PT2595470E - Sistema e método para a cultura de plantas - Google Patents

Description

ΕΡ2595470Β1

DESCRIÇÃO

SISTEMA. E MÉTODO PARA A CULTURA DE PLANTAS

Campo da Invenção

Esta invenção refere-se a um sistema e um método para a cultura de plantas. A invenção aplica-se de forma particular, mas não exclusiva, a um sistema e um método para a cultura de plantas em que o fluxo de ar e a temperatura podem ser regulados com precisão.

Antecedentes

Para cultivar plantas em espaços que têm temperaturas ambiente impróprias para o tipo especifico de plantas que se pretende produzir, é sabido que é necessário fornecer meios para aquecer ou arrefecer o ar em torno das plantas. Por exemplo, isto pode ser alcançado através de aquecedores convenientemente posicionados ou protegendo as plantas do brilho do sol, por exemplo utilizando túneis de polietileno. Um problema com as disposições de aquecimento conhecidas é o facto de o aquecimento do ar ambiente à volta das plantas necessitar de grandes quantidades de energia. É igualmente conhecido o cultivo de plantas numa coluna de recipientes de cultura, e os exemplos dos mesmos podem ser encontrados nos documentos US6840008B1, US2 003/008 9037A1, US5555676 e US2006/0156624. É possível fornecer água e nutrientes às colunas de plantas. Contudo, não existe nenhuma divulgação sobre como controlar a temperatura e o fluxo de ar em torno das plantas. 0 documento DE20014244 (Ul) divulga um sistema de 1 ΕΡ2595470Β1 vasos para montagem caracterizado por ser um sistema modular de componentes individuais (tubos e níveis intermédios) , bem como um reservatório de água para o fundo. Os componentes podem ser montados conforme desejado e rodados de modo a deixar a abertura para as plantas em direções diferentes. A coluna também pode ser utilizada como uma peça de suporte.

Sumário da Invenção

De acordo com um primeiro aspeto da invenção, é fornecido um aparelho para a cultura de plantas, compreendendo uma coluna de vasos empilhados uns sobre os outros para definir um recinto para o armazenamento de plantas, cada vaso definindo uma câmara para conter uma planta, separadores para separar vasos da coluna, os separadores definindo um espaço livre fechado à volta de uma parte superior de cada um de, pelo menos, dois dos vasos onde as plantas se projetam a partir da câmara, uma passagem que fornece um caminho de fluxo contínuo para o ar através da coluna sem necessitar que o ar circule pela câmara, o caminho de fluxo incluindo os espaços livres por cima dos, pelo menos, dois vasos.

Esse aparelho pode ser vantajoso, uma vez que o ar, em particular o ar aquecido ou arrefecido, pode ser introduzido na coluna para circular de forma substancialmente livre em torno das plantas, de modo a ajudar no crescimento das plantas, enquanto o recinto limita a perda do ar aquecido ou arrefecido para o ambiente exterior à medida que o mesmo circula pela coluna. Deste modo, o ambiente para as plantas pode ser controlado de uma forma energeticamente eficiente. Além disso, parte-se do princípio de que o fluxo de ar pelas folhas, os caules, ou a planta de viveiro de reprodução, na qual os caules, as 2 ΕΡ2595470Β1 raízes, os bolbos ou as folhas são inseridos, a superfície de um substrato de crescimento e/ou as superfícies do aparelho pode ajudar a reduzir o desenvolvimento de fungos, algas e bactérias. A câmara pode ser disposta para conter um substrato de cultura, tal como terra/adubo, lã de rocha ou biocarvão, no qual a planta cresce. A coluna pode ter uma entrada para receber ar e pode ter uma saída para a remoção de ar da coluna. Uma entrada e uma saída permitem que a coluna seja ligada a um permutador de calor para arrefecer/aquecer o ar. A saída pode situar-se por cima da entrada, em particular, a entrada pode situar-se, em utilização, numa parte inferior da coluna, tal como por baixo do vaso mais baixo, e a saída pode situar-se, em utilização, numa parte superior da coluna, tal como por cima do vaso mais alto. Essa disposição é adequada para ar aquecido, em que o ar quente sobe até ao cimo da coluna.

Se estiver a ser introduzido ar arrefecido na coluna, as localizações da entrada e da saída podem ser invertidas.

Numa forma de realização, cada vaso tem uma via no mesmo para formar a passagem pela coluna. A via pode estender-se a partir de um fundo do vaso até uma localização por cima de uma parte superior pretendida do substrato de crescimento. Por exemplo, o vaso pode ter indícios no mesmo que identificam a altura pretendida para o substrato de crescimento e a via pode estender-se até ou por cima dessa altura. Em alternativa, a via pode estender-se até à mesma altura como um rebordo da câmara. Desta forma, a via não pode ser bloqueada pelo enchimento da câmara até ao cimo com substrato de crescimento. Por 3 ΕΡ2595470Β1 conseguinte, é fornecido um ambiente fresco e arejado nas imediações próximas controladas e fechadas para a planta de cultura. É particularmente benéfico que seja fornecido um desses ambientes arejados, mas controlados, para a superfície e/ou corpo do substrato de crescimento, e para as superfícies interiores do recinto, p. ex. as superfícies dos separadores (nas formas de realização onde existem separadores) . A via pode ser circundada pela câmara, por exemplo, encontrar-se no centro do vaso, com paredes interiores a separar a via da câmara. 0 vaso pode ter um corte transversal circular com uma parede interior radial a separar a via da câmara. Em alternativa, a via pode ser definida por canais no lado do vaso, por exemplo, no rebordo do vaso.

Preferencialmente, os separadores são transparentes ou translúcidos. Os separadores fornecem espaço entre os vasos para as plantas crescerem e poderem permitir a entrada de luz solar na coluna. 0 separador pode estar integrado num dos vasos ou ser separado dos vasos.

