PT109127A - Sistema de fertilização inteligente com dupla pulverização e respetivo método - Google Patents

Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO DIZ RESPEITO A UM SISTEMA DE FERTILIZAÇÃO QUE PERMITE A PULVERIZAÇÃO DE UM SEGUNDO PRODUTO EM SIMULTÂNEO COM O PRIMEIRO, NÃO SENDO NECESSÁRIA A REPETIÇÃO DO PROCESSO, PARA ISSO O SISTEMA APRESENTA UMA ESTRUTURA MECÂNICA DE SUPORTE E UM CONJUNTO DE DEPÓSITOS, TORNEIRAS E BICOS, QUE FAZ COM QUE A PULVERIZAÇÃO DE DOIS PRODUTOS SEJA REALIZADA EM SIMULTÂNEO, MAS APENAS POR BICOS DIFERENTES AFASTADOS DE UMA CURTA DISTÂNCIA, NA ORDEM DOS CENTÍMETROS. PARA ALÉM DESTA DUPLA PULVERIZAÇÃO, E POR FORMA A RESOLVER A CARÊNCIA DE DETERMINADAS SUBSTÂNCIAS, EM MANCHAS ESPECÍFICAS DO TERRENO, A PRESENTE INVENÇÃO ATRAVÉS DE UM SISTEMA INTELIGENTE ALIMENTADO POR INFORMAÇÃO GEORREFERENCIADA DO TERRENO A TRATAR E DE PARÂMETROS INTRODUZIDOS PELO UTILIZADOR, PERMITE QUE A PULVERIZAÇÃO SEJA REALIZADA DE FORMA HETEROGÉNEA, OU SEJA EM DETERMINADA ZONA DO TERRENO É POSSÍVEL PULVERIZAR DETERMINADA QUANTIDADE DE PRODUTO, QUE NOUTRA ZONA DIFERENTE JÁ PODERÁ SER OUTRA.

Description

DESCRIÇÃO

"SISTEMA DE FERTILIZAÇÃO INTELIGENTE COM DUPLA PULVERIZAÇÃO E RESPETIVO MÉTODO"

Campo técnico da invenção A presente invenção diz respeito a um sistema de fertilização inteligente com dupla pulverização, ou seja permite que em simultâneo seja pulverizados dois produtos no terreno. Para além da função supracitada, permite que a fertilização seja realizada maximizando a mesma de acordo com as caracteristicas do terreno no qual se deseja realizar a operação. A presente invenção alia-se à área da agricultura de precisão e tem por objetivo a racionalização dos fatores produtivos, a redução dos custos de produção e logicamente o aumento da produtividade.

Estado da técnica da invenção

Atualmente a fertilização por pulverização de terrenos é realizada por máquinas agrícolas, em que é realizada a primeira pulverização com um determinado primeiro produto, e se o terreno necessitar de um produto adicional é necessária que seja realizada a operação uma segunda vez em todo o terreno, mas utilizando um segundo produto, ora esta tarefa consome tempo e tem custos que muitas vezes são prejudiciais para os agricultores, o que faz com que muitas vezes a segunda operação não seja realizada ficando o terreno pobre nalguma substância que o produto a cultivar necessitaria que o terreno tivesse.

Para além desta desvantagem, acontece que muitas vezes o terreno a cultivar não é homogéneo nas suas carências, pois nem toda a superfície do terreno tem as mesmas carências, por vezes num campo de cultivo existem determinadas zonas, designadas de manchas, com carência de alguma substância específica, ou simplesmente com um défice relativo à restante área a cultivar, o que faz com que o operador da máquina tenha que ou manualmente fazer esse distribuição ou então que a mesma seja feita de forma igual em todo o terreno, fazendo com que as zonas que não necessitavam de determinado valor de produto fiquem com excedente ou a carência permaneça. A presente invenção vem resolver os problemas supracitados, uma vez que diz respeito a um sistema de fertilização que permite a pulverização de um segundo produto em simultâneo com o primeiro, não sendo necessária a repetição do processo, para isso o sistema apresenta uma estrutura mecânica de suporte e um conjunto de depósitos, torneiras e bicos, que faz com que a pulverização de dois produtos seja realizada em simultâneo, mas apenas por bicos diferentes afastados de uma curta distância, na ordem dos centímetros.

