ITPD20130346A1 - Dispositivo integrato per irrigazione - Google Patents

Description

Dispositivo integrato per irrigazione

Campo dell’invenzione

La presente invenzione riguarda il settore dell’agronomia ed in particolare il settore delle attrezzature per l’irrigazione in quanto si riferisce ad un dispositivo unico ed integrato di irrigazione a pioggia trasportabile ed autonomo alimentato da un generatore di energia elettrica ottenuta da fonte rinnovabile. In particolare, detto sistema comprende una struttura di sostegno trasportabile o trainabile che contiene al suo interno un sistema di irrigazione, un sistema di pompaggio dell’acqua e un sistema di generazione di corrente elettrica da energia solare.

Stato della tecnica

Sono ben noti nell’arte sistemi d’irrigazione ad aspo in cui una tubazione avvolgibile comprende un avvolgitore azionato meccanicamente, un tubo in materiale plastico, degli ugelli irrigatori e aventi una pompa idraulica azionata da un motore a scoppio sia alloggiato a bordo che presente su di una motrice esterna, generalmente un motore diesel.

Sono anche noti nell’arte generatori di energia elettrica da energia rinnovabile da combustibile trasportabili, costituiti nel primo caso da rinnovabile, da pannelli solari, gruppo di conversione, sistemi di accumulo e da collegamenti e accessori elettrici per garantirne il corretto funzionamento; e nel secondo caso da un motore a combustione interna, un serbatoio per il combustibile e di ogni accessorio elettrico e meccanico per il corretto funzionamento, supportati da una struttura idonea.

Sono altresì noti sistemi di irrigazione stazionari alimentati ad energia solare e apparecchiature per l’irrigazione trasportabili alimentate ad energia solare, ma queste ultime sono progettate per il trattamento di aree ridotte, come nel caso del settore del giardinaggio, e non prevedono l’alloggiamento di sistemi a rotolone e pertanto non risultano impiegabili per l’irrigazione su ampia scala richiesta dalla moderna agricoltura . Per esempio, il brevetto statunitense N. US7201333 descrive un apparato statico per l’irrigazione intermittente ed automatica dotato di una pompa alimentata da energia elettrica da panelli solari; la domanda di brevetto statunitense numero di pubblicazione N. US20130098816 descrive una stazione di purificazione per la produzione di acqua potabile alimentata da un generatore ad energia solare ed un generatore di energia eolica. La domanda di Brevetto Cinese N. 202374812 descrive un piccolo sistema di irrigazione mobile montato su di un carrello alimentato ad energia solare per l’alimentazione di un irrigatore a getto. La domanda di Brevetto Cinese N. 201810510 descrive un sistema di irrigazione alimentato ad energia solare posizionato su di un veicolo a propulsione umana, tipo bicicletta. La domanda di Brevetto inglese N. GB2462720 descrive un robot per l’irrigazione mobile montato su di un carrello comprendente un tubo d’irrigazione retrattile del tipo a rotolone alimentato da energia elettrica derivata dal movimento dell’acqua o dall’ambiente ma non derivata dall’energia solare. La domanda di Brevetto Cinese numero di pubblicazione 101790954 descrive un sistema di irrigazione a pioggia per l’agricoltura mobile che comprende un veicolo mobile, un serbatoio d'acqua e di un sistema di irrigazione a pioggia.

Risulta evidente che i sistemi per irrigazione noti nello stato dell’arte presentano diversi inconvenienti come per esempio: sono molto energivori, comportano consumi ingenti di combustibile fossile, sia nei casi diretti in cui il combustibile è impiegato in una motopompa per generare lavoro in loco sia nei casi indiretti dove il combustibile viene impiegato in centrale per la generazione di energia elettrica; determinano importanti emissioni di gas serra nell’arco della stagione irrigua.

Inoltre è ben noto che viste le potenze impiegate comunemente e per come è progettato il processo di irrigazione in agronomia, spesso viene impiegata molta più acqua di quella che servirebbe perdendola sia per evaporazione sia per esubero rispetto alla capacità di assorbimento del terreno, imponendo pertanto dei cicli di carico e scarico della capacità idrica del terreno che nel lungo periodo contribuiscono a degradare la fertilità del terreno stesso.

Non è neanche da trascurare che i sistemi a combustione interna comportano spese di manutenzione ingenti in particolare delle parti soggette ad usura e consumo.

