1 . 0 presente pedido de patente de invenção se refere ao controle e melhoria da compactação de um substrato . Mais precisamente de uma melhoria no processo de produção do recipiente para o cultivo de mudas e plantas através da máquina que reali za o referido processo e a melhoria no produto obtido .

2 . FUNDAMENTOS - Encontramos no banco de patentes do INPI e em bases de dados internacionais , como Espacenet , Patentscope , Google Patents , alguns pedidos de patentes e registros de patentes que são relevantes para que se conheça o Estado da Técnica, os problemas enfrentados e as melhorias trazidas pelo presente pedido de patente que foram motivadas por ditos problemas . Destacaremos alguns , a seguir .

3 . BR1120140290440 - MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UM RECEPTÁCULO DE PLANTA; E RECEPTÁCULO DE PLANTA FABRICADO, que trata de um método de fabricação de um receptáculo de planta em que as seguintes etapas são reali zadas : a ) um fio PLA é coextrudado com um poliéster ali fático flexível , o referido poliéster ali fático flexivel compreendendo 10% em peso a 30% em peso de material de bambu, de modo que o poliéster ali fático flexivel cubra a rosca PLA, criando assim uma rosca biodegradável soldável ; b ) uso do referido fio biodegradável soldável em um processo tecido ou tecido não tecido ( TNT ) , resultando em um material de folha permeável ; c ) formação continua do referido material em folha em um receptáculo continuo , colocando as bordas laterais do referido material em folha em contato e soldando as referidas bordas laterais ; d) corte do referido receptáculo continuo em comprimentos predeterminados , criando assim receptáculos de plantas separados .

4 . BR1120160100905 - MÉTODO PARA FABRICAR RECEPTÁCULO DE PLANTA, E RECEPTÁCULO DE PLANTA, que trata de um método de fabricar um receptáculo de planta em que as seguintes etapas são reali zadas : a ) fornecer uma mistura de fibras , a referida mistura compreendendo pelo menos fibras de PLA e uma fibra biodegradável ; b ) utili zar a referida mistura de fibras em um processo entrelaçado ou não entrelaçado , fazendo um material de folha permeável ; c ) continuamente formar o referido material de folha em um receptáculo continuo , colocando as margens laterais do referido material de folha em contato e soldar as referidas margens laterais j untas ; d) cortar o referido receptáculo continuo em comprimentos predeterminado , assim criando receptáculos de planta separados ou em que o referido receptáculo continuo é perfurado substancialmente perpendicular à direção longitudinal do receptáculo continuo em intervalos predeterminados , assim permitindo separar os receptáculos de planta a serem destacados do receptáculo continuo . 5 . US 6195938 - Recipiente de mudas e método de fazer o mesmo , que trata de um recipiente de mudas e um método para fazer o mesmo , que inclui uma manga preenchida com um meio de crescimento de plantas comprimido e tendo uma primeira extremidade , uma segunda extremidade e uma parede lateral definidora . A parede lateral tem pelo menos uma tira de rasgar formada integralmente que se estende entre a primeira extremidade e a segunda extremidade . A tira destacável permite que a manga sej a facilmente removida para permitir que uma muda sej a plantada que está envolta em meio de crescimento de plantas .

6 . KR101286229 - Vaso de semeadura biodegradável com fibra de celulose e processo de preparação dele , que trata de um vaso de mudas biodegradável utili zando uma fibra de celulose e um método para a produção da mesma . 0 vaso de mudas biodegradável de acordo com a presente invenção inclui um agente de resistência à umidade (WSA) , uma cera solúvel em água e um dimero de alquil ceteno (AKD) como aditivo interno , e o PLA é revestido com um agente repelente de água biodegradável na superfície do vaso . Vaso de mudas . A repelência à água , resistência à umidade , resistência à seca, respirabilidade e propriedades biodegradáveis são muito excelentes , quando a cultura é cultivada no porto de mudas biodegradáveis , o crescimento da cultura é excelente , a raiz da cultura é alta . Além disso , o vaso de mudas biodegradável de acordo com a presente invenção é de custo reduzido e ecologicamente correto pela reciclagem do papel usado , e pode ser formulado como um vaso de ligação de mudas durante o trabalho formal , o trabalho formal é simples comparado ao vaso de mudas de plástico convencional .

