MXPA01006769A - Aparato desinfectante de suelos. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo movil para desinfectar el suelo (10) que comprende una unidad de cultivo (20) , una camara de tratamiento del suelo (23), fuelles (28), un intercambiador de calor (56) y una unidad generadora de calor (26). La unidad de cultivo (20) comprende uno o mas miembros de cultivo adaptados para quebrar el suelo y tirarlo ascendentemente en la camara de tratamiento del suelo (23), y el intercambiador de calor (56) en comunicacion termica con la unidad (26) que genera calor, los fuelles (28) adaptados para sacar aire del ambiente, pasando el aire a traves del intercambiador de calor (56) y tirando el aire caliente en la camara de tratamiento del suelo (23).

Description

APARATO DESINFECTANTE DE SUELOS CAMPO DE IA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con la maquinaria de agricultura para la desinfección del suelo. En particular, la invención se relaciona con dicho dispositivo móvil.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Y TÉCNICA ANTERIOR La desinfección del suelo es un procedimiento normal entre cultivadores de cosecha en la industria de la agricultura y en gran escala en los cultivos del hogar. El proceso de desinfección apunta hacia el exterminio de las pestes de suelo tales como bacterias, nemátodos, virus e insectos en diferente etapa de crecimiento, semillas no deseadas, hongos, yerbas malas, etc., en un intento de hacer el suelo agrícola más productivo y para impedir que las enfermedades dañen o reduzcan las cosechas agrícolas. Al referirse al dispositivo como móvil, significa que es capaz de ser auto-propulsado o puede remolcarse o ser arrastrado por una máquina agrícola apropiada para tal efecto, como un tractor, etc. El uso común de químicos orgánicos en particular el bromuro de metilo es conocido ya por algún tiempo que crea problemas ambientales severos y es un deseo siempre creciente que se reduzcan al mínimo dichos métodos de »?f: 131277 desinfección donde existan algunos casos de químicos que ya han sido prohibidos. Los otros métodos conocidos para la desinfección del suelo inyectan el vapor en el suelo por medio de la maquinaria apropiada, pasando el vapor mediante una tubería apropiada empotrada en el suelo, disparando al suelo por lanza llamas y otros. La patente de los Estados Unidos No. 2,966,238 revela un dispositivo para cultivar y desinfectar una pequeña porción del suelo en una operación continua, donde la desinfección es lograda por el uso de químicos y el suelo se calienta mientras es elevado sobre el transportador . La Patente de los Estados Unidos No. 2,986,841 describe un aparato móvil de tratamiento de tierra en donde se raspa la tierra y se la rompe y luego es tirada hacia arriba mientras es sometida al efecto de un dispositivo para rociar o lanzar llamas. La Patente de los Estados Unidos No. 5,553,414 revela un dispositivo móvil para destruir pestes del suelo, el dispositivo que comprende una elevación para levantar desde el suelo el terreno, un tambor en que el suelo se calienta y un descargador para descargar el suelo tratado en el terreno. La Patente de los Estados Unidos No. 4,420,901 revela un dispositivo móvil para la llama que trata el suelo, el dispositivo comprende un miembro alargado de tubo en que el suelo es transferido por un transportador tipo tornillo mientras está en llamas. La Patente de los Estados Unidos No. 5,199,212 revela un sistema de descontaminación del que incluye un pulverizador y un calentador que volatiza a los contaminantes que se queman como combustible en un motor interno de combustión. La Patente de los Estados Unidos No. 5,776,422 revela un aparato para limpiar el suelo de la cima, por ejemplo, de un lugar de juegos. El dispositivo se adapta para esterilizar en forma pareja el suelo levantándolo, pasándolo por la máquina de desinfectar y luego regresándolo. La Patente de los Estados Unidos No. 5,405,579 revela un método para la descontaminación del suelo al pasar suelo excavado a una zona térmica de tratamiento, calentando el suelo a una presión atmosférica alta dentro de un tambor rotativo, con ausencia de oxígeno, donde los gases que resultan del vapor contaminante se condensan y separan. La Patente de los Estados Unidos No. 5,176,445 revela una planta de producción de asfalto de reajuste en un dispositivo capaz de descontaminar eficientemente el suelo.