Para além desta dupla pulverização, e por forma a resolver a carência de determinadas substâncias, em manchas específicas do terreno, a presente invenção através de um sistema inteligente alimentado por informação georreferenciada do terreno a tratar e de parâmetros introduzidos pelo utilizador, permite que a pulverização seja realizada de forma heterogénea, ou seja em determinada zona do terreno é possível pulverizar determinada quantidade de produto, que noutra zona diferente já poderá ser outra. De notar que os parâmetros de trabalho (largura de trabalho, velocidade, bicos e debito) são definidos pelo utilizador, ou seja, é o utilizador que escolhe o débito (L/ha), o qual está automaticamente dependente da velocidade ou seja o próprio sistema ajusta o débito instantâneo à velocidade de forma a ajustar os débitos que o utilizador inseriu.

Assim, a presente invenção permite a aplicação da fertilização com taxa variável, de acordo com as necessidades da cultura e condicionalismos do solo, intervindo em simultâneo com um segundo produto para potenciar as manchas menos produtivas, o que traz as seguintes vantagens relativamente ao estado da técnica: • melhor eficácia pela precisão das doses aplicadas; • proteção do ambiente pela aplicação apenas das quantidades efetivamente necessárias à cultura; • aproveitar ao máximo o potencial produtivo de cada metro quadrado cultivado; • a fertilização inteligente com a aplicação multiproduto, permite a realização de várias tarefas numa única passagem de máquina com um impacto significativo na redução dos custos de aplicação.

Breve descrição das figuras

Figura 1 - Representação do circuito hidráulico, dos produtos principal e secundário, do sistema de fertilização.

Figura 2a - Representação do circuito elétrico do produto principal do sistema de fertilização.

Figura 2b - Representação do circuito elétrico do produto secundário do sistema de fertilização.

Figura 3 - Representação de uma forma preferencial de realização do sistema objeto da presente invenção, em que são visíveis os três depósitos principais (1), três depósitos secundários (2) e dois depósitos de águas (3).

Figura 4 - Representação de uma forma preferencial de realização do sistema objeto da presente invenção, em que são visíveis as barras (5) (6) da estrutura mecânica de suporte e os respetivos bicos (4) para pulverização dos produtos.

Descrição da invenção A presente invenção diz respeito a um sistema de fertilização que permite a pulverização de um segundo produto em simultâneo com o primeiro, não sendo necessária a repetição do processo, para isso o sistema apresenta uma estrutura mecânica de suporte e um conjunto de depósitos (1) (2) (3), torneiras e bicos (4), que faz com que a pulverização de dois produtos (PDl) (PD2) seja realizada em simultâneo, mas apenas por bicos (4) diferentes afastados de uma curta distância, na ordem dos centímetros, entra a barra grande (5) e a barra pequena (6) da estrutura mecânica de suporte. Para além desta dupla pulverização, e por forma a resolver a carência de determinadas substâncias, em manchas específicas do terreno, a presente invenção através de um sistema inteligente alimentado por informação georreferenciada do terreno a tratar e de parâmetros introduzidos pelo utilizador, permite que a pulverização seja realizada de forma heterogénea, ou seja em determinada zona do terreno é possível pulverizar determinada quantidade de produto, que noutra zona diferente já poderá ser outra. A presente invenção é um sistema constituído essencialmente por quatro partes: depósitos (1)(2)(3), esquemas elétrico e hidráulico e a estrutura mecânica de suporte. Apresenta ainda um módulo de sistema de posicionamento geográfico (GPS) integrado ou em alternativa o da própria máquina agrícola, caso esta já o tenha na sua constituição.