7 . ESTADO DA TÉCNICA - No atual estado da técnica, conforme demonstram os processos e/ou registros pesquisados acima, não existe pedido , registro ou registro extinto ou expirado que envolva uma máquina com processo automati zado para a reali zação da compactação com os controles necessários para um resultado melhor e com menos perdas . I sto posto , o problema apresentado fez com que o inventor precisasse criar uma máquina automati zada e seu processo que pudesse operar produzindo receptáculos através de um sistema redutor e controlador das perdas , gerando assim produtos de maior qualidade a um custo menor e a uma velocidade maior, ou sej a, aumentando-se a eficácia da produção , resultante da diminuição de perdas , entendendo-se aqui perdas dos produtos em si , de seus materiais e da energia empregada nas máquinas . Quanto melhor a qualidade , menores as perdas , os custos e o consumo energético na fabricação . Uma forma de se medir a qualidade é a veri ficação no produto final da compactação dos substratos , como a terra, e a qualidade dos tubetes biodegradáveis que recebem as mudas . Neste último caso , os tubetes não podem se des fazer antes do tempo , devem receber a melhor quantidade de substrato possível e necessário para cada tipo de planta e, quando plantados, devem se desfazer no tempo correto, sem causar danos ao meio ambiente e permitindo o crescimento da planta.

8. Os sistemas existentes de produção de mudas em receptáculos são controlados pelo tempo de movimentação dos eletropneumáticos sem levar em consideração o grau de compactação do substrato e a qualidade dos tubetes biodegradáveis, ou seja, eles medem apenas o tempo de funcionamento da máquina e calculam, em estimativa inexata utilizando informações empíricas, de contagens anteriores de produção, para estimar a quantidade de mudas produzidas, o que gera uma margem de erro muito grande na contagem e qualidade, considerando-se, por exemplo, que cada substrato e cada tipo de muda, por diversos fatores, como tamanho e tipo de raiz, exigem um certo grau de compactação, obrigado a máquina a preencher as mudas em tempos e potências distintas. 0 mesmo se aplica ao tipo de receptáculo, alguns mais sensíveis que outros, necessitando de tratamento distinto. Caso a máquina produza tubetes com diferentes graus de compactação, a uniformidade do desenvolvimento radicular das raízes não será garantida na produção das mudas e plantas, e desta forma comprometerá o desenvolvimento e a qualidade delas e de suas produções. Outro ponto a se considerar é que a produção de tubetes disformes irá ocasionar a perda do tubete biodegradável , que tem um custo considerável , gerando prej uí zos tanto a nivel de material (papel biodegradável ) quanto a produtividade (produção de mudas por hora ) ao produtor/viveirista, com os reflexos nos custos e no meio ambiente pela produção maior de material não utili zado e energia desperdiçada tanto na produção de material quanto no emprego de energia das próprias máquinas .

9 . Um outro ponto que deve ser levado em consideração é que para a correta tração do cilindro do tubete biodegradável , formado pelo papel biodegradável j á preenchido pelo substrato , e o seu corte , entre a câmera de preenchimento e o sistema de corte , é necessário um grau minimo de compactação que , se não atingido , irá gerar a ruptura do papel biodegradável e/ou tamanhos irregulares e não desej ados no comprimento do tubete , além de consequentemente a interrupção da produção dos tubetes e um derramamento de substrato , ass im aumentando em muito a ineficiência do processo e as perdas de substrato , como se veri fica no atual estado da técnica .

10 . Outro inconveniente importante dos sistemas atuais , incluindo máquinas e processos , é que não há como automati zar de forma integrada os processos de produção de tubetes pois não se tem um meio de checagem para se supervisionar se o cilindro principal continua integro para ser transportado e cortado em tubetes , sendo necessário sempre uma supervisão humana visual . Portanto , o controle do nível de substrato no funil de armazenamento requer atualmente diversos controles e consequentemente tem um custo de elevado por conta das horas de trabalhos das pessoas e da grande margem de erro . Inclusive , no término dos turnos produtivos requer-se mão de obra especiali zada para que visual e manualmente se possa sincroni zar o nível de substrato no funil e o momento de se interromper a operação de corte dos tubetes para que não ocorra um preenchimento e compactação indevidos e nem o rompimento do papel biodegradável , ou sej a, os modelos atuais não permitem uma saída homogênea e nem barata, dada a necessidade de supervisão humana , altamente variável . Os sistemas atuais se baseiam no tempo de funcionamento da máquina e no corte dos tubetes de papel biodegradáveis ou em um processo de produção dos tubetes biodegradáveis que avalia o estado de compactação e aeração do substrato na câmara de preenchimento a vácuo do equipamento de forma manual . É veri ficada, assim, a necessidade de uma máquina e processo que permitam a veri ficação automática dos parâmetros de controles , como a compactação , com medida da aeração do substrato , e envio de um sinal de forma automati zada para o sistema de tração , fazendo a movimentação do cilindro/ tubete biodegradável e corte do mesmo poderem ser controlados e se moverem de acordo com parâmetros previamente informados . 11 . Os sistemas atuais se baseiam no movimento temporal dos conj untos de movimentação e corte dos tubetes de papel biodegradáveis .

