| EP1992216A1 | 2008-11-19 | |||
| US20100115830A1 | 2010-05-13 |
| REIVINDICACIONES 1.- Un método para estimular la sanidad de vegetales en cultivo e inhibir el ataque de microorganismos fitopatógenos, CARACTERIZADO porque comprende el uso de un sistema de irradiación controlado por un algoritmo y sus respectivas retroalimentaciones, que opera bajo un régimen de exposición de vegetales de acuerdo a ciclos de trabajos dinámicos, los cuales oscilan aproximadamente entre 1/20 y 1/1.000, donde por cada periodo de irradiación el vegetal debe descansar a lo menos 100 veces el mismo periodo de tiempo, y la frecuencia es específica para cada patógeno controlado, o para un grupo de ellos, encontrándose dentro de un rango de 500 Hz a 4.500 Hz, y presenta las siguientes etapas operacionales previas referidas al sistema emisor espectral de luz, a. Etapa de determinación de variables básicas, se determina la distribución espectral del LED y cuantifica la radiación, comprendida entre las longitudes de ondas de los rangos de 560 y 660nm, más específicamente entre 610 a 650 nanómetros, luego se determina el voltaje mínimo de conducción de corriente del LED medios, se establecen 3 zonas; zona I antes de la emisión de luz; Zona 2 desde el umbral del voltaje mínimo de circulación de la corriente hasta el nivel de corriente de trabajo, la zona 3 que se alcanza cuando el voltaje es aplicado en forma permanente; b. Etapa de determinación de las condiciones de trabajo, en las zonas de inestabilidad se aplica un tren de pulsos de voltajes negativos cortos en tiempo, trabajando en las zonas de transiciones 1 a 2 y 3 a 1 , posteriormente se adapta las diferentes frecuencias y las longitudes de onda involucradas, llegando a un tiempo (t1) de aplicación de voltaje y un (t2) en donde no se le aplica voltaje al LED, luego al aumentar t1 se lleva hasta t2 en donde se consigue un ciclo de emisión del LED pasando de las distintas zonas con la aplicación solo del voltaje de t1 ; c. Etapa de Modulación del LED, se modula el voltaje de tal forma que el tiempo de aplicación siempre es t1 y se modula a la vez el tiempo de no aplicación t2, obteniéndose un tipo de emisión de luz diferente producto del trabajo solo de la zona de inestabilidad del LED, posteriormente, se modula para que una forma de voltaje aplicado el tiempo de emisión permanezca mayormente el espectro en la zona 3 y bajo el tiempo t2 , donde el tiempo de descanso o de no aplicación de voltaje ti que es variable; siendo t2 el valor máximo del tiempo durante el voltaje v2 y t2 es fijo, además t1 es el tiempo de aplicación del voltaje, siendo t1 también fijo; i1 n es el tiempo de descanso es variable, asimismo i2n, bajo una modulación m1 y sumadas las variables se llega a que la corriente que circula por el LED es estable, generando una emisión una respuesta muy particular. 2. - Un método para estimular la sanidad de vegetales en cultivo e inhibir el ataque de microorganismos fitopatógenos en concordancia con reivindicación N° 1 , CARACTERIZADO porque luego de la etapa de modulación, comprende exponer al vegetal a la irradiación emitida por los LED, los cuales emiten luz en el rango de longitudes de ondas que van desde aproximadamente 400 nm a aproximadamente 800 nm, donde a lo menos una longitud de onda seleccionada corresponde a 450 nm. 3. - Un método para estimular la sanidad de vegetales en cultivo e inhibir el ataque de microorganismos fitopatógenos en concordancia con reivindicaciones N° 1 y 2, CARACTERIZADO porque posterior a la etapa de modulación, la frecuencia de oscilación utilizada puede encontrarse dentro del rango de 500 Hz a 4500 Hz. 4. - Un sistema de irradiación para estimular la sanidad de vegetales en cultivo e inhibir el ataque de microorganismos fitopatógenos en concordancia con reivindicaciones N° 1 y 2, CARACTERIZADO porque comprende las siguientes partes o piezas: A. Módulo de control con microprocesador y periféricos, consta de una unidad de control integrado que está dotado de un microprocesador y sistemas periféricos de control; B. Módulo de fuente de poder con respaldo de baterías, presenta un sistema de transformación de energía y además presenta un sistema de distribución de energía; C. Módulo de programación y adaptación de voltaje, presenta el microcontrolador PIC, interruptores integrados de programación mini Dips, un dispositivo que genera una respuesta de comando, un adaptador de voltajes requeridos por el micro-controlador para su correcta operación y crea las señales de disparo para la tarjeta de potencia; D. Módulo de potencia, consta de al menos cuatro canales independientes y sus señales son aisladas del sistema de control integrado, el módulo cuenta con opto acopladores, cada canal posee un transistor de potencia activado por las señales generadas en el sistema de control integrado y adaptadas por el módulo de programación y adaptación de voltaje; E. Módulo de emisores de luz, presenta un dispositivo de sostén, preferente en una arquitectura de "parrilla" la cual ilumina directamente al contenedor de las semillas y plántulas; F. Módulo de gabinete y placa de montaje puede ser construido de diferentes materiales, preferentemente metálico sellado contienen la placa de montaje, contiene los elementos que componen el sistema de iluminación opto electrónico, es de diferentes dimensiones. 5.- Un sistema de irradiación para estimular la sanidad de vegetales en cultivo e inhibir el ataque de microorganismos fitopatógenos en concordancia con la reivindicación N° 4, CARACTERIZADO porque el módulo de control con microprocesador y periféricos almacena todos los programas y algoritmos matemáticos de control, la generación de las diferentes frecuencias de los osciladores, los diferentes ciclos de trabajo dinámicos y las condiciones de operación del sistema, particularmente se modula el voltaje, el tiempo de emisión, aplicado el tiempo de emisión que permanezca mayormente el espectro en la zona 3 y bajo el tiempo t2, donde el tiempo de descanso o de no aplicación de voltaje ti que es variable; siendo t2 el valor máximo del tiempo durante el voltaje v2 y t2 es fijo, además t1 es el tiempo de aplicación del voltaje, siendo t1 también fijo; i1n es el tiempo de descanso es variable, asimismo i2n, bajo una modulación m1 y sumadas las variables se llega a que la corriente que circula por el LED es estable, generando una emisión una respuesta muy particular. 6.- Un sistema de irradiación para estimular la sanidad de vegetales en cultivo e inhibir el ataque de microorganismos fitopatógenos en concordancia con la reivindicación N° 4, CARACTERIZADO porque el módulo de potencia, alimenta directamente a los emisores de luz LED, y sus señales son aisladas del sistema de control integrado, el módulo es activado por las señales generadas en el sistema de control integrado. 7. - Un sistema de irradiación para estimular la sanidad de vegetales en cultivo e inhibir el ataque de microorganismos fitopatógenos en concordancia con la reivindicación N° 4, CARACTERIZADO porque el módulo de fuente de poder opcionalmente presenta un sistema de baterías, permite la transformación de energía eléctrica desde corriente alterna en energía de corriente continua, además distribuye y suministra la energía requerida por el sistema. 8. - Un sistema de irradiación para estimular la sanidad de vegetales en cultivo e inhibir el ataque de microorganismos fitopatógenos en concordancia con la reivindicación N° 4, CARACTERIZADO porque en el sistema el interior del gabinete se dispone de un panel especial de distribución, protecciones e indicadores luminosos de estado de funcionamiento. 9. - Un sistema de irradiación para estimular la sanidad de vegetales en cultivo e inhibir el ataque de microorganismos fitopatógenos en concordancia con la reivindicación N° 4, CARACTERIZADO porque los diferentes indicadores luminosos están ubicados en los diferentes módulos de la fuente de poder, así como en el panel de control interno poseen funciones que indican operación normal, indicación de falla de fusible, batería desconectada, fusibles de los canales de salida 1 , 2, 3 y 4 defectuosos. 10. - Un sistema de irradiación para estimular la sanidad de vegetales en cultivo e inhibir el ataque de microorganismos fitopatógenos en concordancia con la reivindicación N° 4, CARACTERIZADO porque el módulo de programación y adaptación de voltaje, presenta dos funciones fundamentales, la primera es programar los diferentes modos de operación en forma externa sin necesidad de acceder al microcontrolador PIC y la segunda función consiste en la adaptación de los voltajes requeridos por el micro-controlador para su correcta operación, suministrando y creando las señales de disparo para la tarjeta de potencia. 11. - Un sistema de irradiación para estimular la sanidad de vegetales en cultivo e inhibir el ataque de microorganismos fitopatógenos en concordancia con la reivindicación N° 4, CARACTERIZADO porque el módulo de emisores de luz responde a las frecuencias de excitación deseadas, su disposición física preferente es en barras lineales y preferentemente sellados, las barras conforman una "parrilla" la cual ilumina directamente al dispositivo que contiene las semillas y plántulas. 12. - Un sistema de irradiación para estimular la sanidad de vegetales en cultivo e inhibir el ataque de microorganismos fitopatógenos en concordancia con la reivindicación N° 4, CARACTERIZADO porque el módulo de gabinete y placa montaje permite la protección de la placa de montaje y contiene todas las bases físicas para que se ubiquen módulos. 13. - Un sistema de irradiación para estimular la sanidad de vegetales en cultivo e inhibir el ataque de microorganismos fitopatogenos en concordancia con la reivindicación N° 4, CARACTERIZADO porque en el módulo de control con microprocesador y periféricos, la manera como funciona se basa en que a través de la recepción de la energía proveniente de la fuente de poder y del módulo de programación adaptable de voltaje, además recibe información de operación de frecuencias y ciclos de trabajo dinámicos del módulo de programación y adaptación de voltaje y genera las señales de control de disparo a ser utilizadas por el módulo de potencia. 14. - Un sistema de irradiación para estimular la sanidad de vegetales en cultivo e inhibir el ataque de microorganismos fitopatogenos en concordancia con la reivindicación N° 4, CARACTERIZADO porque en el módulo de la fuente de poder con respaldo de baterías, consta de un sistema de respaldo de energía para poder mantener en todo momento los parámetros críticos bajo control y constante supervisión, incluso ante la variación del voltaje de alimentación o ausencia total de energía y esté módulo a su vez es el encargado de recargar las baterías de respaldo del sistema completo. 15. - Un sistema de irradiación para estimular la sanidad de vegetales en cultivo e inhibir el ataque de microorganismos fitopatogenos en concordancia con la reivindicación N° 4, CARACTERIZADO porque en el módulo de emisores de luz cada parrilla posee su propio cable de interconexión, el cual es conectado en la regleta de la caja de control en el canal de salida respectivo y el material utilizado para la fabricación y montaje de la parrilla corresponde a materiales naturales o sintéticos, que pueden ser preferentemente plásticos, siendo los tornillos de las fijaciones de diverso material. 16. - Un sistema de irradiación para estimular la sanidad de vegetales en cultivo e inhibir el ataque de microorganismos fitopatogenos en concordancia con la reivindicación N° 4, CARACTERIZADO porque presenta una autonomía de trabajo que llega al menos a 10 horas, además el sistema cuenta con baterías exteriores ampliando la autonomía o bien es completamente compatible con un suministro de red eléctrica. 17. - Un sistema de irradiación para estimular la sanidad de vegetales en cultivo e inhibir el ataque de microorganismos fitopatogenos en concordancia con la reivindicación N° 4, CARACTERIZADO porque presenta operación y almacenamiento de energía a través en un banco de baterías utilizando al menos una batería que pueden ser conectadas en serie, y además pueden ser selladas, de tipo electrolito absorbido. 18. - Un sistema de irradiación para estimular la sanidad de vegetales en cultivo e inhibir el ataque de microorganismos fitopatógenos en concordancia con la reivindicación N° 4, CARACTERIZADO porque todos los elementos son instalados en una placa que es parte del módulo "F", y cuyo montaje se encuentra dentro de un gabinete. 19. - Un sistema de irradiación para estimular la sanidad de vegetales en cultivo e inhibir el ataque de microorganismos fitopatógenos en concordancia con la reivindicación N° 4, CARACTERIZADO porque tiene cuatro (4) canales independientes de salida de operación, los cuales alimentan los sistemas emisores de luz y la interconexión con los emisores de luz es realizada a través de fusibles de protección y regletas de interconexión para cada canal de salida. 20. - Un sistema de irradiación para estimular la sanidad de vegetales en cultivo e inhibir el ataque de microorganismos fitopatógenos en concordancia con la reivindicación N° 4, CARACTERIZADO porque consta de diversos elementos de comando, señalización y de protecciones. 21. - Uso del sistema de la reivindicación N° 4, CARACTERIZADO porque es útil para conservar y mejorar las condiciones de salubridad de vegetales en cultivo. 22. - Uso del sistema de la reivindicación N° 21 , CARACTERIZADO porque comprende someter a los individuos a régimen estacional de radiaciones inhibiendo el desarrollo de bacterias, hongos e insectos nocivos para vegetales. |
DESCRIPCIÓN
Campo de la Invención
La presente invención se relaciona con la ingeniería, específicamente con la ingeniería electrónica y más específicamente con la optoelectrónica. Esta tecnología está relacionada a eventos biológicos, específicamente, busca influir positivamente sobre la fisiología y fotobiología en sistemas vegetales. La presente invención se relaciona con un sistema optoelectrónico de protección para plantas que facilita su normal crecimiento por medio del uso específico de la tecnología optoelectrónica.