Relativamente a parte dos depósitos importa referir que os mesmos são: pelo menos um depósito principal (1) que contém o primeiro produto (PDl), dito principal; pelo menos um depósito secundário (2) contém o segundo produto (PD2) e pelo menos um depósito para água (3) de lavagem. 0 esquema hidráulico encontra-se representado na figura 1, na qual se encontram esquematizados e apresentados todos os seus componentes e ligações, e destaca-se o facto de tanto o esquema do produto principal (PDl) como o esquema do segundo produto (PD2) serem iguais, apenas distribuem produtos oriundos de depósitos diferentes. 0 esquema elétrico apresenta o seguinte método de funcionamento: • através de uma aplicação móvel, por exemplo android, a qual deve ser instalada num dispositivo móvel, são definidos parâmetros de trabalho que o sistema usa para fazer o controlo proporcional dos débitos pretendidos. Estes parâmetros dizem respeito a largura e velocidade do trabalho, quantidade de caudal (1/ha), n° de produtos (PDl) (PD2) (dois ou um) em funcionamento, e respetiva capacidade do bico que o irá pulverizar. De notar que os parâmetros de trabalho (largura de trabalho, velocidade, bicos e debito) são definidos pelo utilizador, ou seja, é o utilizador que escolhe o débito (L/ha), o qual está automaticamente dependente da velocidade ou seja o próprio sistema ajusta o débito instantâneo à velocidade de forma a ajustar os débitos que o utilizador inseriu. Importa referir que nesta etapa existem duas alternativas: a primeira quando a aplicação irá ser alimentada através de um mapa de prescrição, que mais não é que informação georreferenciada do terreno a fertilizar, incluindo as suas características; a segunda é manualmente, em que operador da máquina pode definir o débito pretendido e ativar/ desativar qualquer um dos circuitos conforme desejar. Também nesta fase importa referir que o sistema inicia assim que identificar que a velocidade da máquina é superior a lkm/h, esta identificação é realizada através do módulo GPS. No caso de o módulo GPS estar indisponível basta que o utilizador a defina manualmente, sendo o parâmetro velocidade de trabalho, neste caso a velocidade será tida como constante em todo o processo de fertilização; • de seguida é necessário ferrar as bombas (Bl) (B2), ou seja, é necessário que o sistema "puxe" água dos depósitos (3) para os bicos (4), e de seguida que exista troca de torneiras, para que não se desperdice quantidade de produto (PDl)(PD2), e que o produto principal e/ou secundário (Pi)(PD2) seja "puxado" para os bicos (4) correspondente; • à medida que a velocidade da máquina vai alterando, o sistema de fertilização inicia, o qual é dependente da velocidade da máquina caso esta seja identificada pelo módulo GPS, e a válvula (EVl)(EV2) começa a abrir e fechar consoante o valor do caudalimetro (Cl)(C2), permitindo o ajuste e a estabilização do debito definido anteriormente, na fase de definir os parâmetros de trabalho. A fertilização é também realizada de acordo com as características da informação geográfica introduzida inicialmente.

Importa referir que todo o controlo acima referido é realizado pelo Controlador lógico programável (PLC) que recebe os sinais dos caudalimetros (Cl)(C2) e do módulo GPS (ou velocidade caso o GPS esteja indisponível) para poder controlar a abertura das válvulas (EVl)(EV2). 0 módulo GPS envia informação para o PLC através de uma antena instalada no exterior do sistema. 0 sistema é ainda monitorizado por sensores de pressão (Pi) (P2), instalado no circuito hidráulico, para que o sistema automaticamente pare se a pressão for demasiado alta. 0 esquema elétrico encontra-se representado na figura 2, e destaca-se o facto de tanto o circuito do produto principal (PDl) (figura 2a) como do segundo produto (PD2) (figura 2b) são idênticos, apenas distribuem produtos oriundos de depósitos diferentes. Inicialmente o produto (PDl)(PD2) é puxado pelas bombas dos depósitos e canalizado para as válvulas (EVl) (EV2) e os caudalimetros (Cl) (C2) até ao distribuidor por via de mangueiras. Após esta etapa o produto é canalizado para bicos (4) de aplicação onde o mesmo vai fluir para o solo.