Ancora, è da tener conto che spesso il processo di irrigazione in agricoltura, specialmente di aree di ampie dimensioni può richiedere che vengano movimentati più mezzi separati.

Alla luce di quanto fin qui discusso, è evidente che sia particolarmente sentita nel settore delle attrezzatore per l’irrigazione per l’agricoltura la necessità di avere a disposizione sistemi integrati autonomi ed autosufficienti dal punto di vista energetico, che possano essere facilmente trasportabili e posizionabili nel luogo di lavoro e che assicurino un efficiente irrigazione specialmente su ampia scala. L'esistenza di tale esigenza è anche confermata dal fatto che la riduzione delle emissioni dei gas serra rientra tra gli obiettivi posti dall'Unione Europea.

La presente invenzione si differenzia dai sistemi noti dell’arte in quanto integra in un corpo unico tutti gli apparati necessari per ottenere un sistema di irrigazione trasportabile ed energicamente autonomo che risponda esigenze del settore agricolo migliorando l’efficienza energetica, anche in termini di carbon footprint, riducendo le emissioni di gas serra e consentire un uso più efficace ed efficiente dell’acqua nel processo di irrigazione.

Rispetto ai sistemi noti nell’arte il sistema unico ed integrato proposto nella presente invenzione permette di movimentare un unico mezzo per adempiere alle operazioni di irrigazione il quale una volta eseguite le attività di attrezzaggio risulta autonomo anche nella gestione. Al confronto con altre soluzioni per ausilio all’irrigazione agricola che invece propongono solamente la mobilità del generatore di energia elettrica a fonte rinnovabile l’invenzione propone l’unicità integrando nello stesso mezzo sia la generazione di energia che la distribuzione del fluido sempre mantenendo la possibilità di traino o trasporto al luogo desiderato.

Oggetto dell’invenzione

Il suddetto problema tecnico è pertanto risolto dall’oggetto della presente invenzione essendo il risultato dell’integrazione in sistema di irrigazione a pioggia unico di:

una struttura portante trasportabile o trainabile, un sistema di irrigazione che comprende un tubo dotato ad una sua estremità di un irrigatore a pioggia e collegato ad una sua opposta estremità ad una moto-pompa a motorizzazione elettrica, mezzi di richiamo del tubo da e verso una posizione raccolta in detta struttura portante, un generatore solare e relativo inverter per la conversione della corrente elettrica continua, erogata dal generatore, in corrente elettrica alternata per l’alimentazione della moto-pompa, in cui i mezzi di richiamo del tubo comprendono un avvolgitore automatico ad aspo, detta struttura portante comprende un vano di alloggiamento per l'avvolgitore e che detto avvolgitore è spostabile tra una posizione operativa in cui esso è estratto dalla struttura portante e consente lo svolgimento ed il richiamo del tubo sul proprio aspo ed una posizione di trasporto in cui esso è accolto stabilmente in detto vano della struttura portante.

Il trovato realizza un sistema di irrigazione trasportabile, trainabile e autoalimentato che integri nella stessa struttura tutto l’occorrente per gestire in modo più efficiente ed efficace la stagione irrigua ovviando così alla necessità di organizzare il movimento e il posizionamento di più mezzi. Ulteriormente il trovato della presente invenzione consente agli utilizzatori di realizzare un abbattimento della spesa annua dovuta per il funzionamento delle moto pompe sfruttando l’impiego di energia rinnovabile direttamente in loco. Inoltre grazie alla notevole riduzione delle parti meccaniche soggette ad usura si potrà beneficiare anche di una riduzione di spesa nella manutenzione annua.

Caratteristiche preferite dell'invenzione sono definite nelle rivendicazioni dipendenti. Ulteriori peculiarità della presente invenzione saranno chiare dalla seguente descrizione dettagliata con riferimento alle figure annesse.