Las otras patentes que están en el campo general de la invención son las Patentes Nos. 5,188,041, 5,213,445, 5,094,012, 4,750,436, 5,499,586 y 3,802,020.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con un dispositivo móvil para desinfectar el suelo, evitando el uso de químicos. Según la invención hay un dispositivo móvil para desinfectar el suelo que comprende una unidad de cultivo, una cámara para tratar el suelo, por lo menos un fuelle, por lo menos un intercambiador de calor y por lo menos una unidad que genera calor; la unidad de cultivo comprende uno o más miembros de cultivo adaptados para quebrar el suelo y tirarlo ascendentemente en la cámara de tratamiento del suelo, en donde por lo menos un intercambiador de calor está en la comunicación térmica con por lo menos una unidad que genera calor y por lo menos un fuelle se adapta para sacar el aire del ambiente, pasando por lo menos por un intercambiador de calor y tirando aire caliente en la cámara que trata el suelo para desinfectar el suelo a una temperatura apropiada. El dispositivo según la presente invención es apropiado para cultivar suelo a una variedad de profundidades prácticas desde aproximadamente 5 a aproximadamente 75 cm. Esta característica es de mucha imoortancia para proveer eficiente desinfección del suelo a una profundidad crítica. Esto está en contraste con algunos dispositivos de la técnica anterior que enseñan la desinfección hasta una profundidad fija o únicamente de la capa superior del suelo. El dispositivo es capaz de cultivar capas finas de suelo, sin golpes adicionales o por métodos de pulverizado y, de manera típica, los miembros de cultivo son rotativos a una velocidad apropiada para tirar suelo en la cámara de tratamiento del suelo, más de una vez a una trayectoria simple del dispositivo. En una manera deseada de operación, el suelo se quiebra en granos. Por un ejemplo específico de la presente invención, la unidad de cultivo comprende entre 3 y 48 miembros de cultivo, comúnmente de longitud igual, cada uno sobre 40 a 90 cm de largo. Los miembros de cultivo están fijos al eje horizontal de abscisas común rotativas a cerca de 60 a 120 rpm. Esta gama de velocidad permite aflojar capas finas de suelo que se pulverizan espontáneamente mientras es levantada en el aire. La velocidad a que el dispositivo se mueve a lo largo de la superficie de terreno depende, entre otros, de la velocidad de rotación de los miembros de cultivo, la naturaleza del suelo su condición de humedad, la profundidad del cultivo, etc. Típicamente, la velocidad de dispositivo está entre 75 y 400 metros por hora. Por un diseño preferido del dispositivo, la unidad de cultivo comprende, además, una superficie que acopla el arreglo para retener el dispositivo a un nivel fijo sobre la superficie del terreno y para salvar obstáculos. La distancia vertical entre la superficie del terreno y el eje de rotación de los miembros de cultivo puede arreglarse para obtener la profundidad variante de cultivo. La temperatura del aire en la cámara de tratamiento del suelo está generalmente en la gama de entre aproximadamente 200°C y 700°C. Sin embargo, se apreciará que el suelo no es quemado ya que la temperatura del aire cálido que se echa en la cámara de cultivo es adaptada para destruir las pestes pero bajo la temperatura del suelo quemado. Una característica importante de la presente invención es que la temperatura del suelo tratada dentro de la cámara de tratamiento del suelo no exceda de aproximadamente 15°C de su temperatura inicial es decir el suelo no se quema. El aire caliente golpea el suelo (preferentemente granos) y destruye los organismos y plantas de organismos biológicos que radican en el suelo. La unidad de generación de calor comprende un quemador, una cámara de combustión y medios de agotamiento.