Antecedentes de la invención
En el estado del arte se encuentra bien documentado que la luz es un factor predominante en el control y regulación de fenómenos biológicos tales como el crecimiento, desarrollo, metabolismo y algunas respuestas específicas como las respuestas frente al estrés por parte de organismos vivos, entre otras respuestas documentadas. Según lo anterior, se ha establecido que muchas de las respuestas de un organismo son generadas específicamente como adaptación a las condiciones de iluminación predominantes en su entorno.
La luz como una variable ambiental, constituye un componente muy dinámico e importante para los distintos procesos que ocurren en seres vivos. Los cambios en el medio son percibidos tanto cuantitativamente (incluida la variación en la radiación instantánea, la dosis acumulada en el tiempo, y la duración del día) y cualitativos (en términos del balance espectral de la luz). Está documentado que las plantas y sus patógenos pueden responder a cada uno de estos diferentes componentes de variación.
Los efectos de la luz sobre organismos fotosensibles como vegetales puede plantearse en términos de cantidad de luz, así como de calidad de la misma. En términos de variación en la cantidad de luz, se puede afirmar que la cantidad de luz que incide sobre una superficie en un momento dado, usualmente denominada "intensidad de luz", se define formalmente en términos de energía por unidad de área (= irradiación) o por los cuantos por unidad de área (flujo de fotones). Algunos de los aspectos que inciden sobre la variación en la irradiación son predecibles. Por ejemplo, la variación en el tiempo del día, la estacionalidad, la latitud son todas funciones de la elevación del sol (a mayor elevación solar, mayor irradiación). A estas variaciones geográficas y estacionales en la irradiación se suman las variaciones resultantes de la interacción con factores como nubosidad, pendiente, entre otros. Algunos de estos factores afectan a todas las longitudes de onda de la luz más o menos igual, mientras que otros son mucho más específicos a determinadas longitudes de onda.
La calidad de luz se puede definir como el equilibrio entre diferentes longitudes de onda. Diferentes organismos perciben longitudes de ondas diferentes de distintas maneras. Los tres colores primarios de la visión humana definen el espectro "visible" (aprox. 400-700 nm), pero otros animales, incluyendo muchos invertebrados y algunos herbívoros vertebrados, pueden percibir diferentes longitudes de onda, especialmente en la región ultravioleta (principalmente UV-A: 315-400 nm). Así, lo que realmente se percibe como "luz visible" varía sustancialmente de unas especies a otras. La radiación fotosintéticamente activa (PAR) se define generalmente como 400 -700 nm, pero las plantas también pueden detectar y utilizar diferentes longitudes de onda como señales del medio ambiente. Las respuestas a rojo (R) y rojo lejano (FR) (detectado por fitocromos), azul y UV-A (detectada por criptocromos, fototropinas y los fotorreceptores conexos) se encuentran bien definidos.
La calidad de luz así como la cantidad de luz pueden afectar el desarrollo de una enfermedad y el estatus fitosanitario. Se ha reportado en la literatura que la luz roja puede suprimir un tipo de hongo, el oídio del pepino, y su efecto parece ser revertido por la luz roja lejana. También hay indicios de que la resistencia del huésped o agente patógeno puede ser inducida por la exposición de pre-inoculación a luz roja. Los hongos patógenos pueden responder directamente a un balance o equilibrio espectral, y esta respuesta se ha explotado por ejemplo en el uso de materiales tipo plástico para películas capaces de modificar el equilibrio espectral como un factor muy útil en el control de la enfermedad en el sector hortofrutícola. Se conoce en el estado de arte que las películas que transmiten más luz azul que longitudes de onda más largas o más cortas pueden ser usadas para suprimir la esporulación del hongo Botrytis cinérea.
Los recientes progresos científicos han proporcionado modelos acerca de las vías de señalización que intervienen en la percepción de la luz y el gatillamiento de respuestas. Estos estudios han planteado que estos sistemas gatillan respuestas específicas como la defensa y la generación de un estatus fitosanitario operando en conjunto para formar una red de defensa de la planta. Esta red incluye los sistemas de señalización para detectar la luz y regulación de la expresión de respuestas de corto y mediano plazo (expresión de información genética). Se ha comprobado que algunas respuestas de defensa son foto-inducibles y que en lo concreto éstas van desde la generación de químicos oxidantes como el peróxido de hidrógeno (H202 y otras especies activadas de oxígeno) hasta la producción de metabolitos secundarios como flavonoides y furanocumarinas, que un papel esencial en esta red de respuestas frente a estímulos del medio.
En el arte, y específicamente la química clásica, se reconoce que ciertas longitudes de onda incluso pueden afectar las propiedades de un protón, por lo tanto, una capacidad muy útil a nivel molecular se plantea modificando las longitudes de onda y luego excitando algunas moléculas en forma diferencial. Así este efecto, se ha utilizado clásicamente en forma terapéutica en humanos, sobre un rango de longitudes que producen un flujo de fotones en función de la energía asociada a la longitud de onda, generando efectos terapéuticos en personas que padecen diferentes dolencias.
Se ha señalado que la intensidad y el tiempo de exposición son variables sobre el rasgo de interés. En el pasado se ha visto que enfermedades tales como la psoriasis tienen un tratamiento terapéutico con fototerapia en humanos. Otros reportes destacan enfermedades que han sido tratadas con este tipo de procedimiento, por ejemplo, el linfoma extracorpóreo cutáneo de las células T. Algunos procedimientos similares son incipientes y están relacionados con el acné, hiperbilirrubinemia, dermatitis. Sin embargo, en el arte previo no han sido revelados tratamientos aplicados sobre vegetales con este tipo de procedimiento, ya que son múltiples los problemas asociados a la manipulación de la misma.
Uno de los problemas de la aplicación de este tipo de tecnología en vegetales se debe, al menos en parte, a la fotosensibilidad de un organismo lo cual limita su uso y hace necesario optimizar las condiciones de la aplicación, lo que es un rasgo dependiente de los componentes que modulan la respuesta de la especie a ciertas radiaciones. A pesar de los buenos resultados mencionados en estos estudios con humanos, y siendo los vegetales más fotosensibles, todavía existe falta de información en condiciones experimentales más cercanas a la realidad que permitan su uso. Otro problema contingente en el arte es que no existen metodologías estandarizadas para una modulación fina de los dispositivos emisores y el desconocimiento de las condiciones de operación como el tiempo de exposición a radiaciones y de frecuencias ionizantes específicas para ciertos organismos vegetales. La respuesta a ciertas radiaciones también depende del órgano que es expuesto, el dispositivo, orientación espacial del dispositivo y la dirección de la aplicación, por citar algunos. Lo anterior impide un adecuado uso masivo y validado.
En los últimos años numerosos trabajos han sido publicados reportando algunas características del sistema inmune vegetal el cual es ciertamente sensible a la luz. Dicho sistema de inmunidad vegetal o sistema de defensa está distribuido en órganos específicos dentro del vegetal, y que constantemente protege y monitorea cambio de condiciones fisiológicas o bien la búsqueda de organismos y sustancias ajenas. El término usualmente utilizado para describir este proceso por el cual el sistema inmune reacciona es el de respuesta inmune, la cual es activada frente al reconocimiento de factores externos.
Para efectos particulares, será entendido en esta memoria descriptiva como una acción del sistema inmune o bien como una influencia de una partícula o elemento denominado antígeno, que activa una respuesta en el sistema inmune. El sistema inmune permite a las plantas sobrevivir, ya que el vegetal puede enfrentarse reiteradamente a estímulos del medio, generando resistencia. Uno de estos estímulos del medio que influye sobre el comportamiento fisiológico de los sistemas vegetales lo constituye la radiación electromagnética.
De hecho, en el arte se describen reportes que señalan que en humanos los primeros estudios se realizaron a través de lámparas desnudas, luego los inventores desarrollaron filtros que evitaban o mitigaban los efectos producidos por enfermedades específicas, cuya sintomatología era diversa.