Numa forma de realização, pelo menos um dos separadores, ou cada um deles, compreende orifícios no mesmo através dos quais as plantas podem crescer para fora da coluna. Esses orifícios devem ser suficientemente grandes para permitir que as plantas cresçam a partir da coluna, mas suficientemente pequenos para limitar uma perda de energia em excesso da coluna. Os orifícios podem ser orifícios de lados abertos num fundo do separador situado junto ao vaso inferior. Um vaso por baixo de um separador compreendendo orifícios pode ter um rebordo curvo. Desta forma, uma planta que cresça a partir do orifício não é danificada nem cortada pelo peso da planta que pressiona a 4 ΕΡ2595470Β1 mesma contra um rebordo do vaso. Além disso, o rebordo curvo pode ajudar a projetar a planta numa direção apropriada. Parte-se do princípio de que o aquecimento/arrefecimento da terra ou de outro substrato de crescimento é um fator muito influente que afeta o crescimento da planta; sendo que o aquecimento da folhagem tem menos influência. Por conseguinte, a folhagem pode ficar fora do recinto no ar mais frio/mais quente exterior ao recinto. Na realidade, é possível estimular o crescimento da folhagem para fora do recinto, de modo a que a mesma (a folhagem) bloqueie ou obstrua eficazmente o orifício para limitar mais a perda de água e a transferência de calor (perda ou aumento) entre o interior e o exterior do recinto. Como tal, é fornecido um sistema de cultura controlado e eficaz que é mantido arejado, de maneira a não estimular a perda/o aumento de água ou calor, e que permanece "vedado" enquanto a planta cresce e durante todo o ciclo de crescimento (desde o rebento até à planta grande), sem ser necessário voltar a armazenar a planta. A perda de energia é minimizada através do fornecimento de um orifício com um tamanho adequado ao tipo de planta que se pretende produzir. 0 orifício pode ter um tamanho adequado à passagem do rebento ou do caule da planta pelo mesmo, ao passo que a folhagem da planta pode crescer externamente em relação ao recinto. 0 orifício pode ser pequeno em comparação com o separador. Por exemplo, o orifício pode ter uma área de 0,5 cm2 a 36 cm2, pode ter um formato aproximadamente semicircular, quadrado, circular ou arqueado, bem como qualquer outro formato apropriado. Para outras aplicações, pode até ser maior ou mais pequeno (p. ex. para aplicações em plantas de videira ou colheitas maiores) . A coluna de vasos pode ser disposta de modo a que a água que evapora de uma planta e/ou do substrato de cultura 5 ΕΡ2595470Β1 num dos vasos se condense num dos vasos acima. Os vasos podem ter uma superfície inferior com um formato para fazer com que a água condensada na mesma saia pela passagem existente na coluna. Por exemplo, na forma de realização em que cada vaso tem uma via central no mesmo, a superfície inferior pode inclinar-se para baixo, por exemplo numa curva, numa direção radial para longe de um centro do vaso. Desta forma, a água existente no recinto não se perde por evaporação para o ambiente externo, mas é recuperada novamente para o vaso. Além disso, o formato da superfície inferior do vaso limita a perda de água para o fundo da coluna através da passagem/das vias nos vasos. A coluna pode ser disposta de modo a que os vasos possam ser rodados em torno de um eixo central da coluna. Desta forma, os vasos podem ser rodados para obter um acesso fácil às plantas, conforme desejado, e fornecer uma distribuição uniforme de luz às plantas. Por exemplo, se a intensidade da luz não for uniforme à volta do recinto, os vasos podem ser rodados, de modo a que as plantas que anteriormente se encontravam em condições de pouca luz fiquem agora em condições com mais luz. A rotação dos vasos pode ser realizada automaticamente.

Em algumas formas de realização, um substrato de crescimento (tal como terra) pode não ser fornecido de uma forma convencional ao interior da câmara.

Numa forma de realização assim, e noutras formas de realização onde é fornecido um substrato de crescimento, a planta pode ser fornecida à câmara noutro substrato de crescimento, tal como numa planta de viveiro de reprodução, tal como numa planta de viveiro de turfa (ou qualquer outro equivalente conhecido adequado). Nessas formas de realização, a planta que está a crescer pode ser fechada na 6 ΕΡ2595470Β1 respetiva base (por exemplo, nos respetivos bolbo, raiz ou caule) dentro do outro substrato de crescimento, tal como uma planta de viveiro de turfa. A planta de viveiro de turfa pode ser posicionada, em utilização, na superfície do substrato de crescimento (p. ex. terra) no interior da câmara ou transplantada/plantada/inserida no substrato de crescimento (p. ex. terra) no interior da câmara. A planta de viveiro de turfa (ou outro substrato adicional) encontra-se em comunicação com o espaço livre e, como tal, o arejamento do espaço livre provoca o arejamento da planta de viveiro de turfa e do respetivo ambiente circundante. Como consequência, o desenvolvimento de fungos, algas e bactérias em torno da planta de viveiro de turfa e da planta de cultura é reduzido e o crescimento da planta é estimulado.

Em algumas formas de realização, a planta cresce para fora dos orifícios 134. Por exemplo, os caules e as folhas da planta podem crescer para fora da câmara através do orifício 134, ao passo que a planta de viveiro de turfa é enraizada dentro do espaço livre fechado e/ou da câmara. Apesar de a folhagem e as folhas poderem efetivamente crescer fora do recinto, a presença da planta de viveiro no interior do recinto arejado, húmido e controlado é benéfica para a planta de cultura. Além disso, a planta de viveiro pode ajudar bloqueando o orifício para minimizar mais a perda/o aumento de água/calor já relativamente pequeno do recinto. Quando for especificado que o ar circula por um caule, se o referido caule se situar dentro de um outro substrato de crescimento (p. ex. uma planta de viveiro de reprodução), uma vez que são alcançados benefícios semelhantes, conforme descrito acima, devido ao fluxo de ar pelo outro substrato de crescimento (tal como a planta de viveiro), isso significa, no âmbito desta invenção, que o 7 ΕΡ2595470Β1 ar circula pela planta de viveiro de turfa que contém o caule.