12 . OBJETIVOS - Visando a melhoria no processo de produção de um recipiente para o cultivo de mudas e plantas de forma cilíndrica com o topo aberto , um fundo aberto pronto para receber uma semente , uma estaca ou uma planta em um meio de crescimento , conhecido como substrato , que proporcione um desenvolvimento radicular adequado para a propagação de mudas e plantas , com controle de qualidade e de compactação , o requerente criou um dispositivo de controle para a máquina que através de sua operação automati zada concebe tal recipiente com parede lateral que pode ser composta por um material biodegradável flexível , mas suficientemente rigido para ser autoportante do substrato , garantindo o seu grau de compactação e mantendo assim a sua estrutura tubular durante o desenvolvimento radicular das mudas e plantas .

13 . A parede lateral do tubete também pode ser preparada para receber sensores que possibilitem o seu rastreamento . Em certas opções de configurações , a parede lateral pode conter aberturas ou ter alças disposta nelas para facilitação do transporte . 0 recipiente é usado colocando uma semente ou planta e um meio de crescimento , depois acondicionando este recipiente em bandej as ou estruturas apropriadas , possibilitando condições ideais de temperatura, umidade , poda aérea e espaçamento adequado . A muda ou planta pode ser colocada no solo ou em um recipiente biodegradável maior sem a necessidade de retirá-lo do recipiente anterior não causando estresse para a planta no transplantio .

14 . Na presente invenção são produzidos tubetes , através do preenchimento de um tubo com material poroso que permite controle do grau de compactação e aeração do material de preenchimento formando produtos de papel biodegradáveis em que ainda se permite um fiel controle de compactação do substrato para aplicação na propagação de mudas e plantas agrícolas .

15 . Para tanto , neste pedido há o controle geral do processo de formação do tubete biodegradável através do monitoramento da pressão absoluta interna da câmara de preenchimento , desta forma, o sistema de controle não é mais temporal , e , sim, controlado pela densidade e qualidade do enchimento de substrato no tubete biodegradável .

16 . FIGURAS - Para uma melhor e adequada compreensão da invenção , esta passa a ser descrita a seguir com o auxilio das figuras anexas .

17 . As figuras 1 e 2 ilustram exemplos de tubetes biodegradáveis , paperpot , pote de papel .

18 . A figura 3 mostra um desenho esquemático parcial da máquina de produção do paperpot incluindo a inovação tecnológica . 19. A figura 4 revela uma vista lateral total do protótipo da inovação tecnológica.

20. A figura 5 identifica o fluxograma do controle do grau da compactação.

21. A figura 6 trata de um exemplo de IHM - Interface Homem Máquina a ser introduzida na inovação tecnológica.

22. A figura 7 se refere a parte da máquina que foi melhorada, mais precisamente a caixa de preenchimento, onde se coloca uma tubulação para a medição da variação da pressão atmosférica, no seu interior, para medir o grau de compactação, idem a figura 9.

23. A figura 8 mostra as partes que foram alteradas, em detalhes, das figuras 7/9, em relação ao projeto original.

24. A figura 9 mostra o detalhe do projeto que identifica a inovação em que se permite a leitura da variação de pressão .

25. DESCRIÇÃO DETALHADA - De acordo com o descrito, a inovação tecnológica trata de uma máquina (3,4) com um dispositivo (FIGURA 9, w,e) que monitora quando o processo de compactação está e um sensor para medir a pressão no vácuo (Figura 9 e) que mede o grau de compactação do produto final para verificar se o tubete foi preenchido corretamente. Dita máquina (3,4) , possui sistema de corte de tubete (b) , unidade de tração de papel + substrato (c) , câmara de preenchimento (d) , sistema de controle do grau de compactação (e,h) , tubo de papel biodegradável (f) e câmara de vácuo (g) .

26. 0 fluxograma (e,h) da máquina (5) revela o seguinte sistema de automatização: inicia-se o processo (j) abre-se (k) a válvula da câmara de vácuo (g) ligada à caixa de preenchimento, o sistema de monitoramento/sensor identifica se há diferença de pressão (m) no interior da câmara de preenchimento (d) - se não houver diferença, apontando assim que o grau de compactação do substrato está adequado, a válvula da câmara de vácuo permanece aberta (k) . Uma vez que o nivel de pressão indica o grau correto de compactação encerra-se o processo e fecha-se (k) a válvula de vácuo da caixa de preenchimento (d) , (q) e se avança (r) a unidade de tração do tubo + substrato para formar mais um pedaço do tubete de papel biodegradável (c) e, por fim, segue-se (s) para o sistema de corte de tubete (b) , encerrando-se o processo ( t ) .