Sin embargo, no existía un conocimiento acabado para determinar el cómo afectaban los rangos de las frecuencias de onda y cómo los organismos reaccionaban frente a esas condiciones. De hecho, no se han desarrollado protocolos en los cuales se aprecie un real y genuino avance en la estandarización y optimización del efecto benéfico de la fototerapia, existiendo más bien desconocimiento en lo que a comportamiento frente a esta estimulación por parte de otros organismos que no sean mamíferos. Los primeros trabajos realizados en fototecnología vegetal sólo incluían pequeños rangos de longitudes de onda del espectro UV y sus efectos eran variados sobre la planta. Históricamente estos trabajos se han focalizado principalmente en la reducción de las radiaciones ionizantes o bien los efectos nocivos de estas, dejando en un segundo plano la investigación y validación técnica de los beneficios de otro tipos de radiaciones o frecuencias de ondas, salvo los contados efectos terapéuticos en humanos.
En este sentido, las radiaciones electromagnéticas que se encuentran en la luz incluyen un amplio rango de longitudes de onda que van desde el espectro ultravioleta, el visible y el infrarrojo. Todos estos espectros electromagnéticos poseen reconocido impacto en la fisiología de la planta e influyen todos sus procesos. En los trabajos en vegetales sólo han utilizado frecuencias relacionadas con las ondas UV e infrarrojo cercano, existiendo un amplio rango de frecuencias, cuyo efecto aun es desconocido.
La presente invención está relacionada con la característica de la luz de poder activar o inhibir ciertos procesos biológicos en un organismo y como poder controlar o inducir dichas respuestas en vegetales. La invención, en lo específico, provee un ventajoso sistema y método capaz de modular la generación de energía radiante y tipo de luz produciendo cambios significativos en el crecimiento y desarrollo de un organismo vegetal.
La presente invención comprende un sistema optoelectrónico y un método para ser aplicado como tratamiento de fitoterapia a plantas. Lo anterior incluye el uso de un equipo diseñado para la generación modulada y diferencial de un tipo particular de luz que provoca respuestas positivas en vegetales. La presente invención contiene como fuente de luz una serie de dispositivos o diodos emisores de luz LED(s) reconocidos en el estado de arte. Sin embargo, el arreglo especial de los dispositivos LED s sumado a la forma especifica en que estos dispositivos son usados permiten generar luz de determinados parámetros que provocan respuestas positivas en vegetales frente la presencia de patógenos. Las características específicas de la radiación incidente generada por este sistema y la forma de obtenerla permiten estimular varias respuestas de los organismos expuestos a estas radiaciones. La búsqueda de las condiciones de operación para la óptima aplicación de esta radiación incidente sobre vegetales es parte de la presente invención. En el arte previo existen algunos documentos que se relacionan con la tecnología objeto de esta memoria descriptiva, a modo de ejemplo citamos los siguientes:
La patente europea EP1303749, que reivindica un método para determinar la efectividad de un agente que controla una enfermedad, dicho agente es la luz. El método consiste en una etapa de inocular el agente infeccioso o un sustrato, y otra etapa determinar la eficiencia en la mortalidad de dicho agente. Esta invención es genérica, no está relacionada directamente a la presente invención, ya que no presenta la misma etapa, tampoco el mismo fin.
El documento JP09252651 divulga y analiza un diodo y su dispositivo emisor de ondas infrarrojas y azules a partir de LED, que se monta sobre una placa. El sistema en su globalidad aplica a un conteiner de plantas. El contenedor también es parte de la invención, el cual está fabricado en una resina transparente y posee una cera superficial que ayuda a la transmisión de las ondas luminosas. Esta patente está relacionada a la presente invención, aunque no presenta el mismo procedimiento, así como tampoco el fin es el mismo. La invención japonesa presenta como objetivo ayudar a la germinación y proliferación de semillas, a diferencia de la presente invención que reivindica en forma explícita el uso de la tecnología para sanidad de plántulas y con dispositivos asociados disímiles, por lo que es una invención diferente.
La solicitud de patente de invención PCT WO2009022016 comprende un arreglo de iluminación dirigido a ser aplicado en el crecimiento de plantas, también involucra un dispositivo físico para el cultivo, así como al método respectivo. La iniciativa reivindica un ensamble o sistema de iluminación para el crecimiento de plantas que comprende dos fuentes emisoras de luz predominantemente entre los rangos de los 600 a 750 nm y de 375 a 500 nm. También se protegen controladores para ambas fuentes emisoras de luz. La presente invención comparte el uso de la generación de pulsos de luz utilizando tecnología LED. Sin embargo, aspectos relativos a su diseño especial sumado a su aplicación preferente al control de enfermedades, lo hacen distinto en comparación al documento señalado.
En la solicitud de patente de invención estadounidense US20090288340 se reivindica un aparato lumínico que permite el crecimiento de plantas, el que comprende un lugar de confinamiento de las distintas partes, una pluralidad de LED con emisión de luz azul y roja. Estos dispositivos se encuentran montados sobre una placa de circuitos, la cual está alojada en dicho lugar de confinamiento. Además, el sistema cuenta con W 201
7 una fuente de poder también alojada en dicho lugar de confinamiento. Todo el sistema es montado a una distancia prudente de las plantas en cultivo pudiendo ser regulada la intensidad. La solicitud estadounidense está relacionada a la presente invención, pero una gran diferencia es que no establece un protocolo específico para los patógenos que se desean eliminar o vigorizar las plantas.
La solicitud de patente de invención estadounidense US20070058368 describe un aparato generador de luz artificial para promover el crecimiento de plantas. La unidad utiliza arreglo de diodos emisores de luz (LEDs) para longitudes de onda en el espectro rojo y para frecuencias de ondas en el espectro azul, que son las longitudes de onda favorables para el crecimiento de las plantas. Esta solicitud es diferente a la presente invención, en cuanto a los dispositivos y piezas utilizadas, además el objetivo es diferente y la solución al problema técnico es diferente.
El documento de solicitud de patente de invención estadounidense US20080302004 comprende un sistema LED multi-funcional, útil para el cultivo de plantas y capaz de controlar la velocidad de crecimiento de la planta. Se encuentra compuesto por materiales seleccionados y LED diseñados para emitir luz a diferentes longitudes de onda y colores. Las longitudes de onda específicas benefician el crecimiento de las plantas obteniéndose mayor brillo. Es de uso versátil y permite la aplicación de un amplio espectro de longitudes de onda y permite un ahorro de energía. La solicitud de patente señalada coincide con el campo de la presente invención sólo en el diseño del dispositivo emisor, porque trabaja con dispositivos como LEDs. Sin embargo, la aplicación principal de la invención estadounidense está dirigida a producir un incremento en las tasas de crecimiento de las plantas, así se produce un crecimiento modulado. La patente estadounidense es distinta a la presente invención, ya que tanto el dispositivo y el uso son diferentes.
El documento de solicitud de patente de invención estadounidense US20040233672 reivindica un método para el uso de dispositivos emisores de luz como LED, dirigidos a suplementar la luz natural en un ambiente de invernadero y además, un soporte estructural donde van dispuestos dispositivos LEDs en un invernadero. En esta iniciativa las plantas pueden recibir una distribución uniforme de la radiación y además, los dispositivos LED están dispuestos sobre una plataforma estrecha rectangular, la cual es usada para suspender dichos dispositivos LED desde el marco estructural del invernadero. El documento en análisis comparte la tecnología LEDs para generar luz que se aplica en el invernadero. Sin embargo, las reivindicaciones no incluyen una aplicación dirigida a prevenir o controlar enfermedades producidas por patógenos, sino que hace referencia solo al crecimiento de las plantas. Por tanto, la patente norteamericana difiere en varios aspectos a la presente invención.
El documento de solicitud de patente de invención nacional CL200402670 divulga un sistema y equipo que permite aplicar ciertas frecuencias y longitudes de ondas que permiten a los vegetales, un crecimiento sensiblemente acelerado con ciclos concretos y frecuencias fijas. Presenta un oscilador de relajación. Se presentan grandes diferencias con la presente invención, por ejemplo no utiliza osciladores con transistores de relajación y los algoritmos de control se realizan a través de un software en forma conjunta a través de realimentación de las frecuencias deseadas, existiendo aun otras diferencias.
El control y prevención de las enfermedades en cultivos vegetales es la base para la obtención de buenos resultados y rendimientos en la actividad agrícola. Dicha condición es crítica en actividades como la producción de cultivos vegetales bajo condiciones controladas como invernaderos y cámaras de cultivos, donde la humedad y la temperatura son factores muy relevantes que pueden propiciar tanto el desarrollo del vegetal como el de patógenos y enfermedades oportunistas.
En la actualidad, los métodos utilizados para el control y prevención de enfermedades de cultivos vegetales se basan en la aplicación de agroquímicos en forma sistemática e intensiva. Dichas formulaciones agroquímicas tienen una efectividad probada en el corto plazo, sin embargo, en el mediano y largo plazo, su efectividad contra bacterias y hongos, patógenos comunes en los distintos cultivos, va disminuyendo debido al fenómeno de resistencia presentado por los patógenos.
Un ejemplo de estas enfermedades lo representa la bacteria del género Pseudomonas sp., que ataca a cultivos como tomate bajo condiciones de invernadero y que se ha vuelto un problema recurrente en la actividad de producción de plantas en viveros. Sin embargo, este agente patógeno es uno de los múltiples organismos que poseen ese potencial si se generan las condiciones. Lo anterior indica que a la larga éstos patógenos crearán una resistencia al agroquímico volviéndose de nuevo más agresivos contra al cultivo.
Otro punto relevante es que la tendencia mundial que está dirigida a la disminuir las dosis y el eventual reemplazo de agroquímicos en cultivos por nuevas tecnologías ambientalmente compatibles, sustentables y que aseguren inocuidad en la producción de alimentos cuyo destino sea el consumo humano. Lo anterior se debe a que se conoce el efecto nocivo para la salud. Lo anterior ha derivado en la constante búsqueda de alternativas de control de enfermedades que puedan ser sustentables, seguras y de inocuidad probada para el ser humano.
En virtud de lo anterior, podemos identificar dos problemas de la técnica, el primero, centrado en la necesidad de disponer de nuevas alternativas de control y prevención de enfermedades de cultivos vegetales, que presenten baja inocuidad para el ser humano, sean sustentables y que tengan una probada efectividad en comparación al uso de agroquímicos. Estas alternativas deberían ser compatibles con los sistemas productivos agrícolas que existen actualmente de modo de que su ¡mplementación se vea facilitada.
El primer problema está ligado a un segundo problema de la técnica centrado en el hecho de que sabiendo que la modulación de las características espectrales de la luz es posible inducir respuestas positivas en plantas, se presenta un desafío tecnológico de cómo generar y modular la emisión de radiación con determinas características que puedan inhibir el crecimiento de patógenos así como de inducir una respuesta del sistema de defensa de plantas.
Como respuesta a los problemas de la técnica anteriormente expuestos, surge la presente invención que contempla un sistema y método asociado para el control y prevención de enfermedades en cultivos vegetales.
Resumen de la invención
La invención corresponde a un dispositivo opto-electrónico basado en un diseño especial conformado por un arreglo de diodos emisores de luz LED localizados sobre una plataforma o soporte físico fijo de material rígido. Este sistema está basado en principios de nano-electrónica. A modo de descripción de la presente tecnología se puede indicar que su funcionamiento está basado en un arreglo de diodos emisores de luz.