De acordo com um segundo aspeto da invenção, é fornecido um módulo que compreende um vaso e um separador, cada vaso tendo uma câmara para conter uma planta, e uma via ai disposta para que o ar possa circular pela via sem circular pela câmara, em que os diversos desses módulos podem ser empilhados em conjunto para formar uma coluna com os separadores a separar os vasos da coluna e a definir um espaço livre fechado em torno de uma parte superior de cada um de, pelo menos, dois dos vasos onde as plantas se projetam a partir da câmara, e as vias existentes nos vasos formam um caminho de fluxo continuo pela coluna, o caminho de fluxo incluindo espaços livres por cima dos, pelo menos, dois vasos.

De acordo com um terceiro aspeto da invenção, é fornecido um kit de peças para montagem no aparelho de acordo com o primeiro aspeto da invenção.

De acordo com um quarto aspeto da invenção, é fornecido um método para a cultura de plantas que compreende a plantação de plantas em vasos, cada vaso definindo uma câmara para conter uma planta, o empilhamento dos vasos uns sobre os outros numa coluna com os separadores a separar os vasos da coluna e a definir um espaço livre fechado em torno de uma parte superior de cada um de, pelo menos, dois dos vasos onde as plantas se projetam a partir da câmara, a coluna compreendendo uma entrada de ar e uma saida de ar e disposta de modo a que o ar introduzido na entrada de ar circule até à saida de ar por uma passagem fornecendo um caminho de fluxo continuo pela coluna, sem necessitar que o ar circule pela câmara, o caminho de fluxo incluindo os espaços livres por cima dos, 8 ΕΡ2595470Β1 pelo menos, dois vasos, e introduzindo ar na entrada de ar.

Parte-se do princípio de que a expressão "plantação de plantas" inclui a plantação de sementes, bolbos ou afins.

Numa forma de realização, o ar introduzido na entrada de ar é ar aquecido ou arrefecido. 0 método pode compreender o fornecimento de um substrato de cultura nos vasos nos quais as plantas crescem, e o caminho continuo para o ar pode ser disposto de modo a que o ar possa circular entre a entrada e a saida sem passar pelo substrato de cultura.

Numa forma de realização, é fornecido um sistema para a cultura de plantas que compreende um aparelho de acordo com o primeiro aspeto da invenção, uma conduta de abastecimento para abastecer ar ao recinto, e uma conduta de retorno para recuperar ar do aparelho, e um permutador de calor para aquecer ou arrefecer o ar, a conduta de abastecimento disposta para abastecer ar do permutador de calor à entrada, e a conduta de retorno disposta para devolver ar do aparelho ao permutador de calor. A entrada de ar pode estar espaçada na vertical em relação a uma saída de ar. 0 sistema fornece um fluxo de ar que passa pelas plantas que pode facilitar o crescimento das plantas. 0 fluxo de ar pelas folhas, os caules, a superfície de um substrato de crescimento e/ou as superfícies do recinto pode ajudar a reduzir o desenvolvimento de fungos, algas e bactérias e a aumentar o crescimento das plantas.

Um sistema desses pode fornecer uma forma eficaz de aquecer ou arrefecer as plantas no que respeita a aquecer um volume maior de ar num recinto com meios de aquecimento 9 ΕΡ2595470Β1 ou arrefecimento. Em particular, o aparelho pode fornecer um espaço livre por cima dos vasos, cujo tamanho seja em conformidade com o das plantas que estão a crescer. Numa forma de realização, o recinto pode ter uma largura de 1 m ou menos, preferencialmente de 400 mm ou menos, e mais preferencialmente de cerca de 150 mm. O espaço livre por cima de cada vaso pode ser inferior a 1 m, preferencialmente inferior a 500 mm, e mais preferencialmente inferior a 200 mm. 0 aquecimento do ar num espaço pequeno desses é muito mais eficaz do que o aquecimento das plantas em estufas de grandes dimensões. O sistema pode compreender uma diversidade de aparelhos, em que o comprimento da conduta de abastecimento entre o permutador de calor e o aparelho mais o comprimento da conduta de retorno entre o aparelho e o permutador de calor é substancialmente o mesmo para cada aparelho. Desta forma, o diferencial de temperatura entre o início da conduta de abastecimento e o fim da conduta de retorno será aproximadamente o mesmo, garantindo um fluxo de ar uniforme por cada recinto. O sistema pode ainda compreender uma fonte de nutrientes e/ou água e um meio de abastecimento para a circulação de nutrientes e/ou água pelos recintos. O meio de circulação pode compreender uma conduta de abastecimento de água/nutrientes para abastecer água e/ou nutrientes ao aparelho a partir de uma fonte de água e/ou nutriente, e uma conduta de retorno para recuperar água e/ou nutrientes do aparelho e devolver a água e/ou os nutrientes à fonte. A conduta de abastecimento e/ou retorno pode compreender um filtro para filtrar a água e/ou nutrientes enquanto os mesmos são fornecidos ao aparelho ou antes de serem devolvidos à fonte. Desta forma, qualquer água e/ou nutriente não utilizado pode ser reciclado para utilização 10 ΕΡ2595470Β1 futura.

Parte-se do princípio de que os termos "ar aquecido" e "ar arrefecido" são aqui utilizados significando, respetivamente, ar que é aquecido ou arrefecido em relação à temperatura do ar no ambiente externo ao recinto.

