ES2359561B1

ES2359561B1 - Sistema automatizado para el cultivo hidropónico de vegetales.

Info

Publication number: ES2359561B1
Application number: ES200902150A
Authority: ES
Inventors: Lorenzo Belmonte
Original assignee: Instain S L; New Growing Systems SL
Current assignee: Instain S L; New Growing Systems SL
Priority date: 2009-11-12
Filing date: 2009-11-12
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2029-11-12
Also published as: MX2012005467A; CN102686102A; ES2359561A1; EP2499905A1; EP2499905A4; US20120227322A1; WO2011058201A1

Abstract

Sistema automatizado para el cultivo hidropónico de vegetales.#A partir de dos parcelas (1 y 2), separadas por un pasillo intermedio (3) y preferentemente iguales entre sí, en cada una de ellas se establece una pluralidad de líneas de cultivo (4), consistentes en canalizaciones para circulación de la solución nutriente para las plantas y actuante además como soporte físico para éstas últimas, definiéndose en la primera parcela (1) una zona frontal de plantación (5) con puestos de trabajo para varios operarios (6), de donde las citadas líneas de cultivo (4) se van desplazando hacia el extremo opuesto de la parcela, para transferirse unitariamente de dicho extremo posterior de la parcela (1) a la parcela (2), donde se desplazan en sentido contrario hasta la zona de recolección (11) establecida también en la extremidad frontal de la parcela (2). Se consigue de esta manera aumentar de un orden: del 300% la densidad de plantación y prácticamente duplicar el número de ciclos por año, paralelamente a una drástica reducción de mano de obra.

Description

hectárea y ciclo a que se ha hecho mención con an-

Sistema automatizado para el cultivo hidropónico de vegetales. Objeto de la invención

La presente invención se reﬁere a un sistema automatizado para el cultivo hidropónico de vegetales, como por ejemplo de lechugas, pero que obviamente es aplicable a otros tipos de vegetales, fundamentalmente destinados al consumo humano.

El objeto de la invención es conseguir un máximo aprovechamiento de la superﬁcie a cultivar, es decir conseguir el mayor número posible de plantas por unidad de superﬁcie a cultivar, sin el menor perjuicio para el cultivo.

La invención se sitúa pues en el ámbito de la industria agrícola. Antecedentes de la invención

Como es sabido, el cultivo tradicional de plantas del tipo anteriormente citado se lleva a cabo en el suelo, formando alineaciones paralelas de plantas, entre las que se deﬁnen líneas que permiten tanto la tarea de plantación como la posterior tarea de recolección, llevándose a cabo tanto una como otra mediante desplazamiento de los operarios a lo largo de todas y cada una de las líneas citadas.

Las plantas crecen a expensas de los nutrientes existentes en el terreno, por lo que se hacen preciso las tareas periódicas de abonado, arado, etc., lo que acorta el número de ciclos productivos anuales que da el terreno.

En el caso especíﬁco de cultivo de lechugas, en este tipo de plantaciones la densidad de plantación es del orden de 65.000 plantas por hectárea y ciclo, consiguiéndose 2,5 ciclos al año, y ello con un consumo importante de agua y fertilizantes, así como con una también muy importante participación de mano de obra, con su correspondiente repercusión a nivel de costos.

Esta información dependerá mucho de la zona de producción. Esto es para España. Dependiendo del país y de su climatología tendrá más o menos ciclos de cultivo al año. Descripción de la invención

El sistema automatizado de cultivo que la invención propone se basa en el conocido sistema de riego hidropónico, es decir de cultivo sin tierra, en el que una solución nutritiva circula en circuito cerrado por una canalización compuesta por una multibanda de distintos niveles donde se permite aireación del sistema radicular que constituye simultáneamente el soporte físico para las plantas, las cuales toman los nutrientes necesarios de dicha solución y de manera que los nutrientes que van siendo absorbidos por las plantas se reponen en un punto adecuado del citado circuito cerrado.

Las citadas canalizaciones serán preferentemente (pero no exclusivamente) las que muestra la Patente de Invención 9601651 de la que es titular el propio solicitante.

La invención consiste en dotar a dichas canalizaciones, compuesta por una multibanda de distintos niveles donde se permite aireación del sistema radicular, de movilidad, como se verá mas adelante, de manera que al adoptar en cada momento la posición mas idónea, no solo para el crecimiento de las plantas sino para realizar todas las maniobras de plantación y recolección, con el sistema automatizado que la inventerioridad, a las 206.000 plantas, a la vez que el también citado número de 2,5 ciclos/año puede doblarse pasando a 5 ciclos. Estos datos también pueden variar dependiendo de la zona de cultivo, pudiendo llegar incluso hasta 8 ciclos.