Como es conocido en el arte previo, la tecnología de LED's se encuentra reportada en forma extensiva en literatura, sin embargo, su funcionamiento, operación y dispositivos asociados, son aspectos variables y susceptibles de innovaciones dependiendo del uso dado. Al respecto, en la presente invención es utilizada de una manera singular que es capaz de generar frecuencias y longitudes de ondas muy específicas, cuyos principales resultados son producir en la planta una reacción positiva, que inhibe la instalación e inicio de la enfermedad, así como, el posterior avance de la enfermedad en el cultivo vegetal mejorando significativamente su estatus fitosanitario.
El sistema y dispositivo opto-electrón ico de la presente invención utiliza numerosas variables y un conjunto de técnicas desarrolladas en el campo de la nanoelectrónica, óptica, elementos semiconductores pasivos, elementos semiconductores activos, dispositivos opto-electrón icos, eléctricos y microprocesadores, entre otros, propios de esta invención.
La invención además incluye un método electrónico de algoritmos asociado a programas computacionales que operan como controladores lógicos, que actúan en forma conjunta con elementos electrónicos de estado sólido y programable (PIC), incluyendo diodos emisores de LUZ o LED; lo que en su globalidad son capaces de controlar a hongos y bacterias así como en paralelo inducen respuestas fisiológicas como el aumento considerable de los niveles de polifenoles, pigmentos antocianinas y compuestos sideroforos, produciendo una mejoría sorprendente en el vegetal u organismo afectado.
A diferencia de lo divulgado, en esta invención los ciclos de trabajo son dinámicos, aspecto no invocado en el arte, de hecho la invención durante su funcionamiento no existen un ciclo de trabajo y una frecuencia fija. Las soluciones optoelectrónicas divulgadas en el arte previo sólo aplicaban frecuencias y longitudes basadas en un oscilador de relajación. En otras palabras, la invención produce frecuencias dinámicas dentro de un rango.
Como se ha establecido en esta memoria descriptiva, el objetivo de este documento es proveer un método que permite el control de hongos y bacterias a partir de un sistema que opera en base a ciclos de trabajo dinámicos variando las frecuencias en un rango comprendido entre 0 y 2000 Hz, más específicamente entre 100 y 1500 Hz, modulando diversos ciclos de trabajo. Los diodos emisores de luz preferentemente deben contemplar rangos comprendidos aproximadamente entre 400 y 800 nm, más específicamente rangos comprendidos aproximadamente entre 400 a 550 nm.
Si se analiza la composición del sistema optoelectrónico se puede comprobar que un aspecto notable de esta invención radica en que se ha reemplazado los clásicos osciladores de transistores de relajación por un algoritmo controlador, el que es controlado por un programa o software que trabaja en conjunto dentro de un rango de las frecuencias deseadas. De una forma sorprendente las frecuencias deseadas del control de disparo y los algoritmos de control generan una realimentación positiva de las frecuencias deseadas.
En esta invención se ha manifestado que los ciclos de trabajo son dinámicos, modificándose en todo momento las frecuencias deseadas dentro de una variación de variaciones en los ciclos de trabajo dinámicos. Una ventaja operacional del equipo de la invención es que no presenta circuitos analógicos lineales, tampoco constante RC del equipo, o constante de carga y descarga del condensador para generar bases de tiempo, como en los dispositivos más avanzados del arte. La invención ha integrado una sorprendente solución, ya que las diferentes frecuencias y constantes de tiempo son generadas por contadores y dividiendo matemáticamente las bases de tiempo utilizadas por el procesador. Preferentemente cercanas a 20 MHZ.
Otro aspecto trascendente de esta invención se relaciona con el funcionamiento de los LED y su forma de excitación, la alimentación de corriente para los LED en esta invención no es realizada a través de las clásicas resistencias de carbón, sino que ahora presentan una técnica de pulso con modulador (PWM). De una forma simple, se puede concebir para una persona con conocimiento en el estado de la técnica que la invención presenta en todas sus funciones control vía algoritmos y sus respectivas retroalimentaciones integrados en un software de control integrado. Esta es una de las razones por las cuales el sistema de la invención posee realimentación en tiempo real y en forma dinámica.
El método que se desea reivindicar tiene su aplicación principal en el control de hongos y bacterias en organismos vivos y más específicamente en vegetales. Los ensayos realizados demuestran que esta invención incluso es útil para elevar el estatus fitosanitario de un cultivar, ya que aumenta significativamente la concentración de polifenoles y antocianinas en vegetales, con ello aumenta el estatus inmune de la planta a partir de la expresión de parte importante del sistema de defensa de las plantas basado en compuestos antioxidantes. En el mismo sentido aumentan los compuestos del tipo sideróforos. Todas las moléculas antes mencionadas son útiles en el sistema de defensa de la planta contra el ataque de hongos o bacterias.
La tecnología de la presente invención se caracteriza por presentar una estructura física de módulos y dispositivos basados en diodos emisores de luz y un sistema lógico, conformado por un microprocesador y su software asociado. Todos los componentes anteriores están destinados a excitar de una manera muy particular a los diodos emisores de luz que permiten generar una radiación incidente capaz de iluminar las plantas u otros organismos con una fuente de luz artificial con longitudes de ondas específicas.
Las longitudes de onda han sido generadas en forma selectiva para ser aplicadas en pulsos dentro de ciclos de trabajo dinámicos, ajustados a través de un dispositivo temporizador. Así, la fuente de luz artificial cumple con los requerimientos fisiológicos del cultivo vegetal y adicionalmente promueve la inhibición del crecimiento de patógenos. La presente invención posee un diseño modular y totalmente adaptado a la realidad operativa de la industria, este es sólo una de las posibles formas adoptada por la invención, en futuro existirán desarrollos diversos usos que son parte de esta invención.
La presente invención es básicamente un dispositivo físico, sin embargo, también tiene un uso preferente para el cual ha sido concebido. No obstante, ningunas de estas funciones son exclusivas o limitativas, ya que los dispositivos explicados e individualizados en esta memoria descriptiva pueden eventualmente ser útiles para otras aplicaciones. Además, la presente invención puede configurar un método de control de enfermedades y también puede configurar un sistema de control fitosanitario.
En efecto, gracias a su especial estructura el sistema y dispositivos de la presente invención logran la aplicación de frecuencias y longitudes de onda óptimas que permiten a los vegetales un crecimiento óptimo y disminuir el ataque por parte de organismos patógenos.
A la vez, también la presente invención es un eficiente sistema que utilizan medios electrónicos cuya arquitectura y algoritmos excitan a medios luminosos adecuados opto-electrónicos de manera de producir y modular longitudes de onda, frecuencias y dosificación de energía precisas que contribuyen la inhibición o eliminación de especies patógenas de vegetales, mejorando el estatus fitosanitario de las plantas. La presente invención es un dispositivo que puede ser acoplado a otro sistema de generación lumínico o bien actuar solo, el equipo permite modular las frecuencias y longitudes de onda. Además, es parte de la invención el método de aplicación a los vegetales, este método o procedimiento implica un ciclo de trabajo no específico y dinámico, la fuente de luz artificial posee ciclos de activación, ya que la invención esta convenientemente diseñada para trabajar con software y otros dispositivos. Visto de este modo, el dispositivo de la presente invención permite que los organismos que sometidos a este procedimiento de radiación obtengan mayor eficacia en su sistema inmune, además se cuenta con un sistema de alta eficiencia y ahorro de energía, para un problema no resuelto de esta forma en el área de la técnica.
Como se ha mencionado, uno de los objetivos de la presente invención consiste en proveer un dispositivo que la sanidad o el estatus fitosanitario mediante la inhibición en el desarrollo de los patógenos en vegetales y producción de compuestos antioxidantes, con la utilización del mínimo de energía posible. Una de las ventajas del sistema inventado es la gran rentabilidad, gracias a su inesperada ventaja de facilidad de implementación, ya sea en pequeña y mejor aun a gran escala, pudiendo ser aplicado en todo tipo de cultivos o invernaderos donde se cultiven vegetales.
Un objetivo de la presente invención es proveer un método para inhibir ciertos fitopatógenos así como a la vez el crecimiento de vegetales, una vez que se expone a una luz emitida por un emisor de luz, tal como un diodo emisor de luz y teniendo una frecuencia determinada y que es aplicada en determinados ciclos de trabajo, los que han sido diseñados específicamente asociados al tipo de patógeno que se desea inhibir o eliminar del cultivo.
Un objetivo adicional de la presente invención es obtener una arquitectura y una disposición interconectada de las fuentes de generación y emisión de longitud de onda determinada. El uso de este sistema está orientado a favorecer el crecimiento de vegetales con la ventajosa cualidad de evitar el uso de pestilentes de naturaleza química. Breve descripción de las figuras
La presente invención se entenderá mejor si se atiende y examina la descripción de las figuras adjuntas. El lector o una persona entrenada en la materia técnica deben tener en cuenta que las figuras son representaciones gráficas que mejorarán la comprensión del invento, de ningún modo son limitativas de la invención.
Figura N° 1 corresponde al ensamble del sistema de iluminación en donde se puede ver los siguientes componentes: tubo bisagra (1), codo (2), tubo interno bisagra (3), abrazadera (4), columna de diodo emisores de luz LEDs (5), tapa de cableado (6), te (7), apoyo (8), tuerca (9), soporte LEDs 30mm Calada (10), soporte LEDs 25mm (11), soporte LEDs 30mm (12) y tornillo (13). Figura N° 2 corresponde al módulo gabinete y placa de montaje
Figura N°3 corresponde a la distribución de piezas de control en la placa, en donde: microprocesador de control (14), tarjeta adaptadora de voltaje y de distribución de señales (15), tarjeta de potencia de salida de 4 señales (16), protecciones e indicadores de estado de salida (17), regleta de conexión de canales de salida (18), fuente de poder principal (19), interruptor de alimentación y protección de entrada (220VAC) (20), regleta de conexión alimentación 220VAC (21), baterías 12VDC/17AH x2 (22), regleta de conexión y protección de banco de baterías (23) y interruptor de protecciones de banco de batería C1 , 2,3 y 4 canales (24).
Las figuras 4, 5, 6 muestran la distribución espectral e intensidad emitida por un LED de λ610 nm y óptica de 30°
Figura 6 corresponde a la distribución espectral ej., 1 dominante = λ 610 nm.
Distribución espectral λ = 630 nm, λ1 = λ2 = 10 nm
Figura 7 muestra el diagrama de radiación de acuerdo a óptica de 30°
Figura 8 corresponde a una curva de voltaje vs corriente aplicada
Figura 9 corresponde a una curva de excitación y forma de emisión del LED, Gráfica λ LED longitud de onda nanómetro vs tiempo 550 nm fundamental.
