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1. WO2011012748 - THREE-DIMENSIONAL SUSTAINABLE PLANT COVERAGE STRUCTURE

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[ ES ]

Estructura tridimensional de cubierta vegetal sostenible . Sector de la técnica

La presente invención se enmarca en la hidroponía y cultivo sin suelo aplicado a la jardinería moderna en las edificaciones sostenibles , más concretamente se refiere la creación de una unidad de cultivo diseñada y construida que permite la superposición e independencia del resto de unidades en fertirriego y recogida de los drenajes, es decir es autónoma y mimetizada con el entorno donde está ubicada.

Se encuadra en la Clasificación Europea de Patentes: A01G9/02C (N: Pots for vertical horticulture ; Multitiered planters) ; E04C1/39B (N: for claustra, fences, planting walls) . Clasificación Internacional de Patentes (Octava edición) A01G 9/00 Cultivo de flores, verduras o arroz en recipientes, camas o invernaderos, A01G 9/02 Recipientes, p. ej. macetas o jardineras; Vasos para el cultivo de flores; E04C 1/00 Elementos de construcción en forma de bloques o cualquier otra para la construcción de partes de edificios; E04C 1/39 caracterizados por las adaptaciones particulares, p. ej . servir para emplazamiento de conductos, para formar frisos, cornisas o repisas, para anclar las armaduras o bastidores de las puertas, para cerramientos.

Estado de la técnica

La humanidad desde los habitáculos del Neolítico ha modificado su entorno para hacerlas mas habitables y confortables, en ellos ha incluido la jardinería clásica.

Los cultivos sin suelo e hidroponia han contribuido a mejorar la técnica ornamentación, habitabilidad a través de esta jardinería más moderna. Extraer los beneficios de acondicionamiento estético y de clima a través de las plantas en vivienda y espacios públicos es una adecuada decisión (Julián Briz Escribano y Isabel de Felipe. 2004, Incorporación de la naturaleza en cada rincón de la ciudad: Naturación urbana. Arquitectura y Paisaje, 120: 12-19; Julián Briz Escribano, 2004. Naturación urbana: cubiertas ecológicas y mejora medioambiental. Ed. Mundi-Prensa.pg 396). Pero ha de hacerse con una adecuada infraestructura, con un gasto ponderado y un mínimo riesgo fitosanitario en las construcciones tridimensionales que se están realizando.

Eleftheria Alexandri y Phil Jones (2007 y 2008) (Temperature decreases in an urban canyon due to green walls and green roofs in diverse climates Building and Environment, 43:480-493; Developing a one-dimensional heat and mass transfer algorithm for describing the effect of green roofs on the built environment: Comparison with experimental results, Building and Environment, 42:2007:2835-2849) han hecho una revisión exhaustivas de las ventajas de la habitabilidad y el control climático de los edificios con cubiertas vegetales, las llamadas cubiertas ecológicas y paredes vegetales en las obras civiles, determinando sus ventajas .

Para la realización de estas construcciones tridimensionales se han considerado múltiples posibilidades tomando como modelo la naturaleza. Algunas de ellas parten de simples bloques entre cuyos huecos se ubican las plantas William B. Dawson en 1999 (Plantable reatining wall block, United States Patent n° 5,913,790), que posteriormente mejora el anclaje para sujetar la pared Michael E. Woolford y Dick J. Sievert en 2001 (Composite Masonry block, United States Patent n° 5, 913,790) .

El siguiente paso tecnológico se realiza en las paredes verticales cubriéndola con una cubierta verde. Para ello se han desarrollado diversos modelos, el mas avanzado tecnológicamente y similar al de la presente invención son las patentadas por Andrew Getting et al. en el 2006 (Andrew Getting, Ronald A. Yokubison, David F. Smith, Charlie M. Graves, Troy D. Mohr, Thayne B. Hanney, Joseph M. Ure. United States Patent n°20060285920 Al), Tribel Francois (Tribel Francois 2009. Patente FR2857396) y SOPREMA 2009 (Patente ES2300049T3) , estas patentes resuelven esencialmente dos consideraciones distintas: 1. Que el sustrato contenido en la unidad de cultivo no se mueva en el sentido vertical (la última incorpora también aireación forzada) y se pierda por gravedad, quedando retenido y a disposición de las raices de las plantas de cada unidad o alveolo radical, pero el sustrato por la cara donde se implantan la vegetación puede ser manipulada por el observador, teniendo el observador incluso la posibilidad de retirar parte de la vegetación. En la presente invención las plantas se establecen por agujeros mucho menores que el alveolo final donde se produce el trasplante o ubicación de las plantas. Por lo que se evita, no solo la calda lateral del sustrato y extracción de las plantas individualmente por el observador. La unidad de cultivo solo presenta tres espacios internos idénticos o cavidades. Estos están interconectados entres si, donde las plantas pueden ubicar sus raices y a su vez puede fluir el aire y los líquidos de riego y fertirriego. Siendo esta la principal diferencia en este aspecto frente a las citadas patentes. 2. Las anteriores patentes también resuelve como anclar la unidad de cultivo a los elementos arquitectónicos. Pero en estos modelos de las patentes, no se permite el giro de la unidad de cultivo 180° sobre el plano de observación (que es el mismo del dosel vegetal) . Y cada unidad puede ser retirada individualmente con el simple descolgado de las mismas sobre sus puntos de anclaje. En la invención aquí descrita una vez sacada de su punto de anclaje se puede girar sobre sí misma 180° en el plano del dosel vegetal. Una vez cada unidad dispuesta sobre sus carriles de sujeción, y sobre los que se puede correr horizontalmente, los puntos de anclaje hace que no sea posible el movimiento desde el plano del dosel vegetal hacia el observado por tracción, es decir que nos está permitido el movimiento perpendicular al dosel vegetal de la unidad de cultivo, con lo cual se evita su manipulación o sustracción.