El quemador puede ser operado por gas o combustible, o en algunas otras instancias, puede ser también operado por carbón. La temperatura dentro de la cámara de combustión está en la gama de aproximadamente 1300°C y el calor específico puede estar en la gama de aproximadamente 100K a 250 K de calorías. De acuerdo con una modalidad específica, se puede proporcionar un dispositivo de precalentamiento. Un ejemplo específico, el precalentamiento toma lugar sobre un tubo de escape que se extiende mediante una cámara apropiada o extendiendo a lo largo de la apertura en la pared exterior de la cámara de combustión, a través del cual el aire entra al intercambiador de calor de el fuelle. De acuerdo con otra modalidad, la temperatura del aire se aumenta gradualmente en por lo menos dos fases calentadoras . Además, el suelo no entra en contacto con los gases quemados de la unidad que genera calor. Estas características evitan degradadores de la calidad del suelo y retienen la fertilidad del suelo frente al suelo tratado por dispositivos de técnica anteriores. Además, el dispositivo según la invención se encuentra para ahorro de más energía que el en la técnica anterior de tales dispositivos, en donde la desinfección del suelo es aproximadamente sobre la mitad del precio de desinfectar el suelo con una unidad de área comparada que usa dispositivos pertinentes de la técnica anterior. Aún más, es una ventaja del dispositivo según la invención que después del tratamiento el suelo está listo para el uso, es decir ya está cultivado y desinfectado, y no hay necesidad de preparativos adicionales de ninguna clase con anterioridad a la siembra.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para entender mejor la invención y para ver como puede efectuarse en -» la práctica, algunas modalidades preferidas que se describirán ahora, a manera de no solamente simples ejemplos, con referencia a los dibujos que acompañan en que: La Fig. 1 es una vista general de un dispositivo que desinfecta el suelo articulado a un tractor, La Fig. 2 es una vista detallada de la unidad de cultivo del dispositivo visto en la Fig. 1; La Fig. 3A es una vista seccionada de un montaje de calentamiento según una modalidad usada de acuerdo con la presente invención: La Fig. 3B es una sección a lo largo de la línea III - III en la Fig. 3A; La Fig. 4 es una vista seccionada de un montaje de calentamiento según una segunda modalidad usada en un dispositivo de acuerdo con la presente invención, y La Fig. 5 es una vista seccional de una modalidad diferente de un montaje de calentamiento usada en un dispositivo según la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE ALGUNAS MODALIDADES PREFERIDAS En la Fig. 1, hay una ilustración de un dispositivo para desinfectar suelos generalmente designado como 10, remolcado por un tractor 12, por tres brazos 14 (sólo se ven dos) que sirven también para ajustar el nivel del dispositivo 10 desde la superficie del terreno como se conoce per se en la maquinaria agrícola. Un eje 16 transfiere movimiento giratorio desde una caja de transmisión del tractor (no vista) al acoplamiento apropiado del dispositivo que desinfecta el suelo (no visto) . El dispositivo que desinfecta el suelo 10 comprende una unidad de cultivo 20 adaptada con una asamblea de cultivo 22 a la que se referirá en más detalle con la referencia a la Fig. 2, una cámara de tratamiento del suelo 23, un montaje que genera calor 26 a la que se referirá en más detalle con la referencia a las Figs. 3 a 5 y unos fuelles 28 montados sobre el montaje que genera calor 26. Sin embargo, uno apreciará que los fuelles pueden también montarse aparte del montaje que genera calor.