Figura 10 muestra el comportamiento del LED tras ser sometido a un voltaje aplicado en forma permanente a diferentes graduaciones de corrientes.
Figuras 11 y 12 muestran esquema de la corriente v/s voltaje aplicado al LED bajo la forma de un pulso, como se observa en la figura 12, si se aplica un pulso de voltaje, la corriente se incrementaría llegando a un máximo y luego disminuiría a cero (figura
13). Este pulso de voltaje produce una emisión de luz como muestra la figura 14.
Figuras 13 a 15 corresponden a un tren de pulsos t1 en la escala negativa, voltaje aplicado a la zona 3 y la retiramos pasando a la zona 1 tenemos este conjunto de figuras, graficando bajo diferentes parámetros; voltaje v/s tiempo, e intensidad de emisión v/s tiempo en el LED.
El grupo de figuras 16 a 19 expresan en forma esquemática si se aplica un tren de pulsos de voltaje lo suficientemente corto (en tiempo) de manera de lograr trabajar solamente con las transiciones de las zonas 1 a 2 y 2 a 1, se tendría que: corresponde a un tren de pulsos t1 = emisión vs voltaje en LED, bajo diferentes parámetros. Figura 17 (voltaje vs tiempo), Figura 18 (corriente vs tiempo), Figura 19 (emisión relativa vs tiempo) y Figura 20 (voltaje en LED vs tiempo). Figuras 20 a 22 corresponde un tren de pulsos de voltajes negativos en donde t2 = emisión vs voltaje en LED, figura 20 (Voltaje vs tiempo), figura 21 (corriente vs tiempo) y figura 22 (intensidad vs tiempo).
Figura 23 si se aplica un voltaje de la forma al que el tiempo de aplicación del voltaje sea siempre "t1", pero modulando el tiempo de no aplicación se obtiene la gráfica de la figura 24.
Figura 24 De la misma forma anterior, sí se aplica una forma de voltaje que el tiempo de emisión sea tal que el LED es una transición de la zona 1 a la zona 2 a la zona 3 a la zona 2 a la zona 1 ; pero con una mayor permanencia en la zona3, tendremos que el tiempo de aplicación sería solo "t2", donde el valor de "ti" (tiempo de descanso o de no aplicación de voltaje es variable)
Figura 25 y 27 Para todo t2 corresponde al valor máximo de voltaje v2 durante el tiempo t2 (tiempo t2 es fijo). En este caso "i2n" corresponde al tiempo de descanso variable (modulación 2, m2), para el caso de t1 corresponde al valor máximo de voltaje (v1) durante t1. El tiempo t1 es fijo. En este caso "i1n" corresponde al tiempo de descanso variable (modulación 1 , m1). De la figura 26 y 27, podemos ver que la cantidad de energía suministrada al LED será el área bajo la curva (área sombreada) y corresponde a un ejemplo de la suma de t1m1 + t2m2, la figura 27 forma de onda de la corriente producto de la suma de ambas corrientes y sus modulaciones correspondientes.
Figura 27 Corriente que se aplica en el LED producto de t1m1 + t2m2, en donde la curva de corriente voltaje describe las zonas 1 , 2 y 3.
Figura 28 muestra la curva de emisión de acuerdo a la excitación resultante del ensayo de la figura 27.
Descripción detallada de la invención
La invención consiste en un sistema opto-electrónico de estado sólido y dispositivos asociados, que permiten la aplicación de frecuencias que contribuyen al crecimiento de los vegetales, y a la vez inhiben el desarrollo de ciertos organismos parásitos de los vegetales, los que se encuentran sometidos a ciertas longitudes de ondas.
Esta invención puede ser aplicada desde la semilla a plantas que estén en cultivo, ya que la tecnología encuentra una aplicación en invernaderos que utilicen bandejas contenedoras, porque el sistema se encuentra provisto de bandejas contenedoras que presentan diversa capacidad. La tecnología utiliza innumerables variables con un resultado sorprendente, de hecho utiliza tecnologías en el campo de de la nano electrónica, óptica, elementos semiconductores pasivos y activos, dispositivos optoelectrónicos, eléctricos y microprocesadores.
Todas las partes de esta invención pueden ser fabricadas en materiales naturales o sintéticos, pueden adoptar diversas formas, preferentemente poligonales. El sistema presenta a lo menos seis bloques o módulos los cuales actuando en forma conjunta componen el sistema de la invención. Los módulos principales que incluye la invención son:
A. Módulo de control con microprocesador y periféricos.
B. Módulo de fuente de poder con respaldo de baterías.
C Módulo de programación y adaptación voltaje.
D Módulo de potencia.
E. Módulo de emisores de luz.
F. Módulo de gabinete y placa montaje.
A. Modulo de control con microprocesador y periféricos:
Este módulo consta de una unidad de control integrado que está dotada de un microprocesador y sistemas periféricos. Este módulo almacena todos los programas y algoritmos matemáticos de control, la generación de las diferentes frecuencias de los osciladores, los diferentes ciclos de trabajo dinámicos y las condiciones de operación del sistema. La manera como funciona es que a través de la recepción de la energía proveniente de la fuente de poder y del módulo de programación adaptable de voltaje.
Se caracteriza por recibir información de operación de frecuencias y ciclos de trabajo dinámicos del módulo de programación y adaptación de voltaje.
Genera las señales de control de disparo a ser utilizadas por el módulo de potencia.
B. Modulo de fuente de poder con respaldo de baterías:
Este módulo presenta un sistema de transformación de energía que es el encargado de transformar la energía de corriente alterna en energía de corriente continua y además presenta un sistema de distribución de la misma, que permite suministrar la energía requerida por el sistema de control integrado, y de todo el resto de los módulos. Consta de un sistema de respaldo de energía para poder mantener en todo momento los parámetros críticos bajo control y constante supervisión, incluso ante la variación del voltaje de alimentación o ausencia total de energía.
Módulo de programación y adaptación de voltaje:
Este módulo presenta dos funciones fundamentales, la primera es programar los diferentes modos de operación en forma externa sin necesidad de acceder al microcontrolador PIC. Esta función puede ser realizada incluso en terreno, accediendo a los interruptores integrados de programación (mini Dips) que consta este módulo. Para ello el equipo cuenta con un dispositivo que, al ser accionado, genera una respuesta de comando especialmente dispuesto para este fin. La segunda función incorporada en este módulo consiste en la adaptación de los voltajes requeridos por el micro-controlador para su correcta operación. Finalmente es el módulo encargado de suministrar las señales de disparo a la tarjeta de potencia.
Modulo de potencia:
Este módulo presenta la función específica de alimentar directamente a los diodos emisores de luz LED. Consta de al menos cuatro canales independientes y sus señales son aisladas del sistema de control integrado. Esto se realiza exitosamente, ya que el módulo de potencia cuenta con una de sus piezas por opto acopladores. Cada canal posee un transistor de potencia el cual es activado por las señales generadas en el sistema de control integrado y adaptadas a través del módulo de programación y adaptación de voltaje.
Modulo de emisores de Luz:
Los emisores de luz han sido seleccionados cuidadosamente para que puedan responder a las frecuencias de excitación deseadas, este tipo de emisores con sus características puntuales son parte de esta invención.
Su disposición física es en barras lineales y absolutamente sellados a través de resinas epóxicas. Las barras a su vez conforman una especie de soporte con forma de "parrilla de iluminación", la cual se dispone directamente sobre la bandeja tipo "speedling o almaciguera" que contiene las semillas y/o plántulas. Cada parrilla de iluminación, posee su propio cable de interconexión, el cual es conectado en la regleta de la caja de control en el canal de salida respectivo. El material utilizado para la fabricación y montaje de la parrilla corresponde a materiales naturales o sintéticos, que pueden ser preferentemente plásticos, siendo los tornillos de las fijaciones de diverso material.
F. Modulo de gabinete y placa de montaje:
Este módulo consiste básicamente en una estructura física que puede adoptar diferentes formas, por ejemplo, un gabinete, el que puede ser construido de diferentes materiales, preferentemente metálico sellado con diseño y protección grado IP65 para uso en exterior con su correspondiente placa de montaje.
La placa de montaje contiene todas las bases físicas para que se ubiquen módulos y elementos que componen el sistema de iluminación opto electrónico, exceptuando el módulo de iluminación. Sus dimensiones y la distribución interior de los elementos parte del sistema pueden ser variables. Algunas consideraciones del método de funcionamiento del sistema:
El sistema de la invención presenta una autonomía que llega muchas veces a ser superior a 10 horas, lo que en el arte no se ha reportado ya que contempla la utilización de sistemas de baterías. Más aun el sistema está ideado para contar con baterías exteriores, por lo que se puede ampliar la autonomía de operación.
La operación y almacenamiento de energía se realiza en un banco de baterías utilizando al menos dos baterías que pueden ser conectadas en serie, y además, pudiendo presentar las siguientes características, pero no siendo excluyentes de otro tipo de este tipo de dispositivos:
• selladas,
• sin mantenimiento, y
• del tipo electrolito absorbido, por lo cual no emanan gases de ningún tipo.
Todos los elementos mencionados deben ser instalados en una placa, que es parte del módulo "F", y cuyo montaje dentro de un gabinete que ha sido diseñado en forma especial para estos fines deben contar con un grado importante de protección.
En el interior del gabinete se dispone de un panel especial de distribución, protecciones e indicadores luminosos de estado de funcionamiento. Los diferentes indicadores luminosos, ubicados en los diferentes módulos, la fuente de poder, así como en el panel de control interno, poseen funciones que indican operación normal, indicación de falla de fusible, batería desconectada, fusibles de los canales de salida 1 , 2, 3 y 4 defectuosos.
El sistema provee cuatro (4) canales independientes de salida de operación, los cuales alimentan los sistemas emisores de luz. La interconexión con los emisores de luz es realizada a través de fusibles de protección y regletas de interconexión para cada canal de salida.
El sistema inventado consta de diversos elementos de comando, señalización y de protecciones. Su disposición y ubicación física puede ser analizada con detalle en las figuras ya divulgadas en esta memoria descriptiva. La interconexión de todos los cables eléctricos de alimentación es de 220VAC, e interconexión del banco de baterías es realizada a través de su respectiva regleta de conexiones. No obstante, el sistema está concebido para ser utilizada cualquier otro tipo de alimentación eléctrica. A continuación se divulgan algunos de estos sistemas.
• Interruptor principal de encendido tipo 220 VAC o similares; éste se encuentra asociado a un fusible de protección encendido 250VAC / 1 Amper
• Interruptor principal de Batería del tipo 24VDC o similares; Este interruptor
asociado a un fusible de protección de la Batería tipo 250VAC / 8 Amper.
• Fusible de salida canal , tipo 250VAC / 2 Amper o similares y/o Indicador luminoso tipo Led color Rojo. (Fusible defectuoso).
· Fusible de salida canal 2, tipo 250VAC / 2 Amper o similares y/o Indicador
luminoso tipo Led color Rojo. Fusible defectuoso.
