CONTRERAS MAGAÑA EFRAÍN (MX)
GUTIÉRREZ LIZÁRRAGA HIRAM (MX)
| WO2013192195A1 | 2013-12-27 |
| US20160212948A1 | 2016-07-28 | |||
| US20110189748A1 | 2011-08-04 | |||
| KR20150069756A | 2015-06-24 | |||
| CN202652946U | 2013-01-09 | |||
| US8181391B1 | 2012-05-22 | |||
| US5046451A | 1991-09-10 |
DATABASE WPI Derwent World Patents Index; AN 2013-M30256
DATABASE WPI Derwent World Patents Index; AN 2011-H58935
DATABASE WPI Derwent World Patents Index; AN 2009-K75990
| REIVINDICACIONES La presente invención redama: 1. Un método escalable de control acuapónico con implementación de ultrasonido para filtración de agua y crecimiento de plantas acelerados por ultrasonido, constituido por los siguientes elementos y etapas: a. Un sistema acuapónico donde el módulo hidropónico está conformado por distintas cadenas de plantas, preferencialmente con tiempo de vida similar, estructurado de tal forma que dos cadenas no se encuentran en un mismo plano ortogonal. b. Un sensor de visión RGB captura imágenes bidimensionales diarias desde un área de visión paralelo al tallo de las plantas para calcular su tamaño medio a partir de un algoritmo de visión artificial. c. Un arreglo de cavitadores ultrasónicos en la estructura de cada cadena de plantas generan vibración ultrasónica con distintas frecuencias entre cada cadena de plantas. d. Un controlador que recibe los datos del sensor de visión RGB, ejecuta el algoritmo de visión artificial mencionado y con base en el tamaño medio de las plantas y una caracterización predeterminada, define la frecuencia específica de vibración ultrasónica, desde 1 MHz hasta 10 MHz, que envía a los cavitadores de cada cadena de plantas para estimular su crecimiento mediante el aprovechamiento óptimo de los desechos de los peces. 2. Un sistema como el especificado en Reivindicación 1, donde la técnica del sistema hidropónico puede ser: i) de película nutritiva (NFT), ii) de flujo profundo (DFT), iii) de irrigación por spray o iv) con sustrato. 3 . Un sistema como el especificado en Reivindicación 1, donde se incluyen distintas electroválvulas para permitir la irrigación especializada a una o un par de plantas. 4. Un sistema como el especificado en Reivindicación 1, donde se incluye una interface para verificación de proceso de crecimiento que puede ser: i) una pantalla, ii) un módulo de comunicación inalámbrica para desplegar una aplicación multi-dispositivo, iii) un módulo de conexión a Internet para desplegar información en una página web. |
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN
La presente invención tiene su campo de aplicación preponderante en el control de sistemas acuapónicos e h id ropón icos, particularmente con implementación de altas frecuencias para estimulación de aprovechamiento de nutrientes por las plantas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La acuaponia es una práctica agrícola que integra acu ¡cultura con producción vegetal. Los peces del sistema producen desechos que proporcionan los nutrientes necesarios para el desarrollo vegetal mientras que las plantas ayudan a limpiar el agua eliminando dichos desechos, específicamente amoníaco, nitritos, nitratos y dióxido de carbono. Se han presentado modificaciones a distintos sistemas de acuaponia con base en los distintos avances en las prácticas de desarrollo de vegetales. La presente invención incluye un método para incrementar el aprovechamiento de nutrientes por parte de las plantas y, a su vez, aumentar además la limpieza de desechos de los peces.
Entre las patentes más recientes relacionadas con el tema existe una gran variedad de invenciones que integran diferentes sistemas dentro del sistema tradicional de acuaponia, como ejemplo, sistema sostenible (generación de energía verde) (US20140174372, US20150296840 y US20130098303), sistemas de biofiltros para eliminación de desechos sólidos (US20100031893), sistema de luz de crecimiento en intervalos regulares (US20140223819), sistemas de acuaponia portable (USD704011), entre otros. La patente WO/2016/154360 describe un sistema de crecimiento acuapónico diseñado para una operación autosuficiente controlado por computadora para un consumo de agua significativamente menor que otros sistemas de crecimiento de plantas. En distintas bases de datos se encuentran invenciones que utilizan ultrasonido para incitar el crecimiento de plantas. Como ejemplo la patente US20040191906, que detalla un método para aumentar el crecimiento celular de las plantas, seres humanos y animales, incluye un transductor de ultrasonido para producir micro-vibradones para promover el crecimiento de las células, en donde las micro-vibraciones tienen una frecuencia dentro de un intervalo De 20 kHz a 4 MHz. Así mismo, en la patente US20110189748 reclama un método para aumentar la velocidad de crecimiento celular en cultivos, como la anterior, estimulándolas con ultrasonidos calibrados. Las patentes anteriores son específicamente para la incitar el crecimiento por medio del ultrasonido, mientras que la presente invención lo aplica al sistema de acuaponia. Los sistemas anteriormente mencionados adolecen en que la frecuencia utilizada no necesariamente es la óptima para el tamaño de las plantas que se busca desarrollar.
Existen patentes con diferentes tecnologías para monitorear el crecimiento y parámetros de la planta en cultivos, por ejemplo sistemas NDVI de imagen activos para el monitoreo del crecimiento de las plantas que calcula un índice vegetativo basado en mediciones de reflectancia (US20150379702), sistema infrarrojo de imagen térmica indicativa de la energía térmica emitida por las plantas y para evaluar variaciones en las temperaturas entre las plantas (US20160216245), entre otros sistemas.
Por otro lado, se encuentra la patente US20060100551 que describe un método de estimulación de plantas. El método comprende activar un impulso de presión o un generador o fuente de onda de choque acústico para emitir un impulso de presión u ondas de choque acústico, en el sistema radicular, en el sistema del tallo o en el sistema foliar. El método de estimulación incluye activar las células dentro del tejido tratado, liberando así proteínas del factor de crecimiento u otras composiciones químicas que promueven el crecimiento de las plantas. La patente solo es utilizada para hacer referencia a la presente invención, ya que se trata de otro tipo de método de crecimiento de plantas. DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Los detalles característicos de la presente invención se muestran claramente en la siguiente descripción y en las figuras que se acompañan, las cuales se mencionan a manera de ejemplo por lo que no deben considerarse como una limitante para dicha invención.
Breve descripción de las figuras: La figura 1 muestra las etapas generales del funcionamiento del sistema patentado. Se comienza con la estimación del tamaño medio en cada cadena de plantas [Bloque 1] del módulo hidropónico del sistema de acuaponia a través del sistema de visión. El controlador, con base en la estimación obtenida, determina la frecuencia de cavitación en cada cadena de plantas [Bloque 2] utilizando una base de datos previamente cargada al sistema de control.
Seguidamente se envía la señal a cada cavitador o grupo de cavitadores [Bloque 3] para implementar distintas frecuencias de ultrasonido en cada cadena de plantas.
La figura 2 es el diagrama esquemático del sistema en cuestión, donde se ilustra los componentes del módulo hidropónico en un ejemplo de estructura NFT. El sensor óptico [Elemento SI] tiene su plano de visión perpendicular al suelo para poder monitorear todas las plantas que se desarrollan en el sistema. Se presenta un cavitador ultrasónico [Elemento U] por cada cadena de plantas [Elemento C].