De referir que embora não esteja exemplificado no esquema hidráulico existe um certo número de torneiras e filtros que permitem operar o sistema conforme o supracitado. A última parte do sistema, objeto da presente invenção é a estrutura mecânica de suporte do sistema, estrutura mecânica de suporte constituída por duas barras (5) (6), as quais apresentam bicos (4) ao longo do seu comprimento e meios de ligação entre os bicos e os depósitos (1)(2)(3). Esta estrutura apresenta ainda a possibilidade de alterar a altura a que as barras (5) (6) de aplicação se encontram do solo através de um macaco mecânico operado por uma manivela.

Acrescenta-se que o sistema pode possuir apenas uma barra maior (5) ou (6) que pode aplicar um produto apenas. Através do esquema de torneiras e da troca de mangueiras nos distribuidores, é possível encher todos os depósitos com um único produto que é depois aplicado numa barra de maior largura. A figura 4 mostra a aplicação de dois produtos (PDl)(PD2) com uma barra mais pequena (6), em simultâneo com uma barra maior (5).

Como descrito acima, a presente invenção permite que a máquina funcione em vários modos: • a aplicação móvel pode receber um ficheiro georreferenciado (mapa de prescrição) que possui já os débitos pretendidos para cada circuito, ou seja dependendo da coordenada geográfica é aplicado um débito definido do ficheiro (mapa de prescrição); ou • a aplicação móvel pode funcionar num modo manual em que o operador da máquina pode definir o debito pretendido e ativar/ desativar qualquer um dos circuitos conforme desej ar.

Uma das formas preferenciais de realização está representada na figura 4, em que são três depósitos principais (1), três depósitos secundários (2) e dois dipositivos de água (3) de lavagem, sendo esta a forma rebocável, ou seja, a que é aplicada numa qualquer máquina que se deseje adaptar para esta operação de fertilização. Outras formas preferenciais de realização são possíveis, em que a estrutura mecânica de suporte é diferente e o número de depósitos, bombas, circuitos, caudalimetros, válvulas varia oferecendo diferentes autonomias. Assim sendo o modelo rebocável terá a maior autonomia (6 depósitos + 2 depósitos de água), um outro modelo terá: dois depósitos principais (1), dois depósitos secundários (2) e dois depósitos de água (3) e por fim um outro modelo com um depósito principal (1), um depósito secundário (2) e um depósito de água (3).

Em suma o sistema de fertilização com dupla pulverização apresenta na sua constituição: a) estrutura mecânica de suporte constituída por duas barras (5) (6), as quais apresentam bicos (4) ao longo do seu comprimento e meios de ligação entre os bicos e os depósitos (1)(2)(3), pode preferencialmente apresentar apenas uma barra para aplicação de apenas um produto; b) pelo menos um depósito principal (1) que contém o primeiro produto (PDl); c) pelo menos um depósito secundário (2) que contém o segundo produto (PD2); d) pelo menos um depósito para água (3) de lavagem; e) torneiras e bicos (4) pulverização de dois produtos (PDl) (PD2) em simultâneo; f) informação georreferenciada do terreno a qual como supracitado é um mapa de prescrição com débitos pretendidos para cada circuito ou é inserida manualmente pelo operador; g) dispositivo móvel com aplicação móvel com parâmetros de trabalho definidos tais como a largura e velocidade do trabalho, quantidade de caudal (1/ha), número de produtos (PDl)(PD2) a pulverizar e capacidade do bico (4); h) controlador lógico programável (PLC) que recebe os sinais dos caudalimetros (Cl) (C2) e dados do módulo de sistema de posicionamento geográfico (GPS); i) válvulas (EVl)(EV2) controláveis por módulo de sistema de posicionamento geográfico (GPS); j) sensores de pressão (Pi) (P2), instalados no circuito hidráulico; k) antena instalada no exterior do sistema para comunicação do módulo GPS e PLC. 0 método por sua vez não é mais do que a combinação do modo de funcionamentos dos esquemas hidráulicos e elétricos, sendo que essencialmente contempla pelas seguintes etapas: a) leitura da informação georreferenciada do terreno a fertilizar; b) identificação pelo módulo GPS se a velocidade é superior a lkm/h; c) ferrar as bombas (Bl)(B2); d) entrada de água dos depósitos (3) nos bicos (4); e) troca de torneiras para depósitos principais (1) e secundários (2); f) entrada de produto principal (PDl) e de produto secundário (PD2), pelas bombas (Bl) (B2) dos depósitos (1)(2), respetivamente; g) canalização dos produtos (PDl)(PD2) para válvulas (EVl)(EV2); h) abertura e fecho das válvulas (EVl) (EV2) dos bicos (4) nas barras (5) (6), consoante o valor inicialmente definido do caudalimetro (Cl) (C2) e sua aplicação no solo.

