SISTEMA DE CULTIVO URBANO.

Se describe un sistema de cultivo urbano para terrazas de edificios que incorpora unos medios de absorción del CO2. Incluye también una plataforma de iluminación formada por una pluralidad de O-LEDs de al menos dos tipos diferentes

, cada tipo con una frecuencia de emisión diferente, preferentemente en el rojo y en el azul. También puede incorporar un panel fotovoltaico. Un regulador de iluminación se encarga de variar la intensidad luminosa de la plataforma de iluminación a través de unos medios de procesamiento acoplados con una pluralidad de sensores, de forma que permiten controlar el regulador de iluminación en función de los valores medidos por los sensores y recibidos por dichos medios de procesamiento. Los sensores pueden medir la temperatura, la humedad relativa, el pH, la radiación solar, la cantidad de CO2, el déficit de presión de vapor o la conductividad eléctrica.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201330490.

Solicitante: UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRID.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: DURAN ALTISENT,JOSE MARIA, NAVAS GRACIA,LUIS MANUEL, BRIZ ESCRIBANO,Julián.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > AGRICULTURA; SILVICULTURA; CRIA; CAZA; CAPTURA; PESCA > HORTICULTURA; CULTIVO DE LEGUMBRES, FLORES, ARROZ,... > Cultivo de flores, verduras o arroz en recipientes,... > A01G9/18 (Invernaderos para el tratamiento de plantas al gas carbónico o productos análogos)
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SISTEMA DE CULTIVO URBANO.

Fragmento de la descripción:

Sistema de cultivo urbano.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de cultivo de especies hortícolas y ornamentales en azoteas, con captura de C02 e iluminación nocturna mediante O-LEDs (Organic - Light Emitting Diodes).

Sector de la técnica

La invención se encuadra en aquellos sectores relacionados con la agricultura en particular con sistemas sostenibles para el cultivo urbano de plantas.

Antecedentes de la invención

Entre los antecedentes se conocen dos experiencias:

La realización de terrazas ecológicas en la Comunidad de Madrid (Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos, Terminal T4 de Barajas-Madrid, son dos ejemplos).

La experiencia con la fertilización carbónica (C02) realizada en invernaderos, con iluminación nocturna, mediante tecnología O-LED, realizada en Andalucía y en Canarias.

Descripción de la invención

La presente invención mejora las limitaciones y propuestas del estado de la técnica. Para ello, propone el cultivo de especies hortícolas y ornamentales en azoteas o terrazas de edificios a través de un sistema de cultivo urbano que comprende unos medios de absorción del C02 que comprenden a su vez una envolvente plástica dispuesta en una superficie situada en la terraza de un edificio para confinar C02. El sistema incluye también una plataforma de iluminación que comprende una pluralidad de O-LEDs de al menos dos tipos diferentes, cada tipo con una frecuencia de emisión diferente. Incluye un regulador de iluminación se encarga de variar la intensidad luminosa de la plataforma de iluminación. Además, incluye unos medios de procesamiento acoplados con una pluralidad de sensores, dichos medios de procesamiento controlan el regulador de iluminación en función de los valores medidos por los sensores y recibidos por dichos medios de procesamiento.

Opcionalmente, el sistema de cultivo urbano comprende un filtro para modificar el espectro de la luz emitida por la plataforma de iluminación.

Opcionalmente, la plataforma de iluminación es móvil.

Opcionalmente, la plataforma de iluminación comprende una estructura deslizable sobre unos tubos.

Opcionalmente, la plataforma de iluminación emite luz en la dirección horizontal.

Opcionalmente, la plataforma de iluminación comprende un primer tipo de O-LEDs con una frecuencia en el rango de 440 nm a 480 nm y un segundo tipo de O-LEDs con una

frecuencia en el rango de 640 nm a 680 nm.

Opcionalmente, los medios de procesamiento comprenden un autómata programable.

Opcionalmente, los medios de absorción de C02 comprenden unos materiales porosos que comprenden zeolitas.

Opcionalmente, el sistema de cultivo urbano comprende al menos uno de los siguientes sensores:

- sensor de temperatura;

- sensor de humedad relativa;

- sensor de pH;

- sensor de radiación solar;

- sensor de C02;

- sensor del déficit de presión de vapor;

- sensor de conductividad eléctrica.

Opcionalmente, el sistema de cultivo urbano comprende un aljibe con aliviadero.

Opcionalmente, el aljibe comprende además una bomba para la fertirrigación y una cubierta transparente para confinar el aire enriquecido con C02.

De acuerdo con lo anterior, es posible crear una envolvente plástica y transparente, en las azoteas de los grandes edificios con el fin de confinar el aporte de C02, procedente durante los meses de invierno de las calderas de combustión del edificio y durante el resto de los meses a partir de la absorción en medios porosos (zeolitas). Con ello se mitigan los efectos no deseables de la emisión de los denominados Gases de Efecto Invernadero (GEI) a la atmósfera. Los paneles solares están preparados para transformar la energía luminosa de la radiación solar en energía eléctrica continua (12 ó 24 V). Desde el punto de vista energético, el sistema es completamente autónomo. Una parte de la energía eléctrica que se genera durante el período diurno será utilizada para la iluminación nocturna, mediante tecnología O-LED (Organic - Light Emitting Diodes).

Es ventajoso tener en cuenta la frecuencia de la radiación en la que absorben mayor energía las plantas y para ello, se utiliza un espectrorradiómetro. Una vez conocidas las longitudes de onda de las dos radiaciones que absorben los pigmentos fotosintéticos: Una en el azul (440 - 480 nm) y otra en el rojo (640 - 680 nm), es posible desarrollar O- LEDs (Organic - Light Emitting Diodes) que sean capaces de generar las radiaciones y el espectro específico para cada cultivo.