Para ello y de forma mas concreta, de acuerdo con el sistema de la invención el terreno disponible se divide en dos parcelas adyacentes, preferentemente iguales, separadas por un pasillo intermedio, estableciéndose en cada parcela una pluralidad de líneas de cultivo transversales, materializadas cada una de ellas en una canalización de cultivo hidropónico de las anteriormente citadas, que puede ser simple o múltiple en función del tamaño de la parcela, pero con la especial particularidad de que dichas líneas de cultivo son móviles pudiendo desplazarse a los largo de cualquiera de las dos parcelas y trasladarse de una parcela a otra.

Especíﬁcamente el extremo frontal de una de las parcelas constituye la zona de plantación, mientras que el extremo frontal de la otra parcela constituye la zona de recolección, única extremidad donde se sitúan los puestos de trabajo para los operarios, que no tienen necesidad de acceder a ninguna de las dos parcelas durante todo el ciclo productivo.

Tanto en el extremo anterior de las dos parcelas como el extremo posterior de las mismas, se establecen medios de transferencia capaces de trasladar las líneas de cultivo vacías, tras la recolección, de la zona de recolección a la zona de plantación, y a nivel posterior de las parcelas en sentido contrario, deﬁniendo un circuito cerrado de manera que cada línea de cultivo recorre longitudinalmente las dos parcelas, de la zona de plantación de una de ellas a la zona de recolección establecida en la otra, desde donde pasa de nuevo a la zona de plantación de la primera.

Esta traslación se lleva a cabo con la colaboración de raíles elevados sobre los que se deslizan carros que toman unitariamente las líneas de cultivo de la zona de recolección. Una vez que dicha recolección se ha efectuado, las elevan por encima de los operarios y las trasladan a la zona de plantación, donde otros operarios llevan a cabo las maniobras de plantación tras lo que todo el conjunto de la línea de cultivo se desplaza hacia el fondo de la primera parcela, a la vez que la última de dichas líneas de cultivo es transferida a la segunda parcela mediante el segundo raíl elevado y de análoga manera.

Dentro de cada parcela el desplazamiento anterior y posterior de las líneas de cultivo se lleva a cabo por una cadena que se mueve, de manera que las canalizaciones unidas de cultivo son contactantes entre sí con un aprovechamiento integral de la superﬁcie disponible, lo que permite el acusado incremento en la densidad de plantación a que se ha hecho mención con anterioridad.

No obstante pueden planiﬁcarse medios distanciadores entre líneas de cultivo, que manteniendo dichas líneas juntas cuando las plantas son de reducido tamaño, van progresivamente separando las líneas a medida que éstas crecen para que tengan mayor luminosidad y alcancen mayor volumen.

Con independencia del ahorro de agua y fertilizantes que supone el propio sistema de cultivo hidropónico, se consigue una notable disminución de costos y mano de obra, dado que los operarios, como ya se

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ha citado con anterioridad, no tienen que acceder a la ﬁnca, es decir a las citadas parcelas, ni para plantar ni para recolectar, labores que se hacen en una zona marginal de las parcelas, prácticamente fuera de ellas.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un único juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado esquemáticamente y en planta una ﬁnca con sistema automatizado para el cultivo hidropónico de vegetales que la invención propone. Realización preferente de la invención

En la ﬁgura reseñada se observa como, de acuerdo con el sistema automatizado que se preconiza, la ﬁnca disponible o destinada al cultivo se divide en dos parcelas (1 y 2), lateralmente adyacentes y preferiblemente separadas entre sí por un pasillo intermedio (3), estando tanto la parcela (1) como la parcela (2) integralmente ocupadas por una pluralidad de líneas de cultivo (4), transversales, a base de canalizaciones para la solución nutriente, en circuito cerrado, que constituye paralelamente el soporte físico para las plantas que se implantan en cada una de ellas.

En la extremidad frontal de la parcela (1) se establece la zona de plantación (5), donde un número adecuado de operarios (6) debidamente distribuidos junto al borde frontal de dicha parcela (1), realizan el montaje de los plantones o plantas procedentes de semillero sobre las bolsas de polietileno constitutivas de dichas líneas de cultivo.