Breve descrizione delle figure

La figura 1 mostra una vista secondo una prospettiva frontale di un dispositivo integrato per irrigazione secondo la presente invenzione, con un generatore solare in posizione di riposo e parzialmente rimosso allo scopo di illustrare i componenti interni del dispositivo; la figura 2 mostra una vista secondo una prospettiva laterale del dispositivo di figura 1; la figura 3 mostra una vista secondo una prospettiva posteriore del dispositivo di figura 1 con il generatore solare interamente posizionato a copertura del dispositivo;

la figura 4 mostra una vista laterale del dispositivo secondo la presente invenzione in cui il generatore solare è in posizione aperta;

la figura 5 mostra una vista laterale in dettaglio del dispositivo di figura 1;

la figura 6 mostra una vista prospettica del dispositivo di figura 1 con il generatore solare il posizione aperta ed un aspo per un tubo avvolgibile collocato in posizione esterna al dispositivo;

le figure 7 e 7A mostrano rispettivamente una vista laterale del dispositivo di figura 4 che illustra un elemento di supporto del generatore solare ed un relativo dettaglio;

la figura 8 mostra una vista posteriore di una prima variante realizzativa del dispositivo secondo la presente invenzione comprendente un dispositivo di trivellazione; e le figure 9A e 9B sono due viste prospettiche di una seconda variante del dispositivo secondo la presente invenzione, rispettivamente in posizione aperta e chiusa.

Descrizione dettagliata dell’invenzione

Nel contesto della presente invenzione per tubo di irrigazione si intende qualsiasi tubo flessibile per il trasporto dell’acqua di dimensioni e materiali opportuni quali gomma e PVC con o senza rinforzo tessile, retinato o magliato, in poliestere quali il Kevlar.

Nel contesto della presente invenzione per meccanismo di arrotolamento automatico di un tubo di irrigazione si intende qualsiasi mezzo per arrotolare in maniera non manuale il tubo in un aspo o altra struttura.

Nel contesto della presente invenzione per generatore solare si intendono i sistemi di trasformazione dell’energia solare, in particolare pannelli solari fotovoltaici, ma anche altri sistemi analoghi di generazione di energia elettrica tramite radiazione solare.

Nel contesto della presente invenzione per accumulatore di carica elettrica si intende una batteria o altro sistema equivalente in grado di accumulare la corrente elettrica prodotta in eccesso e in grado di sostenere per un tempo sufficiente l’erogazione di energia al sistema.

Con riferimento alle figure, un dispositivo integrato per irrigazione a pioggia è rappresentato nel suo complesso con il numero di riferimento 100. Il dispositivo 100 comprende una struttura portante 1 che, secondo una forma di realizzazione preferita è di tipo trasportabile o trainabile e conformata a telaio semovente. A tale scopo la struttura 1 presenta ruote 14, preferibilmente ammortizzate e disposte a coppie su due assi. Preferibilmente, la struttura portante 1 è dotata di un sollevatore meccanico 15 solidale alla struttura 1 stessa, in grado di sostenerla in posizione orizzontale quando la struttura è in posizione di sosta. Secondo una forma di realizzazione preferita, le ruote 14 sono collocate in posizione centrale rispetto all'estensione longitudinale del veicolo ed il sollevatore meccanico 15 è disposto in posizione anteriore. È comunque evidente che potranno essere previste configurazione differenti per tali componenti.

Nella presente forma di realizzazione, la struttura portante 1 è di tipo trainato e comprende un elemento di aggancio 16 accoppiabile ad un gancio di un veicolo a motore, non illustrato in figura. In alternativa, la struttura portante potrà essere semovente e, pertanto, dotata di propulsione autonoma.

Più in generale, nel contesto della presente invenzione, nel caso di struttura di tipo trainato, potrà essere prevista una qualsiasi struttura su ruote atta ad essere trainato ed avente un gancio di traino e ruote adeguatamente dimensionate e progettate per consentire il transito nelle strade.

La struttura portante 1 definisce un pianale 18 che supporta un sistema di irrigazione 20 che comprende un tubo 2, preferibilmente dotato ad una sua estremità di un irrigatore a pioggia, non illustrato in figura, ed associabile ad una pompa 3 di tipo elettrico per l'alimentazione di una portata di liquido destinato ad essere irrigato tramite il sistema 20. La pompa 3 ed il relativo motore elettrico 30 sono entrambi posizionati sul pianale 18, preferibilmente in posizione frontale al sistema di irrigazione 20.

Si noti che, nel contesto della presente invenzione, potrà essere previsto l'utilizzo di qualunque tipo di pompa idraulica, in particolare scelta e dimensionata a seconda della portata di acqua che è necessario irrigare, della tipo di terreno sul quale verrà previsto l'utilizzo del dispositivo (ad esempio sarà richiesta una maggiore protezione dalla polvere nel caso di utilizzo su terreni particolarmente sabbiosi) e, più in generale, in base ad altre scelte progettuali.