Otro aspecto a considerar es que el espectro cambia con el desarrollo del cultivo. Por lo tanto debe ser ajustado mediante cambios espectrales en los O-LEDs. Dichos cambios se generan mediante la aplicación de filtros.

La cantidad de la luz se aporta de acuerdo con unas tablas previamente elaboradas para cada cultivo. La emisión de luz que emiten los O-LEDs se regula mediante unos dispositivos electrónicos denominados "dimmers". La intensidad luminosa que requiere un cultivo depende de varios factores, tales como la temperatura, la humedad relativa del ambiente, la humedad del sustrato o de la radiación solar. Por ello es muy importante poder controlar estas variables y calcular a partir de ellas otras como el "Déficit de Presión de Vapor" que se expresa en términos de unidades de presión (MPa). Mediante una serie de algoritmos, se pretende controlar la temperatura del ambiente donde crecen

las plantas por medio de sondas de temperatura (Pt-100) y la humedad relativa del aire mediante sistemas higrométricos (sistemas capacitivos). La radiación solar se mide mediante unas sondas de energía PAR (400 - 700 nm). En función de unos modelos que hemos desarrollado para cada cultivo, un autómata (PLC), controla mediante una serie de algoritmos las variables que dependen de la temperatura (T), de la humedad relativa (HR), del déficit de presión de vapor (DPV) o de la radiación solar (RS). Por lo tanto, la cantidad de CO2 que se aporta al invernadero dependerá del estado de las variables anteriormente indicado.

Se propone una plataforma de O-LEDs para iluminar las plantas cuando llegue el período nocturno. Ésta consiste en un panel rectangular, con una proporción variable de O-LEDs de color azul y rojo, en función de los diferentes cultivos. Las barras de O-LEDs son intercambiables y su composición puede ajustarse a las distintas necesidades de las especies cultivadas.

La plataforma de O-LEDs puede ser móvil y preferentemente deslizable sobre unos tubos de metal de diámetro variable, alrededor de 5-10 cm de diámetro. Estos tubos pueden ser los empleados para la calefacción del invernadero. La velocidad de desplazamiento depende de la especie cultivada y es regulable mediante un variador de frecuencia (0 - 50 Hz).

La otra ventaja que ofrece la pantalla de O-LEDs es que no tiene porqué ir colgada del techo de la estructura donde crecen las plantas. Las hojas superiores de una planta son las que menos pigmentos fotosintéticos presentan; por lo tanto, son las que están en peores condiciones para captar la radiación solar y además proyectan sombra sobre las hojas que ocupan los pisos inferiores que, si están preparadas para capturar la energía procedente del sol o de las lámparas que se utilizan para iluminar. Por lo tanto, la plataforma propuesta tiene la posibilidad de emitir luz en el sentido horizontal, resultando mucho más eficiente que cualquier lámpara / luminaria que se cuelgue del techo de una instalación.

Un metro cuadrado (1 m2) de cubierta vegetal presenta las siguientes ventajas medioambientales:

- Reduce el gradiente térmico, tanto en invierno como en verano en 5 °C;

- Captura...

 


Reivindicaciones:

1. Sistema de cultivo urbano caracterizado por que comprende:

- unos medios de absorción del CO2 que comprenden una envolvente plástica dispuesta en una superficie situada en la terraza (15) de un edificio para confinar CO2, 5

- una plataforma (20) de iluminación que comprende una pluralidad de O-LEDs de al menos dos tipos diferentes, cada tipo con una frecuencia de emisión diferente,

- un regulador de iluminación configurado para variar la intensidad luminosa de la plataforma (20) de iluminación, - unos medios de procesamiento acoplados con una pluralidad de sensores, dichos 10 medios de procesamiento configurados para controlar el regulador de iluminación en función de los valores medidos por los sensores y recibidos por dichos medios de procesamiento.

2. Sistema de cultivo urbano según la reivindicación 1, caracterizado por que comprende un filtro para modificar el espectro de la luz emitida por la plataforma (20) de iluminación. 15

3. Sistema de cultivo urbano según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que la plataforma (20) de iluminación es móvil.

4. Sistema de cultivo urbano según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, 20 caracterizado por que la plataforma de iluminación comprende una estructura deslizable sobre unos tubos.

5. Sistema de cultivo urbano según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la plataforma (20) de iluminación emite luz en la dirección 25 horizontal.

6. Sistema de cultivo urbano según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la plataforma (20) de iluminación comprende un primer tipo de O-LEDs con una frecuencia en el rango de 440 nm a 480 nm y un segundo tipo de O-LEDs 30 con una frecuencia en el rango de 640 nm a 680 nm.

7. Sistema de cultivo urbano según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios de procesamiento comprenden un autómata programable (42) . 35

8. Sistema de cultivo urbano según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios de absorción de CO2 comprenden unos materiales porosos que comprenden zeolitas.

9. Sistema de cultivo urbano según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende al menos uno de los siguientes sensores:

- sensor de temperatura;

- sensor de humedad relativa;

- sensor de pH; 45

- sensor de radiación solar;

- sensor de CO2;

- sensor del déficit de presión de vapor;

- sensor de conductividad eléctrica.

10. Sistema de cultivo urbano según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende un aljibe (18) con aliviadero. 5

11. Sistema de cultivo urbano según la reivindicación 10, caracterizado por que el aljibe (18) comprende además una bomba para la fertirrigación y una cubierta transparente para confinar el aire enriquecido con CO2.