Breve Descrição das Figuras

Em seguida, serão descritas as formas de realização da invenção, apenas como exemplo, relativamente às figuras em anexo, nas quais: a Figura 1 é uma vista em perspetiva do aparelho de acordo com uma forma de realização da invenção; a Figura 2 é uma vista em perspetiva do aparelho com linhas sombreadas que ilustram peças do aparelho que estão ocultas na Figura 1; a Figura 3 é uma vista em corte transversal do aparelho ilustrado nas Figuras 1 e 2; a Figura 4 é uma vista em perspetiva de um vaso de planta utilizado no aparelho das Figuras 1 a 3; a Figura 5 é uma vista em corte transversal do vaso de planta ilustrado na Figura 4; a Figura 6 é uma vista em planta do vaso de planta ilustrado nas Figuras 4 e 5; a Figura 7 é uma vista em perspetiva de um separador utilizado no aparelho das Figuras 1 a 3; 11 ΕΡ2595470Β1 a Figura 8 é uma vista lateral do separador ilustrado na Figura 7; a Figura 9 é uma vista lateral do separador ilustrado nas Figuras 7 e 8 a partir de uma direção alternativa em relação à da Figura 8; a Figura 10 é uma vista em perspetiva em explosão do aparelho ilustrado nas Figuras 1 a 3 que mostra o kit de peças que são montadas em conjunto para formar o aparelho; a Figura 11 é um diagrama esquemático de uma disposição de circulação de ar de um sistema de acordo com uma forma de realização da invenção; e a Figura 12 é um diagrama esquemático de uma disposição de circulação de água e nutrientes do sistema.

Descrição Detalhada das Figuras

Relativamente às Figuras 1 a 3, o aparelho para a cultura de plantas compreende uma coluna 100 de vasos de plantas 102 empilhados uns sobre os outros para definir um recinto para o armazenamento de plantas. Nesta forma de realização, cada vaso de planta 102 é idêntico. Contudo, parte-se do princípio de que, noutras formas de realização, é possível utilizar vasos não idênticos. Cada vaso 102 define uma câmara 104 (ilustrada nas Figuras 4 a 6) para conter um substrato de cultura, tal como terra, lã de rocha, adubo ou biocarvão, no qual a planta cresce. A coluna 100 tem uma passagem (indicada por setas 106) que fornece um caminho de fluxo contínuo para o ar através 12 ΕΡ2595470Β1 da coluna 100. Este caminho de fluxo inclui espaços 108 à volta das partes superiores dos vasos 102 onde as plantas se projetam a partir do substrato de cultura. Para circular ao longo deste caminho, o ar não necessita de circular pelo substrato de cultura na câmara 104. Nesta forma de realização, o ar pode circular pela passagem sem circular pela câmara.

Nesta forma de realização, a coluna 100 tem uma entrada 110 para receber ar aquecido, e uma saída 112 para a remoção de ar da coluna 100. Nesta forma de realização, a saída 112 situa-se por cima da entrada 110, a entrada 110 estando situada por baixo do vaso mais baixo 102a e a saída 112 encontrando-se por cima do vaso mais alto 102b. Desta forma, o ar aquecido introduzido através da entrada 110 pode subir pela passagem 106, aquecendo as plantas pelo caminho, até ao cimo da coluna 100 onde é removido através da saída 112. A coluna 100 compreende ainda uma entrada de água e nutrientes 116, neste caso, uma cabeça de pulverização, ligada a uma fonte de água e nutrientes para introduzir água e nutrientes na coluna 100. A água e os nutrientes infiltram-se nos vasos 102 para fornecer valor nutritivo às plantas. Toda a água e/ou todos os nutrientes em excesso que cheguem ao fundo da coluna 100 são removidos da coluna 100 através de um cano de escoamento 118.

Relativamente agora às Figuras 4 a 6, cada vaso de planta 102 tem uma via 114 no mesmo para formar a passagem 106 pela coluna 100. A via 114 é circundada pela câmara 104 com paredes cónicas interiores 124 que separam a via 114 da câmara 104. Nesta forma de realização, a via 114 situa-se no centro e estende-se a partir de um fundo 120 do vaso 102 até à mesma altura de um rebordo curvo no sentido 13 ΕΡ2595470Β1 descendente 122 da câmara 104. O vaso tem uma altura de cerca de 100 mm e um diâmetro de cerca de 150 mm mais a largura do rebordo de 20 mm a 25 mm. A via tem um diâmetro no fundo de cerca de 40 mm e no cimo de cerca de 20 mm. O formato cónico da via 114 estimula a água e os nutrientes que entram na via 114 a circular para longe da abertura existente na via 114 do vaso 102 inferior. Desta forma, a via 114 ajuda a impedir o fluxo direto de água e nutrientes até ao fundo da coluna pelas vias 114.

Um fundo da câmara 104 tem furos 126 no mesmo para facilitar a infiltração da água e dos nutrientes pela coluna 100.

Relativamente agora às Figuras Ia3e7a9, a coluna 100 pode compreender ainda separadores transparentes ou translúcidos 130 para separar os vasos 102 da coluna 100. Nesta forma de realização, é fornecido um separador 130 entre cada par de vasos 102. Os separadores 130 entre os vasos são idênticos (este tipo de separadores é ilustrado nas Figuras 7 a 9).

Contudo, os separadores 130a e 130b são diferentes dos outros separadores 130. O separador 130a tem aberturas apropriadas para receber um tubo de entrada de ar 111 e o cano de escoamento 118. O separador 130b tem uma tampa 132 para fechar uma parte superior do separador 130b e para reter um tubo de saida de ar 113.