La atención adicional se dirige ahora a la Fig. 2 ilustrando en más detalle la unidad de cultivo 20, en donde el alojamiento 30 es por lo menos parcialmente aislada térmicamente y es apoyada por brazos hidráulicos 14 conectada al tractor (no se muestra en esta figura) , y en donde el eje 16 transfiere el movimiento giratorio desde un rendimiento apropiado al tractor al acoplamiento apropiado 32 del cultivador 20. La unidad de cultivo 20 comprende una pluralidad de brazos de cultivo 36 fijada al eje común 38 que es rotativo por medio de un cinturón de transmisión 40, (o por cualquier otro equivalente mecánico, por ejemplo un engranaje de tren, etc.) acoplar a la vez al acoplamiento 32, en donde la rotación del mango 16 comprende la rotación del eje 38 junto con los brazos de cultivo 36 que como pueden verse en la Fig. 2, extiende más abajo la superficie de miembros planeadores 42 para apoyar el dispositivo sobre la superfice del terreno y para evitar obstáculos sobre el terreno, por ejemplo piedras, terrones extensos, arbustos, etc. Para una modalidad diferente de la presente invención (no ilustrado) la distancia del eje 38 desde la superficie del terreno puede arreglarse ya sea desplazando el desliz 42 con respecto al alojamiento, 30 o desplazando verticalmente el eje 33 dentro del alojamiento 30. Sin embargo, métodos convencionales para cambiar la elevación de la unidad de cultivo 20 se obtiene por medio de los brazos hidráulicos 14 apoyados por el tractor, como es conocido, per se. Como se puede apreciar además en la Fig. 2, el alojamiento 30 de la unidad de cultivo 20 comprende una apertura 46 que como se explicará más abajo, extiende más adelante un montaje que genera calor como se ha visto a manera de ejemplos en las Figs. 3 a 5. Refiriéndonos ahora a las Figs. 3A y 3B, el montaje de generación de calor 26 es mostrado esquemáticamente en donde comprende una unidad de generación de calor 50, que generalmente es un quemador de combustible o gas que tiene una apertura que se extiende en un intercambiador de calor 56 adaptado con una apertura 58 y cuando se monta sobre la unidad de cultivo 20 (ver Fig. 1) se extiende sobre la apertura 46 de la unidad de cultivo 20. El intercambiador de calor 56 se forma preferentemente con un abrigo aislante 60 que constituye una cámara de intercambio de calor 64 y se forma con una chimenea 62. Montados sobre el intercambiador de calor 56 están los fuelles 28 (que no son vistos en la Fig. 3B) que se adaptan para sacar el aire del ambiente con una apertura apropiada (no vista) , pasándolo a través de la cámara del intercambiador de calor 64 y entonces tirando el aire caliente en la cámara de tratamiento del suelo 23 mediante aperturas 58 y 46, respectivamente. La desinfección del suelo es efectuada arrastrando el dispositivo 10 sobre la superficie del terreno en donde los brazos de cultivo 36 penetran en el suelo, a una profundidad deseada, el aflojamiento y quiebre de una capa de suelo (principalmente dependiendo de la profundidad de penetración) para tirarlo en el espacio de la cámara de tratamiento del suelo 23. El aire caliente se genera en el quemador 50 y se tira en el intercambiador de calor 56. El aire del ambiente es sacado por fuelles 28 por medio de aperturas apropiadas (referido más adelante a modalidades específicas vistas en las Figs. 4 y 5) en donde el aire del intercambiador de calor se calienta y se tira entonces por medio de una vía de apertura 58 en la cámara de tratamiento del suelo 23 de la unidad de cultivo 20, por la apertura 46. El gas / combustible quemado se evacúa por medio de la chimenea 60 que puede servir también como un dispositivo de precalentamiento, como se mostrará más abajo con referencia a las Figs. 4 y 5. Se apreciará que la velocidad de viaje del tractor y la velocidad de rotación del eje 38 de la unidad de cultivo 20, así como también la elevación del eje 38 desde la superficie del terreno, controla el tamaño de los terrones tirados en la cámara de tratamiento del suelo 23. Preferentemente, el suelo tirado en la cámara de tratamiento del suelo 23 es del tamaño para permitir contacto suficiente con el aire caliente tirado en esa cámara para desinfectar el suelo. De acuerdo con una modalidad, el dispositivo es apropiado para cultivar el suelo a una profundidad entre 5 y 75 cm. Por una modalidad preferida, los brazos de cultivo 36 son rotativos a aproximadamente 60 a 120 rmps. Según una modalidad específica la temperatura dentro de la cámara de tratamiento del suelo 23 está en la gama de entre 200°C y 700 °C en donde la temperatura dentro de la cámara de combustión 50 alcanza aproximadamente 1300 °C. Se encontró