27. As inovações mecânicas realizadas na câmara de vácuo onde é feita a compactação (d) abrange a inclusão de um orifício para encaixar o sistema de medida da variação da pressão (W) atmosférica no interior da câmara de vácuo. As máquinas até então existentes, não possuem esse controle de medição de vácuo para a medida da compactação do substrato na produção do paperpot. 28 . Os sinais eletrônicos advindos do sensor ( e ) são processados por um sistema computacional , CLP ou interface homem máquina IHM, e a rotina de movimentação do sistema controla os sinais de movimentação de todo o conj unto , baseando-se no nivel de compactação e não mais no tempo de sincronismo .

29 . No ciclo de produção , somente quando a compactação chega no nivel correto pelo sistema compactação , sensor, medida bomba de vácuo ( d e g) , o sistema de tração ( c ) é acionado e após o tubo de substrato ser puxado no comprimento correto ele é cortado (b ) .

30 . A nova tecnologia permite o controle do processo de produção evitando o desperdício de matéria prima, uma vez que se garante a devida compactação , bem como garantindo uma uni formidade da produção das mudas . Esta nova solução reduz de forma signi ficativa as perdas do processo além de garantir melhor qualidade final das mudas produzidas .

31 . Com a garantia da compactação do substrato ao longo de toda a produção de tubetes , temos as seguintes vantagens derivadas : a ) não rompimento do papel biodegradável pois se a compactação não estiver adequada não ocorre a movimentação do tubo preenchido da caixa de preenchimento para a unidade de corte ; b ) como o papel biodegradável não se rompe mais não ocorre o derramamento de substrato ; c ) como a produção de tubete só ocorre quando o grau de compactação está adequado é possível automati zar a produção não dependendo de supervisão humana ; d) quando o substrato está no final no funil de armazenamento faz com que não se tenha um preenchimento do tubo de papel biodegradável no interior da câmera de preenchimento consequentemente não se atinge o grau de compactação aj ustado determinando a parali zação da produção no melhor aproveitamento do nível de substrato no funil , ficando assim até que sej a novamente preenchido o funil .

32 . A inovação tecnológica que permite o controle é composta por medidores de vácuo e vazão de ar colocados na câmara de preenchimento de cilindro de vácuo e um sistema computadori zado , IHM, que analisa os parâmetros identi ficando a compactação e aeração ideal , e uma vez que se atenda as curvas pré-definidas o dispositivo computacional libera a movimentação da unidade de tração e corte .

33 . Para o levantamento dos parâmetros de compactação utili zando os diversos substratos , tais como , turfa, fibra de coco , casca de pinus e outros meios para este fim, bem como suas misturas , grau de humidade , e outros meios na composição das diversas misturas de substrato , desde a utili zação de materiais drenantes a fertili zantes , montou- se um dispositivo composto da câmara de preenchimento , câmara de vácuo e medidor de tempo de enchimento devidamente monitorados por sensores de pres são manométrica absoluto medidores de vazão de ar . Com o auxilio da tecnologia de "machine learning" avaliou-se a relação dos parâmetros de entrada, a formulação do substrato e sua umidade , com o grau de compactação gerado definido os parâmetros de valores máximo e minimo da pressão atmos férica na câmara de preenchimento , valores máximo e minimo da pressão atmos férica na câmara de vácuo , valores máximo e minimo da vazão de ar na câmara de preenchimento e os valores máximo e minimo na câmara de vácuo para dado grau de compactação do substrato .

34 . Uma vez feita a definição dos parâmetros para os tipos de substrato e misturas mais usuais , a matri z de aprendi zado foi introduzida no IHM, sistema computacional da máquina, para que a mesma se autorregule de forma a produzir os tubetes com a compactação desej ada . A unidade computacional controlará a unidade de tração e corte de forma a garantir a correta compactação .

35 . Se o sistema trabalhar somente com uma mistura e tamanhos constantes do tubete biodegradável , tais parâmetros serão colocados diretamente no CLP da máquina não havendo a necessidade do IHM .

36 . A interface computacional também permite o aj uste manual dos parâmetros . Desta forma o operador pode aj ustar os parâmetros do vacuômetro através da interface e aj ustar o grau de compactação abrindo e fechando as válvulas que controlam o fluxo de ar da bomba de vácuo que está conectada na câmara de vácuo fazendo a sucção do ar no conj unto câmara de vácuo e câmara de preenchimento . Ele define o grau de compactação desej ado e uma vez atingido o operador pode salvar os valores na interface computacional .