Os separadores 130 fornecem um espaço livre entre os vasos 102 para as plantas crescerem e permitirem a entrada de luz solar na coluna 100. Nesta forma de realização, cada separador tem uma altura de cerca de 200 mm e um diâmetro de cerca de 150 mm. Por conseguinte, a altura do espaço livre para o crescimento da planta será de cerca de 150 mm. 14 ΕΡ2595470Β1

As colunas 100 que têm um espaço livre deste tamanho podem ser adequadas para a cultura de plantas, tais como colheitas de legumes, alfaces, tomates, morangos, ervilhas, feijões, ervas, pimentões, pimentos, e afins. O tamanho do espaço livre necessário pode depender do tamanho e da forma da planta que está a crescer, por exemplo, o tamanho da folhagem, o tamanho do fruto, da videira ou do arbusto. Idealmente, é fornecido espaço suficiente para permitir um crescimento sem restrições da folhagem. Por outro lado, idealmente, o espaço não deve ser desnecessariamente grande, uma vez que assim pode ser necessária mais energia para manter uma temperatura desejada (p. ex. para evitar perda de calor ou aumento de calor) . Para obter uma boa fileira de plantas, verificou-se que é adequado um separador com uma altura de 200 mm. Dependendo da aplicação, podem ser fornecidos separadores mais pequenos ou maiores, p. ex. para plantas maiores, árvores jovens ou espécies de colheita muito grandes, os separadores podem ter uma altura de cerca de 1 m. A localização do sistema e a luz solar disponível também irão influenciar o tamanho do espaço livre. Quanto menos luz houver, maior terá de ser o espaço livre. Noutras formas de realização, os separadores podem ter uma altura de cerca de 250 mm ou qualquer outra altura disponível.

Nesta forma de realização, cada separador 130 é um cilindro oco de material transparente ou translúcido com uma extremidade superior continua para encaixar numa parte inferior do rebordo 122 do vaso 102 quando montando numa coluna 100. Uma parte inferior do separador compreende orifícios. Nesta forma de realização, os orifícios são orifícios de lados abertos espaçados de modo circunferencial 134. Deste modo, quando o separador é montado na coluna, existe uma série de fendas entre os vasos 102 e os separadores 130 através das quais as plantas 15 ΕΡ2595470Β1 podem crescer para fora da coluna 100. Nesta forma de realização, existem seis orifícios com um formato arqueado 134, cada orifício 134 tendo uma altura no vértice de cerca de 30 mm e uma largura de cerca de 30 mm. Em conformidade, a percentagem da área que circunda o espaço livre que é fechado pelo separador 130 (isto é, em vez de estar aberto para o ambiente externo através dos orifícios 134) pode ser superior a 90% e, nesta forma de realização, superior a 93%. Em algumas formas de realização, pode ser superior a 95%. Deste modo, a perda de energia através de fuga de ar aquecido para o ambiente externo é mantida suficientemente baixa. O rebordo curvo 122 do vaso 102 ajuda a impedir danos nas partes da planta que se projetam a partir dos orifícios 134 .

Depois de montado na coluna 100, cada vaso 102 pode ser rodado em torno do respetivo centro, de modo a que o utilizador possa aceder às plantas conforme desejado.

Depois de montado na coluna 100, cada vaso 102 pode ser rodado em torno do respetivo centro, de modo a que o utilizador possa aceder às plantas conforme desejado. A Figura 10 ilustra as peças diferentes que são montadas em conjunto para formar a coluna 100 (o tracejado mostra que nem todos os vasos e separadores são ilustrados). Parte-se do princípio de que estas peças podem ser fornecidas como um kit de peças para serem montadas no próprio local. Além disso, parte-se do principio de que é possível fornecer pares de vaso e separador 140 como um módulo separado do resto do kit para adicionar a uma coluna existente 100 ou substituir um módulo de uma coluna existente. 16 ΕΡ2595470Β1

Relativamente às Figuras 11 e 12, o aparelho das Figuras 1 a 10 pode ser incorporado num sistema conforme ilustrado nas Figuras 11 e 12 para fornecer ar aquecido, água e nutrientes às plantas. O sistema compreende uma diversidade de recintos 202 que contêm plantas, habitualmente dispostas numa série de filas, e duas disposições de recirculação, uma disposição 200 para a circulação do ar pelos recintos 202, de modo a manter as plantas na temperatura necessária, e outra disposição 204 para a circulação de água e nutrientes pelos recintos 202. Cada recinto 202 compreende um aparelho conforme ilustrado nas Figuras 1 a 10. A disposição 200 para a recirculação de ar compreende um permutador de calor 206 para aquecer o ar que passa pelo mesmo, uma conduta de abastecimento 208 (ilustrada em tracejado cheio) para abastecer o ar aquecido do permutador de calor 206 às entradas de ar no fundo do aparelho 202 e uma conduta de retorno 210 (ilustrada em tracejado) para recuperar ar das saídas de ar na parte superior dos recintos para o permutador de calor 206. Nesta forma de realização, a conduta de abastecimento 208 divide-se em linhas separadas 208a, 208b, 208c para cada fila do aparelho 202 e a conduta de retorno tem linhas separadas 210a, 210b, 210c para receber ar de cada fila do aparelho 202. Em utilização, as plantas no aparelho 202 são mantidas na temperatura necessária através do aquecimento do ar com o permutador de calor 206 e, em seguida, da passagem deste ar aquecido para o interior dos recintos. O ar quente sobe até ao cimo do aparelho através de convecção, e o aparelho canaliza a passagem do ar que sobe pelas plantas aí existentes. O ar que passou pelo aparelho 202 é recuperado pela linha de retorno 210 para o permutador de calor 206, de modo a ser reaquecido e utilizado novamente. 17 ΕΡ2595470Β1 0 aquecimento do ar pelo permutador de calor 206 pode ser controlado de forma termostática para manter as plantas a uma temperatura estável. O fluxo de ar pelo sistema pode ser alcançado através do diferencial de temperatura de cada lado do permutador de calor 206. Em alternativa, é possível fornecer uma bomba ou uma ventoinha para circular o ar aquecido. A ligação das colunas 100 do aparelho 202 à instalação de condutas 210a, 210b, 210c estabiliza as colunas 100. A disposição 204 para a recirculação de água e nutrientes compreende uma fonte, tal como um depósito, de água e nutrientes 216, uma conduta de abastecimento 218 (ilustrada em tracejado cheio) para abastecer a água e os nutrientes da fonte 216 às entradas de água no cimo do aparelho 202, e uma conduta de retorno 220 (ilustrada em tracejado) para recuperar água e nutrientes a partir de um cano de escoamento no fundo do aparelho 202. A água e os nutrientes recuperados podem ser filtrados antes de serem novamente fornecidos ao depósito de água e nutrientes 216. Nesta forma de realização, a conduta de abastecimento 218 divide-se em linhas separadas 218a, 218b, 218c para cada fila do aparelho 202, e a conduta de retorno tem linhas separadas 220a, 220b, 220c para receber água e nutrientes de cada fila do aparelho 202.