• Fusible de salida canal 3, tipo 250VAC / 2 Amper o similares y/o Indicador luminoso tipo Led color Rojo. Fusible defectuoso.
• Fusible de salida canal 4, tipo 250VAC / 2 Amper o similares y/o Indicador luminoso tipo Led color Rojo. Fusible defectuoso
Elementos adicionales incorporados en el gabinete principal.
En la fuente de poder principal se incluye una fuente de poder del tipo "Switching", con una alimentación nominal tipo de 220VAC y salida ajustada electrónicamente a a un rango contemplado entre 20 y 35 VDC (27,6). Las salida de la fuente de poder están conectadas al banco de baterías, al módulo programador y adaptador de voltaje y al módulo de potencia. El sistema también contempla baterías de respaldo, el banco de baterías de respaldo consiste en al menos dos baterías conectadas en serie, este dispositivo en su conjunto puede ser utilizado en forma estacionaria y pueden adoptar diferentes composiciones, para esta invención preferentemente se utilizan del tipo electrolito absorbido, con una vida útil esperada de 10 años. La especificación general de cada batería corresponde a una batería GEL de 12VDC/17AH nominales.
Otro de los componentes de la invención corresponde a la unidad de disipación principal de calor, disipador fabricado en diversos componentes, pero una forma predilecta sería de aluminio y de gran capacidad. Este dispositivo es utilizado para extraer el calor de los transistores de potencia, el que es generado al conmutar en frecuencias extremadamente altas. Se ubica en el módulo de potencia sobre los transistores principales de potencia.
En todo el sistema presenta regletas de conexión: Estas se encuentran dispuestas a ambos costados del banco de baterías y al lado del módulo de potencia.
En la regleta #1 se encuentran los terminales de conexión para alimentación del sistema con 220VAC.
En la regleta #2 se encuentran los terminales de conexión para el banco de baterías. En la regleta #3 se encuentran los terminales de conexión para de cada una de las cuatro salidas del equipo, los cuales alimentan al módulo de emisores de luz. Todas las regletas de conexión corresponde a la denominación Tornillo-Tornillo, tipo Phoenix.
Por su diseño, el sistema de la invención se ubica convenientemente en cualquier parte del recinto donde se realiza el cultivo, o en sí mismo es un sistema de cultivo, preferentemente en una posición en que se privilegie la emisión de luz directa y vertical sobre las plantas, aunque no necesariamente debe ser así, pudiendo existir diversas variantes con el mismo resultado.
Por otra parte, el dispositivo de la presente invención posee una particular manera de combinar y excitar los diodos emisores de luz (LED), que finalmente se traduce en un efecto positivo en el proceso de inhibición de las enfermedades de los vegetales.
Algunas consideraciones del método de funcionamiento del sistema: (Figuras 5 a 24)
El dispositivo de la presente invención posee una particular manera de combinar y excitar los diodos emisores de luz (LED), que finalmente se traduce en un efecto positivo en el proceso de inhibición de las enfermedades de los vegetales. El método de determinación de radiación a vegetales comprende las siguientes etapas:
• Etapa de determinación de variables básicas: se determina la distribución espectral del LED y cuantifica el diagrama de radiación, comprendido en las longitudes de ondas entre los rangos de 560 y 660nm, más específicamente entre 610 a 650 nanómetros. Luego se determina el voltaje mínimo de conducción de corriente del LED, el cual es fijado por los materiales que son construidos los LED. Para esta invención se utiliza los LED medios. Con estos antecedentes se establecen 3 zonas; zona I antes de la emisión de luz,; Zona 2 desde el umbral del voltaje mínimo de circulación de la corriente hasta el nivel de corriente de trabajo; la zona 3 se alcanza cuando el voltaje es aplicado en forma permanente.
• Etapa de determinación de las condiciones de trabajo; a través de las zonas de inestabilidad, para ello se aplica un tren de pulsos de voltajes negativos cortos en tiempo de modo que solo se trabaja en las zonas de transiciones 1 a 2 y 3 a 1. Con lo anterior se adapta las diferentes frecuencias y las longitudes de onda involucradas, de tal forma de llegar a un tiempo (t1) de aplicación de voltaje y un (t2) en donde no se le aplica voltaje al LED. Luego al aumentar t1 se lleva a t2 en donde se consigue un ciclo de emisión del LED, o pasar de las distintas zonas con la aplicación solo del voltaje de t1.
• Etapa de Modulación del LED: Se modula el voltaje de tal forma que el tiempo de aplicación siempre es t1 y se modula a la vez el tiempo de no aplicación t2, obteniéndose un tipo de emisión de luz diferente producto del trabajo solo de la zona de inestabilidad del LED. Distinta I a la emisión espectral el LED. Posteriormente, se modula para que una forma de voltaje aplicado el tiempo de emisión permanezca mayormente en la zona 3 o bajo el tiempo t2 y donde el tiempo de descanso o de no aplicación de voltaje ti es variable. Siendo t2 el valor máximo del tiempo durante el voltaje v2 y t2 es fijo, además t1 es el tiempo de aplicación del voltaje, siendo t1 también fijo; i n es el tiempo de descanso es variable, asimismo i2n, bajo una modulación m1 y sumadas las variables se llega a que la corriente que circula por el LED, generando una emisión muy particular.
Con el dispositivo de la presente invención las longitudes de onda que son aplicadas a los vegetales corresponden exclusivamente a los rangos de longitudes de onda que efectivamente son requeridos y necesarios para inhibir o exterminar los patógenos, generando un positivo crecimiento y/o recuperación del vegetal. Así el vegetal utilizará toda la energía absorbida solo en el proceso de crecimiento, obteniendo desde ya un gran incremento en el crecimiento del vegetal debido sólo a esta forma particular de irradiar los vegetales.
La invención permite la utilización de los diodos emisores de luz o aquellos elementos que cumplan con las características de interés equivalente para esta invención, y la particular manera de excitarlos. De esta particular manera de excitar los diodos emisores de luz, así como su dinámico ciclo de trabajo, se mejoran las condiciones de operación y ahora se permite que con la utilización de cualquier tipo de diodos emisores de luz, podamos cooperar notablemente con la sanidad de los vegetales.
La presente invención también se refiere a un método para inhibir la germinación de esporas y/o bacterias patógenas, pero adicionalmente ayuda al crecimiento de los vegetales. El método de inhibición de patógenos comprende:
A. Una etapa que implica exponer los vegetales o semillas a la luz emitida por el sistema de la invención, bajo las condiciones preestablecidas y
B. dicha luz teniendo una longitud de onda determinada y que es aplicada en determinados pulsos dentro de ciclos de trabajo dinámicos bajo ciertos rangos de tiempo y bajo condiciones operacionales específicas.
El método comprende exponer al vegetal a una luz de una frecuencia generada, dicha frecuencia es específica para cada patógeno controlado, o para grupo de ellos, encontrándose en un rango de 500 Hz a 4500 Hz.
En efecto, el dispositivo inventado ofrece un procedimiento eficiente para la aplicación de ciertas longitudes de ondas, las que son eficientemente moduladas a través del método propuesto que comprende exponer al vegetal a una red de diodos emisores de luz LED, los que emiten luz en el rango de longitudes de ondas de entre aproximadamente 400 nm a aproximadamente 800 nm, preferentemente a lo menos una longitud de onda seleccionada de entre 560 nm y 660 nm.
Como se ha establecido en esta descripción de la invención, el sistema consta de al menos un dispositivo que comprende un útil sistema de alimentación de energía que permite el suministro energético de los módulos del sistema, necesarios para llevar a cabo la presente invención. La invención no es exclusiva y excluyente de otras tecnologías. Muy por el contrario, la invención puede ser un procedimiento para optimizar aun más el control de plagas, asegurando la producción frutícola orgánica o bien producción tradicional con métodos, químicos, biológicos, y ahora se divulga este método físico para el control de plagas.
Específicamente, el método comprende exponer al vegetal a ciclos de trabajo determinados por un programa de software que controla los módulos generadores de los ciclo de trabajo, éstos están contemplados dentro del rango comprendido entre aproximadamente 500 ciclos por segundo a aproximadamente 4500 ciclos por segundo, específicamente, aproximadamente 850 ciclos por segundo. Más específicamente, el método comprende exponer al vegetal a una luz de una longitud de onda determinada, señal lumínica que proveniente de un emisor de luz que es excitado por al menos una fuente de energía, donde al menos una fuente de energía presenta la peculiaridad de ser adaptada a niveles de voltaje adecuados mediante un elemento rectificador de onda y puede ser previamente acumulada mediante a lo menos un elemento acumulador que permite almacenar la energía generada por dicha fuente de energía. El ahorro de energía eléctrica es una ventajosa cualidad de esta invención, además su sistema de autonomía a las redes eléctricas tradicionales. Dentro del método, una etapa fundamental para esta invención consiste en una disposición tal de los elementos constituyentes que sean capaces de generar radiaciones en forma continua y permanente, a longitudes de ondas dentro de los rangos específicos mencionados anteriormente.
El dispositivo inventado cuenta con todos los elementos para satisfacer condiciones de cultivos con un estatus sanitario superior a lo existente. Todo este sistema está configurado para ser comandado por un software. De hecho, una vez obtenidas la frecuencia y el ciclo de trabajo deseados, se debe excitar convenientemente a un diodo emisor de luz, o LED. La frecuencia de emisión de los diodos puede estar en el rango de longitudes de ondas de aproximadamente 400 a 800 nm, preferentemente, utilizando longitudes de ondas seleccionadas que incluyen a 450 nm. La energía es suministrada por cualquier medio, es parte de esta invención un sistema de acumulación de energía autónomo.
Si bien es cierto la invención encuentra sus principales aplicaciones en el área agrícola, ya que con éste dispositivo se cuenta con un método para aumentar la producción hortofrutícola, y el control de phytopatógenos con ello se aumentan considerablemente los ingresos, no es de exclusiva aplicación agrícola, existen otras aplicaciones predilectas para esta tecnología en diversas áreas de interés industrial. Visto de esta manera, la invención es un método orientado al control de plagas y enfermedades en cultivos hortícolas y de control de patógenos, así como también para el control de plagas como aquellas generadas por bacterias, hongos y/o insectos.
La invención genera un producto que al ser utilizado en forma eficiente genera cultivos limpios sin la necesidad de utilizar agentes de control biológico y químicos. En efecto, los productos derivados de la aplicación del método de la presente invención son de mayor calidad y mayor cantidad, ya que al encontrarse con los enemigos naturales se inhiben el desarrollo de éstos. Además, se mejoran las condiciones de producción, crecimiento e incremento efectivo en la explotación de los productos.
Otra ventaja del dispositivo inventado, es que es de fácil operación e instalación. Efectivamente, otra favorable cualidad de la invención está relacionada con su instalación, ya que se puede instalar o retirar fácilmente sin necesidad de abrir o mover e instalar otras aparatosas y grandes estructuras, ya que su diseño se ajusta, esto incluye las medidas clásicas y las más avanzadas.