Il tubo 2 è associato a rispettivi mezzi di richiamo 4 che permettono l'avvolgimento e lo svolgimento del tubo 2 da e verso una posizione raccolta nella struttura portante 1.

Secondo una forma di realizzazione preferita, i mezzi di richiamo 4 comprendono un avvolgitore ad aspo 5 sul quale può essere avvolto il tubo 2, preferibilmente associato ad una turbina idraulica, azionata dalla portata di acqua stessa, o ad un motore elettrico oppure ancora ad altri sistemi di azionamento, non illustrati in figura, che ne permette l'azionamento in maniera automatica. Preferibilmente, l'avvolgitore 5 è fissato girevolmente ad un telaio di supporto 21 del sistema di irrigazione, in corrispondenza di una porzione mobile 21', in particolare girevole rispetto al telaio 21 attorno ad un asse sostanzialmente perpendicolare alla superficie di lavoro del sistema di irrigazione 20. Secondo una forma di realizzazione preferita, il sistema di irrigazione 20 comprende inoltre ruote 22 che ne permettono una maggiore trasportabilità.

La struttura portante 1 comprende inoltre un vano di alloggiamento 8 per il sistema di irrigazione 20 e, il particolare, per l'avvolgitore 5. L'avvolgitore 5 è spostabile tra una posizione operativa in cui esso è estratto dalla struttura portante 1 e consente lo svolgimento ed il richiamo del tubo 4 sul proprio aspo 5, illustrata nella figura 6, ed una posizione di trasporto in cui esso è accolto stabilmente in detto vano 8 della struttura portante 1, illustrata nelle restanti figure.

Preferibilmente, il vano di alloggiamento 8 è definito da una coppia di guide 80, sulle quali possono scorrere le ruote 22 del sistema di irrigazione 20. In questo modo, il posizionamento del sistema di irrigazione 20 nella struttura portante 1 può avvenire in maniera stabile e precisa. In aggiunta, le guide 80 possono comprendere ulteriormente delle estensioni mobili, non illustrate in figura, che si estendono dall'estremità delle guide fino al suolo, per permettono la discesa e la salita del sistema di irrigazione 20 sulla struttura 1.

Secondo una forma di realizzazione preferita, il carico e lo scarico del sistema di irrigazione 20 è facilitato dall’impiego di un argano 17 supportato nella struttura 1 immediatamente di fronte alle guide 80.

Con riferimento quindi anche alle figure 3 e 4, il dispositivo secondo la presente invenzione comprende inoltre un generatore solare 6 associato ad un relativo inverter per la conversione della corrente elettrica continua, erogata dal generatore, in corrente elettrica alternata destinata all’alimentazione della moto-pompa 3 e dell'argano 17.

L'inverter e, più in generale, il sistema di conversione della corrente elettrica continua in corrente elettrica alternata definito dagli altri apparati elettrici sono alloggiati all’interno di un contenitore 7 atto a proteggere da raggi solari, eventi atmosferici e intemperie.

Il generatore solare 6 è inoltre associato ad un accumulatore di energia elettrica, non illustrato in figura, che potrà essere utilizzato per accumulare l'energia prodotta dal generatore 6 e fornirla a tutti gli organi elettrici presenti nel dispositivo secondo la presente invenzione.

Preferibilmente il generatore solare 6 include un elemento di sostegno 9 formato da un montante 90 fissato su detta struttura portante 1 ed un traverso 91, ad esso perpendicolare, e sul quale sono fissati in maniera articolata dei moduli solari 11.

I moduli solari 11 sono supportati tramite pannelli portanti 10 che, nella presente forma di realizzazione, sono in numero pari a tre, due articolati al traverso 91 ed un terzo articolato ad uno dei due moduli connessi al traverso.

Tale configurazione permette di rendere i pannelli loro incernierati e dispiegabili tra una posizione operativa in cui i pannelli 10 sono sostanzialmente complanari ed una posizione di riposo in cui i pannelli 10 sono raccolti sulla struttura portante 1 a tamponamento di pareti contigue di essa. In questo modo può essere vantaggiosamente realizzata una copertura della struttura 1 tramite i moduli solari 11 stessi.