Nesta forma de realização, tanto para a disposição de recirculação de ar 200 como para a disposição de recirculação de água e nutrientes 204, um comprimento da conduta de abastecimento 208, 218 entre o permutador de calor 206/depósito de água e nutrientes 216 e o aparelho 202 mais o comprimento da conduta de retorno 210, 220 entre o aparelho 202 e o permutador de calor 206/depósito de água e nutrientes 216 é substancialmente o mesmo para cada 18 ΕΡ2595470Β1 aparelho 202. Por exemplo, para um aparelho 202 com uma conduta de abastecimento curta 208, 218 a partir do permutador de calor 206/depósito 216, existirá uma conduta de retorno longa 210, 220 até ao permutador de calor 206/depósito 216.

Um sistema de acordo com a forma de realização descrita acima pode ser vantajoso, uma vez que o ar aquecido pode ser introduzido em cada coluna 100 para circular de forma substancialmente livre em torno das plantas, de modo a ajudar no crescimento das plantas, enquanto o aparelho limita a perda do ar aquecido para o ambiente exterior à medida que o mesmo circula pela coluna. Além disso, o volume de ar que necessita de ser aquecido é reduzido por causa do volume pequeno do espaço fechado definido pelas colunas 100. Deste modo, o ambiente para as plantas pode ser controlado de uma forma energeticamente eficiente. Além disso, parte-se do principio de que o fluxo de ar pelas folhas, os caules, a superfície do substrato de crescimento, e/ou a planta de viveiro de reprodução (turfa ou substrato semelhante) que rodeia os caules, as raízes, o bolbo ou os rebentos da planta, e/ou as superfícies do aparelho pode ajudar a reduzir o desenvolvimento de fungos, algas e bactérias.

Parte-se do princípio de que é possível efetuar alterações e modificações na forma de realização descrita acima sem implicar o desvio da invenção conforme aqui definida. Por exemplo, as vias pelos vasos podem ser fornecidas numa zona diferente do vaso, por exemplo através de canais abertos nos lados do vaso. A altura de cada separador pode ser diferente dependendo das plantas que se pretende produzir. A utilização de separadores com um tamanho apropriado garante que o espaço para a cultura de plantas é utilizado de forma eficaz. 19 ΕΡ2595470Β1

Uma superfície inferior de cada vaso 102 pode ter um formato para fazer com que a água na mesma saia pela passagem 106 existente na coluna 100. Por exemplo, a superfície inferior de cada vaso pode ser inclinada para baixo numa direção radial para longe de um centro do vaso 102. Desta forma, a água que se condensa no fundo do vaso 102, bem como a água que se infiltra pelos furos 126 do vaso 102, é retirada do centro da coluna 100 limitando a quantidade de água que passa diretamente pela passagem 106 até ao fundo da coluna 100.

As plantas em cada vaso podem ser pulverizadas diretamente com água e nutrientes, em vez de alimentadas pela infiltração da água e dos nutrientes através do vaso acima. Por exemplo, um pulverizador específico para vasos pode ser ligado a um tubo de água/nutrientes que passa pelas vias de ar existentes nos vasos.

No sistema que compreende uma diversidade de aparelhos, a temperatura do ar fornecida a aparelhos diferentes 202 pode ser controlada em separado. Desta forma, é possível criar tipos diferentes de plantas com requisitos de temperatura diferentes no sistema. Além disso, a água e os nutrientes podem ser fornecidos a partir de depósitos separados. 0 sistema pode ser disposto de modo a que a água possa ser fornecida ao aparelho 202 sem nutrientes e misturada com os nutrientes para fornecer uma solução. O sistema pode ser disposto de modo a fornecer soluções diferentes para aparelhos diferentes, permitindo que tipos diferentes de colheitas que necessitam de soluções diferentes sejam produzidos num único sistema.

Para aumentar o tamanho do espaço livre, é possível utilizar mais de um separador entre cada vaso de planta. Para tal, pode ser fornecido um elemento de ligação que não 20 ΕΡ2595470Β1 seja um vaso de planta para ligar os separadores empilhados de forma consecutiva em conjunto.