Este método é adaptável para apenas um produto, sendo que dessa forma o sistema apenas apresenta uma barra na estrutura mecânica de suporte.

Claims (8)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Sistema de fertilização com dupla pulverização caracterizado por ser constituído por: l) estrutura mecânica de suporte constituída por duas barras (5) (6), as quais apresentam bicos (4) ao longo do seu comprimento e meios de ligação entre os bicos e os depósitos (1) (2) (3) ; m) pelo menos um depósito principal (1) que contém o primeiro produto (PDl); n) pelo menos um depósito secundário (2) que contém o segundo produto (PD2); o) pelo menos um depósito para água (3) de lavagem; p) torneiras; bicos (4) de pulverização de dois produtos (PDl) (PD2) em simultâneo e caudalimetros (Cl)(C2); q) informação georreferenciada do terreno e módulo de sistema de posicionamento geográfico (GPS); r) dispositivo móvel com aplicação móvel com parâmetros de trabalho definidos; s) controlador lógico programável (PLC) que recebe os sinais dos caudalimetros (Cl) (C2) e dados do módulo de sistema de posicionamento geográfico (GPS) ; t) válvulas (EVl)(EV2) controláveis por módulo de sistema de posicionamento geográfico (GPS); u) sensores de pressão (Pi) (P2), instalado no circuito hidráulico; v) antena instalada no exterior do sistema para comunicação do módulo GPS e PLC.
2. 2. Sistema de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por o módulo de sistema de posicionamento geográfico (GPS) ser integrado ou própria máquina agrícola.
3. 3. Sistema de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por os parâmetros de trabalho definidos serem a largura e velocidade do trabalho, quantidade de caudal (1/ha), número de produtos (PDl)(PD2) a pulverizar e capacidade do bico (4).
4. 4. Sistema de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por a informação georreferenciada do terreno ser mapa de prescrição com débitos pretendidos para cada circuito ou é inserida manualmente pelo operador.
5. 5. Sistema de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por a estrutura mecânica apresentar apenas uma barra ( 6) com bicos (4) .
6. 6. Sistema de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por apresentar três depósitos principais (1), três depósitos secundários (2) e dois depósitos de água (3); ou dois depósitos principais (1), dois depósitos secundários (2) e dois depósitos de água (3); ou um depósito principal (1), um depósito secundário (2) e um depósito de água (3).
7. 7. Método de dupla pulverização implementado pelo sistema das reivindicações 1 a 6 caracterizado pelas seguintes etapas: i) leitura da informação georreferenciada do terreno a fertilizar; j) identificação pelo módulo GPS se a velocidade é superior a lkm/h; k) ferrar as bombas (Bl)(B2); l) entrada de água dos depósitos (3) nos bicos (4); m) troca de torneiras para depósitos principais (1) e secundários (2); n) entrada de produto principal (PDl) e de produto secundário (PD2), pelas bombas (Bl) (B2) dos depósitos (1) (2), respetivamente; o) canalização dos produtos (PDl)(PD2) para válvulas (EVl) (EV2) ; p) abertura e fecho das válvulas (EVl) (EV2) dos bicos (4) nas barras (5) (6), consoante o valor inicialmente definido do caudalimetro (Cl) (C2) e sua aplicação no solo.
8. 8. Método de acordo com a reivindicação 7 caracterizado por na etapa h) apenas se realizar a abertura e o fecho das válvulas (EVl) (EV2) dos bicos (4) na barra (5) .