Tras el llenado de cada línea de cultivo, ésta es arrastrada automáticamente por medios mecánicos apropiados, desplazando con cadenas hacia atrás al resto de las líneas de cultivo de la parcela (1) de acuerdo con la ﬂecha (7) de la ﬁgura. Simultáneamente debe haberse originado un espacio capaz de absorber ese desplazamiento lineal de las líneas de cultivo, en el extremo posterior de la parcela (1), para lo cual la ultima de las líneas de cultivo de dicha parcela (1) es transferida de acuerdo con la ﬂecha (8) mediante desplazamiento longitudinal hacia la parcela (2), utilizando para ello un raíl elevado (9), con un carro móvil o cualquier elemento similar, capaz de agarrar cada línea de cultivo (4), elevarla, desplazarla hacia la otra parcela y acceder otra vez de nuevo hasta el plano general de la última línea de cultivo.

En la segunda parcela se produce simultáneamente un desplazamiento frontal, de acuerdo con las ﬂechas (10), de manera que cuando una línea de cultivo

(4) alcanza la zona extrema de la parcela (2), concretamente la zona de recolección (11), otros operarios (6’) extraen las plantas de la línea de cultivo (4) extrema, quedando ésta vacía para poder ser transferida de nuevo a la zona de plantación, determinando un ciclo cerrado, con la colaboración de otro raíl elevado (12), estructural y funcionalmente coincidente con el raíl de fondo (9) y con el movimiento que muestra la ﬂecha (13), junto a la que aparece una línea de cultivo (4,) que se encuentra en situación intermedia de transferencia, es decir sin haber llegado a la posición deﬁnitiva sobre la zona de plantación.

Como se deduce de cuanto acaba de exponerse, en el momento en que se produce la recolección de las plantas, como por ejemplo las lechugas, en la zona (11) de la segunda parcela, la correspondiente línea de cultivo vacía es transferida a la primera plantación (5), donde recibe una nueva alineación de plantas, de manera que no existen tiempos muertos, lo que permite duplicar el número de ciclos productivos por año, como anteriormente se ha dicho.

Evidentemente tanto los medios de transferencia de una parcela a otra para las líneas de cultivo como los medios de desplazamiento de dichas líneas de cultivo dentro de cada parcela, pueden ser muy variables, sin que ello afecte a la esencia de la invención, de la misma manera que el accionamiento de tales medios puede ser totalmente automático y debidamente programado, que fuerce a los operarios a determinado ritmo de trabajo o puede ser accionado a voluntad de uno de dichos operarios.

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Claims

REIVINDICACIONES

1. Sistema automatizado para el cultivo hidropónico de vegetales, como por ejemplo lechugas, en el que se utilizan líneas de cultivo materializadas en canalizaciones compuesta por una multibanda de distintos niveles donde se permite aireación del sistema radicular y de longitud variable para una solución nutriente que circula en circuito cerrado para alimentación de las plantas para las que la propia canalización constituye el soporte físico, caracterizado porque en el mismo participan dos parcelas (1 y 2), lateralmente adyacentes y separadas por un pasillo intermedio (3), estableciéndose en cada una de dichas parcelas una pluralidad de líneas transversales de cultivo (4), que las ocupan integralmente, siendo dichas líneas de cultivo (4) desplazables a lo largo de la parcela y transferibles de una parcela a otra tanto en el extremo anterior como en el extremo posterior de las mismas, de manera que tales líneas de cultivo son desplazables también con un ciclo cerrado, deﬁniéndose en la extremidad frontal de la primera parcela (1) una zona de plantación (5) con puestos ﬁjos para una pluralidad de operarios (6), y en la extremidad frontal de la segunda parcela (2) una zona de recolección (11) para otro grupo de operarios (6’), todo ello de forma que el desarrollo de las plantas se produce durante el recorrido de toda la línea de cultivo de toda la zona de plantación a la zona de recolección, y en el mismo momento en el que se efectúa la recolección de una línea de cultivo, dicha línea vacía pasa a la zona de plantación para recibir un nuevo grupo de plantones o plantas nuevas.
2.

Sistema automatizado para el cultivo hidropónico de vegetales, según reivindicación 1ª, caracterizado porque la transferencia de la zona de recolección a la zona de plantación se realiza con el concurso de un carril elevado (5) sobre el que es desplazable un carro o similar dotado de medios de amarre y elevación/descenso para las líneas de cultivo (4), siendo sustancialmente iguales los medios de transferencia establecidos en el fondo o extremo posterior de las parcelas (1 y 2), para la transferencia de las líneas de cultivo (4) de la primera parcela a la segunda.
3.

Sistema automatizado para el cultivo hidropónico de vegetales, según reivindicación 1ª, caracterizado porque el desplazamiento de las líneas de cultivo

(4) en el seno de cada parcela se lleva a cabo mediante empuje de la última línea de cultivo (4’) incorporada a cada parcela desde la otra, y paralelo arrastre de las líneas de cultivo restantes.