Um ou mais vasos podem ter um formato de modo a que uma parte, a chamada asa, da câmara do vaso fique fora do perímetro do separador. Isto pode ser uma alternativa ao fornecimento de orifícios no separador. Numa disposição dessas, a planta pode crescer para fora do recinto através da asa. Um vaso pode compreender uma diversidade de asas espaçadas de forma circunferencial em torno do vaso. A invenção fornece um recinto com um tamanho adequado para garantir um espaço suficiente para a cultura das plantas, mas que não seja demasiado grande, evitando assim o desperdício de energia. 0 recinto é substancialmente isolado do ambiente, o que minimiza perdas de calor ou aumentos de calor, bem como perdas de água, não intencionais. É fornecido um caminho de fluxo de ar, cujo caminho não é necessário para passar pela câmara do vaso, no qual pode estar habitualmente presente um substrato de crescimento. Desta forma, a invenção assegura que as superfícies interiores do recinto e as superfícies superiores do substrato são capazes de ter ar a circular pelas mesmas, ao mesmo tempo que mantêm eficazmente um ambiente controlado de água e temperatura. Normalmente, este fluxo de ar é alcançado através da exposição da superfície do substrato ao ambiente externo, em que ocorre a transferência de uma grande quantidade de calor e água para o ambiente. Em alternativa, isto pode ser geralmente alcançado numa disposição tipo estufa de grandes dimensões, em que é gasta imensa energia no controlo do ambiente para obter caminhos de fluxo de ar adequados. Em oposição, a presente invenção fornece tanto um ambiente controlado e eficaz como um caminho de fluxo de ar. 0 tamanho do recinto arejado e controlado é conforme as respetivas necessidades. 21 ΕΡ2595470Β1

Para permitir que a planta de cultura cresça para fora do recinto, se necessário, são fornecidos mecanismos, embora o importante seja que a planta de viveiro de reprodução, ou as raízes, ou os caules da planta sejam mantidos no ambiente controlado.

Esta invenção fornece arejamento e um ambiente controlado para a parte do substrato na qual se encontram as raízes da planta e a partir da qual se estendem os caules, as folhas e a folhagem da planta. Esta parte necessita de ser arejada, mas no estado da técnica, isto só é alcançado através da exposição ao ambiente exterior da parte da superfície do substrato a partir da qual a folhagem da planta cresce. Isto resulta numa transferência de calor e humidade excessivos entre esta parte do substrato e o ambiente externo não controlado. Nesta invenção, esta parte do substrato encontra-se dentro do recinto e não é exposta ao ambiente exterior da mesma forma.

Nas formas de realização descritas, este sistema de cultura vertical com orifícios laterais permite a cultura de plantas que crescem convencionalmente na horizontal de uma maneira vertical e com um bom rendimento do espaço. Isto é benéfico relativamente a outros sistemas nos quais os vasos que se estendem na lateral são fornecidos estendendo-se a partir de uma zona central, e nos quais os vasos têm terra exposta (ou outro substrato) a partir da qual a planta cresce. Existe uma poupança de espaço, e é evitada uma transferência de calor/temperatura (excessivos) a partir do substrato.

Em algumas formas de realização, o separador cilíndrico 130 é formado por duas peças (ocas semicilíndricas). Estas peças podem ser feitas de um 22 ΕΡ2595470Β1 material plástico flexível, e podem ligar-se uma à outra para formar um separador adequado (isto é, capaz de formar um recinto) através de uma disposição de encaixe por pressão de junta macho-fêmea.

Em algumas formas de realização, em utilização, a planta a cultivar encontra-se na forma de um rebento ou bolbo, ou está inserida numa planta de viveiro de turfa. Os rebentos, as raízes, o bolbo ou a planta de viveiro são colocados no interior da câmara (p. ex. na superfície do substrato (p. ex. terra)) e, em seguida, o separador é ligado ao vaso, de modo a que os orifícios do separador sejam alinhados com os rebentos, as raízes, o bolbo ou a planta de viveiro, para estimular o crescimento da planta para fora da câmara através do orifício.

Outra caracteristica opcional de algumas formas de realização dos orifícios é o fornecimento de um vedante de orifício. 0 vedante de orifício compreende um fecho para o orifício, ou orifícios, de modo a minimizar a transferência de calor e água entre o recinto e o ambiente externo. 0 vedante de orifício pode assumir a forma de um membro de borracha ou papel para ser colocado ou fixado no orifício de modo a fechá-lo, ao mesmo tempo que permite de forma flexível a passagem pelo mesmo de um rebento de uma planta, por exemplo, através de uma ranhura no material de borracha/papel.

Desta forma, o rebento pode ser inicialmente posicionado de modo a passar pelo vedante de orifício e pode mudar de posição dentro do orifício à medida que vai crescendo, enquanto o resto do orifício se encontra eficazmente fechado. 23 ΕΡ2595470Β1

REFERÊNCIAS CITADAS NA DESCRIÇÃO

Esta lista de referências citadas pelo requerente é apenas para a conveniência do leitor. A mesma não faz parte do documento de Patente Europeia. Embora tenha sido tomado muito cuidado na compilação das referências, não se poderão excluir erros e omissões e o IEP não assume qualquer responsabilidade neste sentido.

Documentos de Patente citados na descrição • US 6840008 BI [0003] • US 20030089037 AI [0003] • US 5555676 A [0003] • US 20060156624 A [0003] • DE 20014244 [0004]

Lisboa, 9 de Dezembro de 2014 24

Claims (15)