Più in generale, anche in presenza di un unico modulo solare 11 il dispositivo secondo la presente invenzione prevede l'utilizzo di un elemento di sostegno in grado di spostarlo da e verso una posizione di riposo in cui è a ridosso di almeno una corrispondente parete della struttura portante 1, eventualmente costituendone un tamponamento.

Con riferimento quindi alle figure 7 e 7A, secondo una forma di realizzazione preferita, l'elemento di sostegno 9 comprende mezzi di inseguimento 92 della posizione solare che permettono la rotazione dei pannelli 10 e, di conseguenza dei moduli 11, attorno a due assi tra loro ortogonali, preferibilmente coincidenti con il l'asse del montante 90 e del traverso 91.

Come illustrato schematicamente in figura 7A, i mezzi di inseguimento 92 possono essere realizzati tramite una coppia di corone dentate 93, 94, associate a rispettivi viti ad evolvente 95, 96 che ne impartiscono il moto.

È evidente che anche la movimentazione dei moduli potrà essere affidata all'energia da essi accumulata.

Il dispositivo integrato per irrigazione a pioggia della presente invenzione comprende inoltre sistema di ancoraggio al suolo 13, preferibilmente realizzato tramite piedi di appoggio fissati alla struttura portante 1 ed abbassabili per fornire maggiore stabilità al dispositivo durante l'uso.

In alternativa, nella variante realizzativa di figura 8, il sistema di ancoraggio al suolo 13 è costituto da almeno una trivella che permette di ancorare il dispositivo a terra specialmente in presenza di terreni sconnessi.

In un'ulteriore variante di realizzazione, illustrata nelle figure 9 e 9A, il sistema di ancoraggio comprende piedi estensibili basculanti, azionati tramite cilindri idraulici che poggiano a terra per stabilizzare la struttura e che quando non impiegati sono riposti integralmente nella struttura portante all’interno dei montanti disposti ai quattro vertici della struttura.

Detto sistema può ulteriormente comprendere un sistema di controllo computerizzato a controllo remoto.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo integrato per irrigazione a pioggia comprendente un sistema di irrigazione che comprende un tubo (2) dotato ad una sua estremità di un irrigatore a pioggia e collegato ad una sua opposta estremità ad una moto-pompa a motorizzazione elettrica (3), mezzi di richiamo del tubo (4) da e verso una posizione raccolta in detta struttura portante, un generatore solare (6) e relativo inverter per la conversione della corrente elettrica continua generata dal generatore in corrente elettrica alternata (7) per l’alimentazione della motopompa (3), caratterizzato dal fatto che detti mezzi di richiamo del tubo (4) comprendono un avvolgitore ad aspo (5), detta struttura portante comprende un vano di alloggiamento (8) per detto avvolgitore (5) e che detto avvolgitore (5) è spostabile tra una posizione operativa in cui esso è estratto dalla struttura portante (1) e consente lo svolgimento ed il richiamo del tubo (4) sul proprio aspo (5) ed una posizione di trasporto in cui esso è accolto stabilmente in detto vano (8) della struttura portante (1).
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui il generatore solare (6) include una vela (9) montata su detta struttura portante (1).
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, in cui la vela (9) comprende mezzi di inseguimento (92) della posizione solare.
4. 4. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2 e 3, in cui la vela (9) comprende almeno un pannello portante (10) almeno un modulo solare (11) spostabile da e verso una posizione di riposo in cui detto pannello (10) è a ridosso di almeno una corrispondente parete (12) di detta struttura portante (1).
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, in cui il pannello (10) nella posizione di riposo costituisce un tamponamento della parete (12).
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui la vela (9) comprende almeno due pannelli (10) ciascuno portante almeno un modulo solare (11), tar loro incernierati e dispiegabili tra una posizione operativa in cui i pannelli (10) sono sostanzialmente complanari ed una posizione di riposo in cui i pannelli (10) sono raccolti sulla struttura portante (1) a tamponamento di almeno due pareti (12) contigue di essa.
7. 7. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, ulteriormente comprendente un sistema di ancoraggio del sistema al suolo (13).
8. 8. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, ulteriormente comprendente un sistema di controllo computerizzato a controllo remoto.
9. 9. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la struttura portante (1) è di tipo trasportabile o trainabile tramite ruote (14).
10. 10. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la struttura portante (1) comprende un sollevatore meccanico (19) solidale alla struttura portante (1) stessa.