que se obtuvieron buenos resultados de desinfección cuando la unidad de cultivo rompe el suelo a láminas de espesor de sobre 0.5 a 2.0 cm. Una persona diestra apreciará que después de realizar con un procedimiento de desinfección de suelo que usa un dispositivo según la presente invención, el suelo se prepara de hecho para sembrar, no requiriendo ninguno otro tratamiento adicional, contrario al uso de algunos otros dispositivos de la técnica anterior. Un aspecto importante del dispositivo es que el suelo tratado no entra en contacto con gases quemados de la unidad que genera calor, y que la temperatura del suelo dentro de la cámara de tratamiento del suelo aumenta sólo hasta 15°C, asegurando por medio de esto un suelo de óptima calidad. Según una modalidad del dispositivo, se consideraron suficientes 200 litros de combustible diesel para desinfectar dunas de suelo que requiere sólo cerca de tres horas. La atención adicional se dirige ahora a la Fig. 4 que ilustra una modalidad diferente de un montaje de calor generalmente designada 70 que comprende un alojamiento termal aislado 72 que tiene una forma seccional tipo 8 formada con dos quemadores 74 y 75, un montaje de precalentamiento entubada 76 que termina en la chimenea 78 y una segunda chimenea 80 que conecta al primer quemador 74. Unos fuelles 84 que tienen una entrada de aire de ambiente que abre 86 y un miembro de turbina 88 para tirar el aire del ambiente en los tubos de precalentamiento 76, que precalienta el aire que se tira entonces en el espacio 77 alrededor del primer calentador de fase 75 y entonces para espaciar 79 alrededor del calentador final 74. El aire calentado es propulsado entonces por medio de la apertura 90 en la apertura de la cámara que desinfecta el suelo (46 en la Fig. 2) . Se apreciará que el montaje de precalentamiento de tubo 76 puede omitirse. Sin embargo, a fin de alcanzar una temperatura máxima a la salida 90, es deseable calentar el aire del ambiente en varias fases. En una modalidad diferente vista en la Fig. 5, hay un intercambiador de calor 100 formado con un revestimiento termal aislado 102 y que tiene un quemador interno de cámara de calor 104 que tiene una pared externa 106 formada con una pluralidad de pandeos 108, aumentando así el área de la superficie para mejorar la transferencia de calor y la turbulencia de aire. Un montaje de precalentamiento 110 se forma de una pluralidad de tubos 112 que se extienden desde el intercambiador de calor y terminan con una chimenea 114. Unos fuelles 116 que sacan el aire del ambiente por medio de las aperturas 118 y los propulsa, por medio del montaje de precalentamiento 110, al intercambiador de calor 100 y entonces, por medio de la salida 122, el aire calentado se propulsa en la apertura de la cámara de tratamiento del suelo (46 en la Fig. 2) . Según otra modalidad de la invención, la cámara de desinfección del suelo puede estar ajustada con dos aperturas de entrada, cada una asociada con un montaje de generación de calor independiente, para aumentar la eficiencia térmica del dispositivo. También se podrá apreciar que los medios apropiados de control se proveen para controlar los diferentes parámetros del dispositivo, por ejemplo, la generación de calor, el flujo de aire, la velocidad y profundidad de cultivación, la velocidad del viaje, etc. Aún cuando no se ha ilustrado, una persona diestra apreciará que otras modalidades y modificaciones son posibles también, por ejemplo, el dispositivo para desinfectar el suelo puede ser autopropulsado, es decir más bien arrastrado / remolcado por un tractor u otra maquinaria agrícola, el dispositivo puede funcionar bien con un motor apropiado y medios de dirección como se conoce. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el convencional para la manufactura de los objetos a que la misma se refiere.

Claims (21)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un dispositivo móvil para desinfección del suelo, caracterizado porque comprende una unidad de cultivo, una cámara de tratamiento del suelo, unos fuelles, un intercambiador de calor y una unidad generadora de calor, la unidad de cultivo comprende uno o más miembros de cultivo adaptados para quebrar el suelo y tirarlo ascendentemente en la cámara de tratamiento del suelo, el intercambiador de calor está en la comunicación térmica con la unidad que genera calor, los fuelles adaptados para sacar aire del ambiente, pasar el aire mediante el intercambiador de calor y tirando el aire caliente en la cámara de tratamiento del suelo, de modo que los gases quemados generados dentro de la unidad generadora de calor, no interfieran con el suelo tratado.