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OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

N.º solicitud: 200902157

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 12.11.2009

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : F24J2/46 (01.01.2006) F24J2/05 (01.01.2006)

DOCUMENTOS RELEVANTES

Categoría

Documentos citados Reivindicaciones afectadas

X

US 2007034204 A1 (KUCKELKORN et al.) 15.02.2007, párrafo [37]; figura 1. 4-6

A

1

A

US 7013887 B2 (KUCKELKORN et al.) 21.03.2006, columna 5, líneas 29-47; figura 1. 1

A

CN 101245954 A (UNIV NANJING) 20.08.2008, figura 1 & Resumen de la base de datos 1

EPODOC. Recuperado de EPOQUE; AN CN-200810019245-A.

A

US 6705311 B1 (SCHWARTZMAN et al.) 16.03.2004, párrafo [40]; figura 1B. 1

Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud

El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:

Fecha de realización del informe 16.03.2011

Examinador J. Merello Arvilla Página 1/4

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud: 200902157

Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) F24J Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de

búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI

Informe del Estado de la Técnica Página 2/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 200902157

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 16.03.2011

Declaración

Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)

Reivindicaciones Reivindicaciones 1-6 SI NO

Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)

Reivindicaciones Reivindicaciones 1-3 4-6 SI NO

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).

Base de la Opinión.-

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

Informe del Estado de la Técnica Página 3/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 200902157

1. Documentos considerados.-

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

Documento

Número Publicación o Identificación Fecha Publicación

D01

US 2007034204 A1 (KUCKELKORN et al.) 15.02.2007
2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración

El documento D01 se considera el más próximo en el estado de la técnica a la invención de acuerdo con las reivindicaciones de la solicitud de patente objeto de la presente Opinión Escrita. En adelante se utilizará la misma terminología que las reivindicaciones de la solicitud de patente en estudio. El documento D01 presenta un dispositivo compensador de expansión de los utilizados en los tubos receptores de energía solar que está formado por una pieza en forma de fuelle con una distribución de ondas simétrica. Las principales diferencias entre el documento D01 y la primera reivindicación de la solicitud de patente en estudio estriba en el hecho de que, según esta última, el dispositivo compensador está formado por dos piezas simétricas en forma de fuelle las cuales tienen unas distribución de ondas simétrica, siendo la segunda onda la más alta y disminuyendo la altura de las ondas a medida que se aproximan a los extremos del dispositivo; por el contrario el dispositivo de acuerdo con D01 solo cuenta con una pieza en forma de fuelle la cual no presenta la distribución de ondas propuesta en la primera reivindicación en estudio. No se considera obvio para un experto en la materia que partiera del documento D01 el llegar al dispositivo compensador propuesto en la primera reivindicación de la solicitud de patente en estudio sin que en dicho ejercicio mediara actividad inventiva. Por tanto, la invención de acuerdo con la primera reivindicación de la solicitud de patente, por no encontrarse recogida en el estado de la técnica es nueva (Ley 11/1986, Art. 6.1.) y, por no resultar del mismo de una manera obvia para un experto en la materia, tiene actividad inventiva (Ley 11/1986, Art. 8.1.). Por contar la primera reivindicación con novedad y actividad inventiva las reivindicaciones dependientes de la misma, es decir las reivindicaciones 2 y 3, presentan igualmente novedad (Ley 11/1986, Art. 6.1.) y actividad inventiva (Ley 11/1986, Art. 8.1.). La reivindicación 4 propone un procedimiento de fabricación del dispositivo compensador según el cual se utiliza la técnica de hidroconformado para la obtención de cada uno de los cuerpos en forma de fuelle y después se procede a la soldadura de ambas piezas a un anillo para obtener la pieza final. Se considera una opción de diseño obvia para un experto en la materia el utilizar el hidroconformado para la obtención de distintas piezas que después se sueldan dando lugar al producto final. Por tanto, a la luz del estado de la técnica indicado, la reivindicación 4 de la solicitud PCT, por no encontrarse recogida en el estado de la técnica, tiene novedad (Ley 11/1986, Art. 6.1.) pero, por resultar obvia para un experto en la materia, carece de actividad inventiva (Ley 11/1986, Art. 8.1.). Por contar la reivindicación 4 con novedad las reivindicaciones dependientes de la misma, es decir las reivindicaciones 5 y 6, cuentan a su vez con novedad (Ley 11/1986, Art. 6.1.). Las reivindicaciones 5 y 6 no poseen característica técnica alguna que en combinación con las características técnicas de las reivindicaciones de las que dependen haga pensar en la existencia de actividad inventiva (Ley 11/1986, Art. 8.1.).

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