En el estado de la técnica no es conocido antecedente alguno que comparta o se comporte con las especiales características del objeto de esta invención. Los dispositivos tradicionales son módulos conocidos y se comportan solamente como una luz artificial y los más sofisticados son artefactos para iluminación secuencial, el sistema inventado permite esto, además el desarrollo diferencial. Es un hecho que la presente invención tiene otro propósito.
Uno de los aspectos más notables de esta invención consiste en que ahora se puede fácilmente controlar y mantener la sanidad agrícola, en forma rápida y sencilla. Por otro lado, las estadísticas indican que existe una superficie creciente de huertos comerciales, los que son sensibles a enfermedades y además necesitan de este tipo de dispositivos para aumentar sus rendimientos. Con esta invención se superan éste y otras problemáticas persistentes en el arte.
En efecto, con esta invención se ha dado solución a un problema contingente en el área técnica y se ha incorporado tecnología que permite controlar enfermedades y plagas en frutales, en fanerógamas y en cualquier cultivo vegetal en sus primeros y más críticos estados, generando una mayor posibilidad de negocio para el sector. En este sentido, la utilización de la invención implica un valor agregado, lo que permite obtener una mayor rentabilidad del negocio.
Descrita suficientemente la invención, debe hacerse constar que podrán ser variables los materiales con lo que se construyan los módulos y sus accesorios, así como todos los demás detalles accesorios que no modifiquen ni desvirtúen la esencialidad que es objeto de las reivindicaciones.
Ejemplo de aplicación.
El ejemplo que se describe a continuación es una las posibles realizaciones preferidas de la invención y no debe ser considerado como limitativos del invento, sólo presenta un detalle ilustrativo concreto, con detalles y se encuentran dentro del alcance de la presente invención, ya que son posibles muchas variantes sin apartarse del espíritu y alcance del sistema inventado. Ejemplo N° 1 : Construcción del equipo.
Efecto del sistema optoelectrónico en el mejoramiento del estatus fitosanitario de un cultivo en presencia de patógenos, para ello se ha construido un equipo de la invención es cual está constituido por las partes que se detallan en la tabla 1 y las figuras 1 , 2 y 3. Posteriormente dicho equipo fue sometido un mismo cultivo de vegetales en 4 tratamientos distintos, más un tratamiento combinado que mezcla característica de los anteriores y un tratamiento control de modo de evaluar su desempeño.
La Tabla N° 1 describe la arquitectura de equipo construido:
Detalles de
Número de parte Descripción Cantidad los módulos
LDM-TEI-PIC-16F877A Tarjeta electrónica microcontrolador PIC 1
Set de accesorios de montaje de fuente de
LDM-00100-M1 LDM-SAM-PIC-16F877A
poder
LDM-SCI-PIC-16F877A Set de cables interconexión tarjetas PIC 1
LDM-FP-200W24-PO Fuente de poder 220VAC/24VCD-200W
LDM-00100-M2
Set de accesorios de montaje de fuente de
LDM-SAN-FP200W24-PO
poder 1 LDM-SCI-FP200W24-PO Set de cables interconexión fuente de poder 1
LDM-BAT-12VI BAM-RIT Batería 12VCD-18AM Gel Sellada 2
LDM-SAM-BAT-1218H Set de accesorios de montaje de batería 2
LDM-SCI-BAT-1218AM Set de cables de interconexión baterías 1
LDM-TEI-PROG-RV-100 Tarjeta de potencia de 4 canales de salida
LDM-00100-M3 LDM-SAM-TEI-PROG-RV-
Set de accesorios de montaje de tarjeta
100
LDM-SCI-TEI-POT-4CH Set de cables interconexión de tarjeta
LDM-TEI-POT-4CH Tarjeta de potencia 4 canales de salida
LD -00100-M4
LDM-SAM-TEI-POT-4CH Set de accesorios de montaje de tarjeta 1
LDM-SCI-TEI-POT-4CH Set de cables de interconexión de tarjeta 1
LDM-BLSF30R-12 Barra LED superior encapsulada en resina
LDM-SAM-PARR-BLSF-S Estructura montaje de parrilla 5 barras LED 1
LDM-00100-M5
(1 PARRILLA) Set de cables interconexión parrilla de 5
LDM-SCI-PARR-5
barras
LDM-SAM-BLSF30R-5 Set de accesorios de montaje de barra LED
LDM-SCI-BLSF30R-5 Set de cables de interconexión de barra LED 1
LDM-GAB-504022-FE-IP65 Gabinete de fierro 500-4000 220 IP65
LDM-CMP-GAB-FE Chapa cierre plástica exterior
LDM-001006
LDM-PMI-GAB-504022 Placa de montaje interior gabinete 504022 1
LDM-SAM-GABFE-IP65 Set de accesorios de montaje de gabinete 1
LDM-SCI-GABFE-IP65 Set de cables cierre de protección interior 1
LDM-00100-M7 LDM-SME-GAB-504022-FE Set de material embalaje gabinete
LD -00100-M8 LDM-SME-PARR-BLFF-5 Set de material embalaje parrilla
1 Ejemplo N°2: Puesta a punto y preparación del equipo.
Luego de construir el equipo, se determinó la manera de operar. Para ello, se determinó la distribución espectral con la longitud de onda dominante, siendo esta dominante =λ 610 nm. (Como muestra la figura 4), luego de determinar la longitud de onda el equipo se estableció el diagrama de radiación de acuerdo a óptica de 30° de LED (Figura 5). De hecho, en la figura 2 se muestra el tipo de LED utilizado para la arquitectura del equipo, el cual correspondió al LED de amplitud media de 30°. Una vez elegido el tipo de LED, se procedió a determinar la distribución espectral con el equipo, en la figura 7 se observa la gráfica de la distribución espectral del LED medio, en donde se observa un peak cuando la longitud de onda (λ), es igual a 630nm, siendo la apertura espectral caratulada como λ1 y X2, las cuales presentan una amplitud de 10 nm respectivamente en relación al punto máximo de amplitud de 630nm. Es decir, en el equipo inventado, con el LED utilizado la distribución espectral se encuentra entre 620 y 640nm. En consecuencia, según este ensayo los resultados se pueden observar que las figuras 4 y 7 señalan el comportamiento de la distribución espectral de la emisión con un con peak a 610nm según la intensidad v/s el tiempo y de 630nm considerando la distribución espectral.
Con estos datos en el equipo inventado se deseo realizar un diagrama de la corriente v/s el voltaje aplicado al LED, el cual se puede visualizar en la figura N°8, en la que se puede ver la radiación relativa del equipo, concluyendo que existe un comportamiento distinto de la corriente al aplicar un voltaje determinado. Esto significa que existió un voltaje mínimo de conducción de corriente a través de los LED adoptados en esta arquitectura. Si se aplica en forma sucesiva un voltaje y luego se retira, se tendrá que pasar necesariamente por la barrera del voltaje mínimo del LED, de manera que circule la corriente y el LED emita la luz en las frecuencias propias de los materiales que conforman específicamente su construcción y que deseábamos obtener a través de una particular arquitectura del equipo inventado.
Así en la figura 9, se determinó el comportamiento del sistema según diferentes corrientes, para ello se evaluó la intensidad de la radiación del LED a, con los resultados podemos concluir que la intensidad de la radiación es proporcional a la cantidad de corriente que circula por el LED. La figura 10 muestra lo sucedido cuando al LED se le aplicó energía en forma continua en donde se evidencia que existe una longitud de onda de 550 nm que es fundamental.
De lo anterior se desprendía la existencia de una zona de trabajo del LED; la figura 8 muestra esta interacción en forma empírica. De hecho, las existencias de zonas comportamiento del LED fueron evidenciadas en el ensayo de la figura 5.
Así, en la experiencia realizada en la figura 8 se observa el voltaje aplicado en forma permanente al LED, esto generó 3 zonas, en donde; la zona 1 exhibida en la emisión de luz (antes del voltaje mínimo de circulación de corriente) y otra zona 2 distinta de la anterior, que correspondió al tiempo que dura el incremento de corriente partiendo desde el valor inmediatamente anterior al voltaje de circulación de corriente hasta el nivel de corriente de trabajo. Finalmente, se logró establecer una tercera zona (zona 3) de trabajo del LED, una vez que se encuentra aplicado el voltaje en forma continua y estabilizada. De lo anterior y según la arquitectura del equipo inventado podemos concluir que:
La Zona 1 comprendió la aplicación de un voltaje mínimo sin embargo no hay circulación de corriente.
La Zona 2 Se aplicó un voltaje superior a la barrera mínima, por lo tanto se produjo un incremento de la corriente en forma muy rápida y el LED comenzó a emitir luz.
La Zona 3 comprendió cuando el LED se encontró estabilizado en voltaje y corriente, emitió luz de características propias de su construcción.
El estudiar la zona 2, nos dimos cuenta que es una zona de inestabilidades, desde el punto de vista del comportamiento del LED y la circulación de corriente a través del mismo, ya que la zona 2 es una zona de transición .Al aplicar un voltaje y lo retiramos (como en la figura 6) tan pronto el LED alcanza la zona 3, evidenciamos lo que se manifestó en la figura 11 , 12 y 13.
Como se observa en la figura 12, se aplicó un pulso de voltaje al LED y lo retiramos, generando la gráfica de voltaje v/s el tiempo de la figura 6, alcanzando la zona 3. El ensayo siguiente fue determinar el comportamiento del LED respecto a la corriente, midiendo el voltaje, encontrándose que la corriente se incrementó llegando a un máximo y luego disminuyó a cero. Respecto de la emisión de Luz, esta se gráfico en la figura N°8, en la cual se estudió la emisión de la luz a este pulso de voltaje produciendo un notable comportamiento de la longitudes de ondas obtenidas, como muestra la figura 8. Se realizó la misma operación, sin embargo aplicando un escalón negativo (voltaje aplicado en la zona 3), y lo retiramos pasando a la zona 1 , obteniéndose:
La figura 9 bajo las condiciones anteriormente descritas muestra el comportamiento obtenido del voltaje v/s el tiempo,
La figura 10 muestra el comportamiento de la corriente v/s el tiempo, bajo las mismas condiciones de la gráfica 9, y
La figura 11 exhibe el comportamiento del LED en el equipo inventado si se determina la intensidad de la emisión en el tiempo.
Se pudo observar entonces una zona específica de inestabilidad durante la transición de las zonas 1 y 2; así como de la zona 3 a la zona 1 (pasando por la zona 2). Lo anterior significó que cuando se aplica un tren de pulsos de voltaje lo suficientemente corto (en tiempo) de, manera de lograr trabajar solamente con las transiciones de las zonas 1 a 2 y 2 a 1. se observa una zona específica de inestabilidad durante la transición de las zonas 1 y 2; así como de la zona 3 a la zona 1 (pasando por la zona 2). Lo anterior, significó que si se aplica un tren de pulsos de voltaje lo suficientemente corto (en tiempo) de manera de lograr trabajar solamente con las transiciones de las zonas 1 a 2 y 2 a 1 , se evidenciaría lo que gráfica en los resultados obtenidos en los ensayos de las figuras 12 a 15.