1. ΕΡ2595470Β1 REIVINDICAÇÕES 1. Aparelho para a cultura de plantas compreendendo uma coluna (100) de vasos (102) empilhados uns sobre os outros para definir um recinto para o armazenamento de plantas, cada vaso (102) definindo uma câmara (104) para conter uma planta, separadores (103) para separar vasos da coluna (100), os separadores (103) definindo um espaço livre fechado à volta de uma parte superior de cada um de, pelo menos, dois dos vasos onde as plantas se projetam a partir da câmara (104), e caracterizado por uma passagem (106) que fornece um caminho de fluxo continuo para o ar através da coluna sem necessitar que o ar circule pela câmara (104), o caminho de fluxo incluindo os espaços livres por cima dos, pelo menos, dois vasos.
2. 2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, em que a câmara (104) é disposta para conter um substrato de cultura no qual a planta cresce.
3. 3. Aparelho de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, em que a coluna (100) tem uma entrada (110) para receber ar e uma sarda (112) para a remoção de ar da coluna (100) , e opcionalmente em que o ar recebido compreende ar aquecido ou arrefecido.
4. 4. Aparelho de acordo com a reivindicação 3, em que, em utilização, a saída (112) se situa por cima da entrada (110), e opcionalmente em que a entrada (110) se situa, em utilização, por baixo do vaso mais baixo (102a) e a saída (112) se situa, em utilização, por cima do vaso mais alto (102b).
5. 5. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que cada vaso (102) tem uma via (114) no 1 ΕΡ2595470Β1 mesmo para formar a passagem (106) pela coluna (100), e opcionalmente em que a via se estende a partir de um fundo do vaso até uma localização por cima de uma parte superior pretendida do substrato de crescimento.
6. 6. Aparelho de acordo com a reivindicação 5, em que a via (114) se estende, pelo menos, até uma altura de um rebordo (122) da câmara.
7. 7. Aparelho de acordo com a reivindicação 5 ou reivindicação 6, em que a via (114) é circundada pela câmara (104) com paredes interiores que separam a via da câmara.
8. 8. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que os separadores (130) correspondem a um ou mais separados dos vasos (102); ou são transparentes ou translúcidos.
9. 9. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que, pelo menos, um ou cada um dos separadores (130) compreende orifícios (134) nos mesmos através dos quais as plantas podem crescer para fora da coluna, e opcionalmente em que os orifícios (134) compreendem menos de 10% da área do separador (130) , e opcionalmente menos de 7%, e opcionalmente ainda menos de 5%, e opcionalmente em que o vaso imediatamente abaixo do, ou de cada, separador que compreende orifícios tem um rebordo curvo.
10. 10. Aparelho de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações, em que a coluna (100) dos vasos (102) é disposta de modo a que a água que evapora de uma planta e/ou substrato de cultura num dos vasos se condense num dos vasos acima, e uma superfície inferior de cada vaso tenha 2 ΕΡ2595470Β1 um formato para fazer com que a água condensada na mesma saia pela passagem (106) existente na coluna, e opcionalmente em que cada vaso tem uma via central no mesmo e a superfície inferior do vaso se inclina para baixo numa direção radial para longe de um centro do vaso.
11. 11. Um módulo compreendendo um vaso (102) e um separador (103) , cada vaso tendo uma câmara (104) para conter uma planta e uma via (114), caracterizado por a via ser aí disposta para que o ar possa circular pela via (114) sem circular pela câmara (104), em que os diversos desses módulos podem ser empilhados em conjunto para formar uma coluna (100) com os separadores (130) a separar os vasos (102) da coluna (100) e a definir um espaço livre fechado em torno de uma parte superior de cada um de, pelo menos, dois dos vasos onde as plantas se projetam a partir da câmara e as vias nos vasos formam um caminho de fluxo contínuo pela coluna (100) , o caminho de fluxo incluindo os espaços livres por cima dos, pelo menos, dois vasos.
12. 12. Um kit de peças para montagem no aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10.
13. 13. Um método para a cultura de plantas compreendendo a plantação de plantas em vasos (102), cada vaso definindo uma câmara (104) para conter uma planta, o empilhamento dos vasos uns sobre os outros numa coluna (100) com os separadores (130) a separar os vasos (102) da coluna (100) e a definir um espaço livre fechado em torno de uma parte superior de cada um de, pelo menos, dois dos vasos onde as plantas se projetam a partir da câmara (104), a coluna compreendendo uma entrada de ar (110) e uma saída de ar (112), e caracterizado por a saída de ar ser disposta de modo a que o ar introduzido na entrada de ar circule até à saída de ar por uma passagem (106) fornecendo um caminho de 3 ΕΡ2595470Β1 fluxo contínuo pela coluna (100), sem necessitar que o ar circule pela câmara (104), o caminho de fluxo incluindo os espaços livres por cima dos, pelo menos, dois vasos e introduzindo ar na entrada de ar.
14. 14. Um sistema para fornecer ar aquecido ou arrefecido às plantas compreendendo um aparelho de acordo com a reivindicação 3 ou qualquer uma das reivindicações 4 a 10 como dependentes até à reivindicação 3, e compreendendo uma conduta de abastecimento (208) para abastecer ar à entrada e uma conduta de retorno (210) para recuperar ar do aparelho, um permutador de calor (206) para aquecer ou arrefecer o ar, a conduta de abastecimento (208) disposta para abastecer ar do permutador de calor (206) à entrada e a conduta de retorno disposta para devolver ar do aparelho ao permutador de calor, e opcionalmente em que o sistema compreende uma diversidade de aparelhos, e o comprimento da conduta de abastecimento (208) entre o permutador de calor (206) e o aparelho mais o comprimento da conduta de retorno (210) entre o aparelho e o permutador de calor (206) é substancialmente a mesma para cada aparelho.
15. 15. Um sistema de acordo com a reivindicação 14, compreendendo ainda uma fonte (216) de nutrientes e/ou água e um meio de abastecimento para a circulação de nutrientes e/ou água pelo aparelho, e opcionalmente em que o meio de circulação compreende uma conduta de abastecimento de água/nutrientes (218) para abastecer água e/ou nutrientes ao aparelho a partir de uma fonte de água e/ou nutrientes, e uma conduta de retorno (220) para recuperar água e/ou nutrientes do aparelho e devolver a água e/ou os nutrientes à fonte (216), e opcionalmente ainda em que a conduta de retorno (220) compreende um filtro para filtrar a água e/ou os nutrientes antes de serem devolvidos à fonte. Lisboa, 9 de Dezembro de 2014 4