
7. Piattaforma offshore di cui a rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che presenta nella parte sommersa una zona, circondata da reti opportunamente sviluppate per l?allevamento di specie ittiche.
8. Piattaforma offshore di cui a rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che le zone (210) di allevamento sono provviste di una superficie di coltivazione, mobile mediante la tecnologia dei trasportatori a catena, sono realizzate secondo logiche rotazionali verticali e sono concesse in continuo come alimentazione alle specie allevate secondo dette logiche tipiche dell?allevamento semiestensivo in modo da fornire zone di pascolo sempre verde senza la necessit? di spostare gli animali allevati.
9. Piattaforma offshore di cui a rivendicazione 8 caratterizzata dal fatto che la superficie mobile di coltivazione ? realizzata movimentando le vasche di pascolo (213) al disotto di pannelli luminosi (216), consentendo lo sviluppo indoor della vegetazione desiderata, in un ciclo chiuso nel quale ogni giorno la superficie di pascolo pronta viene movimentata per essere portata al piano di allevamento e la porzione esausta viene movimentata verso una zona di lavaggio e poi di ricarica delle colture individuate.
10. Piattaforma offshore di cui a rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che ? provvista di livelli multipli soprapposti, formando pascoli verticali, all?interno dei quali sono coltivate, a temperatura controllata, su vassoi idroponici o aeroponici, opportunamente illuminati da led e/o dalla luce solare, specie di piante a rapido sviluppo tipiche dei pascoli, come ad esempio avena ed altre graminacee.
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