En el grupo de gráficas 12 a 15 se ensayo el comportamiento del LED en el equipo inventado bajo una nueva influencia de tren de voltajes cortos en tiempos, de tal forma de evaluar diferentes parámetros, considerando siempre las transiciones de las zonas de interés, en otras palabras se estudió las transiciones de las zonas 1 a 2 y 3 a 1. Las figuras 14 y 15 evidenciaron respectivamente las formas de la emisión. La figuras 12 a 15 muestran: figura 12 (voltaje vs tiempo), figura 13 (corriente vs tiempo), figura 14 (emisión relativa vs tiempo) y figura 15 (voltaje en LED vs tiempo). Luego se deseó averiguar el comportamiento del LED si se aplicaba las mismas condiciones pero con un pulso negativo. En otras palabras pulsos de voltajes cortos en tiempos, pero voltajes negativos. La Figura 16 muestra la gráfica de voltaje v/s el tiempo y la figura 17 exhibe la gráfica de corriente vs tiempo.
De lo anterior, se obtuvo la emisión de luz por parte del LED exhibió la forma que se muestra en la figura 18, que evidencia la intensidad v/s tiempo. Debemos enfatizar que la figura 18, indica la presencia de emisión de luz no la frecuencia propia de la luz emitida. Del planteamiento anterior debemos aclarar las diferentes frecuencias y formas longitudes de onda involucradas. • Frecuencia de emisión de LED (luz emitida a x nanómetros) y propia de la construcción de cada LED
• Frecuencia de disparo del LED1 (fig 6) para trabajar solo en la zona inestable de corriente (zona 1 a zona 2 a la zona 1)
· Frecuencia de disparo del LED2 (fig 16) para trabajar en la zona 3 a la zona 2 y a la zona 1
Con estos antecedentes se evidenció que existe un tiempo crítico o denominado tiempo "t1", en la figura 6 se demostró, de hecho durante el cual el LED ve que se le ha aplicado un voltaje. De la misma forma en la figura 9, se puede afirmar que existe un tiempo "t2", durante el cual el LED nota que le han aplicado un voltaje. De lo anterior, se dedujo que si se aumentaba el tiempo t1 hasta el valor de t2, tendríamos un ciclo de emisión completo del LED.
Esto comprendió diseñar una arquitectura particular de un equipo que permitiera pasar de la zona 1 a la zona 2 a la zona 3 a la zona 2 a la zona 1 , con una aplicación de voitaje solo dei tiempo t1.
Para ello se diseño un módulo para aplicar un voltaje de la forma que el tiempo de aplicación del voltaje siempre fue "t1", pero modulando el tiempo de no aplicación, se gráfico los datos obtenidos y se muestran en la figura 19.
Lo que se logró bajo este criterio de trabajo se acredita en la figura 19, que no es otra cosa que fue trabajar solo en la zona de inestabilidad de corriente por el LED, obteniendo un tipo de emisión de luz diferente a la observada en la figura 3, es decir, si en la figura 3 se exhibió la distribución característica de emisión espectral de un
LED, con este ensayo se consiguió algo nuevo, del punto de vista espectral.
Adicionalmente, se observó que el tiempo de descanso (es decir el tiempo en que no se aplica voltaje al LED) es variable en el tiempo, en otras palabras el equipo inventado logra un tipo de modulación la cual genera un tipo de emisión muy particular.
De la misma forma mencionada anteriormente, se aplicó una forma de voltaje tal que el tiempo de emisión al LED muestre, básicamente, una transición desde la zona 1 a la zona 2; luego a la zona 3 y posteriormente desde la zona 3 a la zona 2 a la zona 1 ; pero con una mayor permanencia en la zona3, así logramos que el tiempo de aplicación fue solo "t2". Aspecto ensayado como lo indica los resultados graficados en la figura 20, donde el valor de "ti" (tiempo de descanso o de no aplicación de voltaje es variable), de hecho la Figura 20 gráfica el Voltaje vs tiempo bajo esta nueva modalidad de uso de LED según la arquitectura del equipo inventado. Asimismo, la figura 21 muestra el comportamiento de LED bajo las mismas condiciones en relación al voltaje y el tiempo de exposición. En la figura N°22 se exhiben los resultados graficados según el comportamiento del LED respecto del voltaje v/s el tiempo, bajo la modalidad de tiempo de descanso variable según la modulación M1.
Para todo t2 corresponde al valor máximo de voltaje v2 durante el tiempo t2 (tiempo t2 es fijo). En el caso de la figura 21 y 22 en donde se señala el tiempo "i2n", correspondió al tiempo de descanso variable (modulación 2, m2). Mientras que para el caso de t1 correspondió al valor máximo de voltaje (v1) durante el tiempo t1 , el tiempo t1 es fijo. El tiempo de descanso variable fue caratulado como "i1n" (modulación 1 , m1). Entonces de los resultados obtenidos de la arquitectura del equipo, y los nuevos parámetros evaluados y cuyos resultados expresados en las figuras 21 y 22, se vio que la cantidad de energía suministrada al LED se encontró en el área bajo la curva (área sombreada).
Dado que "i1n" e "i2n" son variables en el tiempo de acuerdo a una modulación de este ejemplo, los inventores superpusieron e idearon una nueva forma de concebir el funcionamiento del equipo, así se sumaron la energía de la figura 21 más la energía de la figura 22, y se obtuvo la suma generando una nueva variable de acuerdo al punto específico de la modulación 1 y la modulación 2. En la figura 23, se observa en este ejemplo de la suma para las figuras 1 y 2 en un tiempo específico (período Tx). La Figura 23 muestra la corriente que se aplica en el LED producto de t1m1 + t2m2.
Es preciso tener en mente que la zona inestable de trabajo para el LED correspondió a una t1 menor que la zona 2. De la figura anterior, que corresponde a la corriente que circulará por el LED en función del tiempo, podemos fácilmente comprender que la forma de emisión de luz del LED será similar a la de su corriente circulando por el. Por lo tanto, las figuras 13, 14, 15 se puede concluir que la emisión relativa y espectros a emitir por el LED. Ejemplo N°3: Método de trabajo del equipo y resultados de los ensayos con plántulas de tomates.
La evaluación fue realizada bajo condiciones de invernadero básicamente en dos etapas: a) prospectiva y b) estandarizada. La primera modalidad de evaluación estuvo dirigida a encontrar el efecto y sus características sobre las plantas en cultivo así como buscó encontrar el rango de operación para la generación y emisión de pulsos lumínicos, tiempo y frecuencias específicas.
En la evaluación se utilizaron criterios agronómicos para estimar y codificar las características distintivas visuales de las plantas y distintos niveles dentro de cada atributo. Se mencionan a continuación:
Color de la planta
Forma de la planta
Número de plantas / bandejas contaminadas
Número de hojas / plantas contaminadas
Color de la planta
Forma de la Planta N° de plantas / hojas contaminadas.
1= 1 planta / hoja
2= 2 plantas / hojas
X= X plantas / hojas
Al término de la experiencia el resultado mostró claramente que las plantas no fueron infectadas o dicho de otra manera la infección no se propagó en forma significativa. Lo anterior se evidenció en plantas que fueron irradiadas en desmedro de las que no fueron sometidas a tratamiento.
Descripción del método de tratamiento:
El modelo de plantación fue el siguiente, se indica la nomenclatura:
Color de la planta Normal
Forma de la planta Superior a lo normal
Plantas contaminadas bandejas 5 N° Total de hojas contaminadas 12
Los ensayos realizados acorde al modelo precedente:
Tabla N°2 ensayos realizados en el periodo comprendido entre 15.01.10 y el 28.01.10
N° 15- 19-ene- 20-ene- 21-ene- 22-ene- 25-ene- 26-ene-10 27-ene- 28-ene-
BANDEJA ene- 10 10 10 10 10 10 10
10
m1 81 92 92 92 92 93 297 297 100
2 100 115 115 115 115 118 118 118 120
3 97 102 102 102 102 102 102 108 113
4 75 98 89 89 89 89 89 89 93
5 52 55 55 55 55 55 55 55 59
6 60 62 62 62 62 62 62 62 65
7 9 50 50 50 50 50 50 50 56
8 110 151 151 151 151 151 151 151 155
9 63 90 90 90 90 100 100 100 100
10 88 118 118 118 113 115 118 118 120
11 80 123 23 123 123 123 123 123 125
12 80 90 90 90 90 92 92 92 95
13 38 38 38 38 38 40 40 40 40
14 10 10 10 10 20 22 22 22 22
943 1194 1185 1185 1190 1212 1419 1425 1263 Tabla N° 3 Evaluación y análisis final del sistema inmune las muestras control sometidas a irradiaciones con el dispositivo de la invención.
En la tabla anterior (tabla N° 3) se puede observar las distintas mediciones realizadas sobre el material vegetal de plantas de tomate. Para ello se tomaron una cantidad conocida de hojas obtenidas desde el follaje de plantas sometidas a los distintos tratamientos y analizadas en sus contenidos relativos de clorofila A, clorofila B, polifenoles y antocianinas. El objetivo de la evaluación fue medir los cambios en los contenidos de estos marcadores bioquímicos correspondientes a complejos antioxidantes o sistema de defensa de la planta.
El objetivo fue estudiar el comportamiento de la planta y la posible activación de este sistema protección antioxidante frente a un determinado tratamiento, ya que es bien sabido que estos sistemas de defensa basado en moléculas antioxidantes son activados frente a determinados estímulos tanto físicos como biológicos.
Los resultados permiten afirmar que los distintos tratamientos gatillan la expresión de una respuesta o producción de moléculas antioxidantes por unidad de masa de materia vegetal en forma diferencial. Es así como en el tratamiento testigo tenemos una baja producción de moléculas antioxidantes lo que cambia a medida que se aplican los distintos tratamientos de irradiación. Los distintos tratamientos y sus combinaciones para irradiar las plantas presentan un óptimo en el tratamiento MIX que produce como respuestas los mayores valores en ¡a cantidad relativa de compuestos antioxidantes.
Lo anterior permite afirmar que el tratamiento representa un tratamiento y combinación óptima de radiación que permite promover un estatus fitosanitario superior e inesperado, no reconocido como tal en plantas que se encuentran en condiciones normales en invernadero. Los resultados permiten afirmar el sistema optoelectrónico puede promover e inducir la expresión de un sistema de protección bioquímica y desde luego el aumento del estatus fitosanitario frente a enfermedades propias del cultivo en invernadero.
Next Patent: METHOD FOR ASSEMBLING PARTS HAVING FLAT SURFACES FOR THE PRODUCTION OF HOUSEHOLD FURNITURE