2. 2. Un dispositivo móvil para desinfección del suelo según la reivindicación 1, caracterizado porque los miembros de cultivo son rotativos a una velocidad permitidas para tirar una porción de suelo en la cámara de tratamiento del suelo más de una vez.
3. 3. Un dispositivo móvil para desinfección del suelo según la reivindicación 1, caracterizado porque es capaz de cultivar el suelo a cualquier profundidad desde aproximadamente 5 cm a aproximadamente 75 cm.
4. 4. Un dispositivo móvil para desinfección del suelo según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de cultivo comprende entre 1 y 48 miembros de cultivo.
5. 5. Un dispositivo móvil para desinfección del suelo según la reivindicación 3, caracterizado por que los miembros de cultivo están aproximadamente 30 a 90 cm de largo.
6. 6. Un dispositivo móvil para desinfección del suelo según la reivindicación 2, caracterizado porque los miembros de cultivo son rotativos a aproximadamente 60 a 120 rpm.
7. 7. Un dispositivo móvil para desinfección del suelo según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además una superficie que acopla un arreglo para retener la unidad de cultivo a un nivel fijo sobre la superficie del terreno.
8. 8. Un dispositivo móvil para desinfección del suelo según la reivindicación 7, caracterizado porque la superficie que acopla el arreglo está en forma de miembros planeadores / deslizadores.
9. 9. Un dispositivo móvil para desinfección del suelo según la reivindicación 4, caracterizado porque la profundidad de cultivo es regulable para ajustar la locación vertical de un eje, apoyando los miembros de cultivo .
10. 10. Un dispositivo móvil para desinfección del suelo según la reivindicación 9, caracterizado porque la unidad de cultivo puede ser verticalmente ajustada por el desalojamiento de brazos conectando el dispositivo a una máquina agrícola de remolque.
11. 11. Un dispositivo móvil para desinfección del suelo según la reivindicación 1, caracterizado porque el aire en la cámara de tratamiento del suelo está a una temperatura en la gama de entre aproximadamente de 200°C y 700°C.
12. 12. Un dispositivo móvil para desinfección del suelo según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de generación de calor comprende un quemador, que es operado por combustible o el gas.
13. 13. Un dispositivo móvil para desinfección del suelo según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad que genera calor comprende una descarga que entuba, que sirve también para precalentar el aire del ambiente antes de que ingrese a la unidad de intercambio de calor.
14. 14. Un dispositivo móvil para desinfección del suelo según la reivindicación 13, caracterizado porque la descarga se diseña como los tubos que se extienden a lo largo de una apertura a la pared exterior de la cámara de quemador.
15. 15. Un dispositivo móvil para desinfección del suelo según la reivindicación 14, caracterizado porque los tubos de descarga se ubican entre los fuelles y el intercambiador de calor.
16. 16. Un dispositivo móvil para desinfección del suelo según la reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura adentro de la unidad de generación de calor está alrededor 1300°C.
17. 17. Un dispositivo móvil para desinfección del suelo según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de generación de calor produce 100K a 250 K de calorías .
18. 18. Un dispositivo móvil para desinfección del suelo según la reivindicación 1, caracterizado porque las paredes del intercambiador de calor se forman con una pluralidad de elementos salientes laterales para aumentar el área de la superficie de contacto con el aire tratado y para el aire de turbulencia.
19. 19. Un dispositivo móvil para desinfección del suelo según la reivindicación 1, caracterizado porque el calor que genera el dispositivo comprende dos o más quemadores y el intercambiador de calor comprende por lo menos dos fases, una fase primera que recibió el aire del ambiente permitiéndolo ser calentado por el quemador primero y una segunda fase, que recibe calor desde dicha primera fase y que lo permite calentar por el segundo quemador y seguir a la corriente en la cámara de tratamiento del suelo.
20. 20. Un dispositivo móvil para desinfectar el suelo según la reivindicación 19, caracterizado porque el aire provisto en la primera fase es precalentado a una unidad de calentamiento.
21. 21. Un dispositivo móvil para desinfectar el suelo según la reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura del suelo dentro de la cámara de tratamiento del suelo no excede de aproximadamente 15 °C de su temperatura inicial de suelo.