Lo que no resuelve las patentes anteriores mencionadas es evitar que los drenajes pasen de una unidad a otra con el consiguiente riesgo fitosanitario, siendo esta su principal limitación. Por lo que es posible la transmisión de enfermedades del aparato radical por el sistema de fertirrigación de una a otra unidad. No resuelve la recogida individual del drenaje y por tanto la fuente de contaminación y el consiguiente riesgo fitosanitario, que hace que las unidades tengan que reponerse frecuentemente por enfermedad de las plantas. Algunas patentes descritas individualizan el riego de cada módulo de forma independiente, aunque da a cada uno de ellos siempre una dotación de riego fija. En la invención presente se permite dar a cada unidad o modulo una dotación de riego distintas elegida por el operario en función de sus intereses. Y por tanto se permita la posibilidad de mezclas de plantas y vegetación con distintos requerimientos de consumo de agua.

El sistema objeto de patente presentado reúne las ventajas de los anteriores, pero además evita la sustracciones (la manipulación por el observador) , y es fácil de montar y resuelve la individualización de cada unidad de cultivo en: fertirriego los objetos de patente proporciona un diseño mejorado de unidad de cultivo y la instalación y su construcción con materiales reciclados.

Descripción de la invención

Se ha diseñado y construido unas unidades modulares para la realización de cubiertas vegetales, aparentemente forman una superficie única donde solo se ve un área continua de dosel vegetal inaccesible a la superficie que constituye la raices de la planta y el sistema de fertirriego y drenaje, quedando fuera de la vista del observador .

El problema que se plantea al cubrir una superficie tridimensional con vegetación es que en ésta, en la parte de la raíz, termina habiendo una continuidad en el fertirriego, si su evacuación no se independiza por módulos. En la invención aqui descrita los módulos individuales (Figura 1) se independizan de manera que cada unidad se comporta de forma autónoma, y por tanto no se pueden transmitir los problemas fitosanitarios radicales de una a otra unidad. El tamaño de cada unidad es determinado por la capacidad de los operarios en el montaje a varios metros del suelo, y de su transporte al lugar de emplazamiento. La superposición de los módulos cierra la superficie cubierta por la vegetación de forma que el observador solo ve una superficie totalmente revestida de la vegetación seleccionada, con una o varias especies vegetales coexistiendo, y donde no se puede extraer ni los módulos en si, ni los elementos de anclaje, fertirriego y drenaje (evita las sustracciones) . La unidad posee una cara ventral donde se instalan las plantas y una cara dorsal que permite el drenaje de las mismas y su anclaje a la pared que lo soporta. La cara superior sirve para la entrada del fertirriego. Sobre la pared se instala: (Figura 2) los elementos de sujeción de los ganchos de la unidad, los elementos de la inyección de la solución nutritiva, y la instalación de recogida de los drenajes. Se aplica a toda la arquitectura actual eficiente energéticamente y de aspecto medio ambientalmente sostenible.

Descripción detallada de la invención

Una materialización del sistema podría ser la siguiente: un sistema formado por dos secciones: parte A y parte B.

Parte A. La unidad de cultivo individual modular (UCIM) (Figura 1) es independiente y permite contactar entre sí. Es un paralepípedo cerrado, formada por caras o superficies continuas. Las medidas medias son 60 x 40 x 8 cm. , mientras que la variación de las unidades de cultivo se construye con un ± 10%. En el caso de los 8 cm podrá ser también según el caso 6 o 4 cm.

La UCIM se fabrica con materiales plásticos reciclados y reciclables. Su cara ventral (1) es la parte que agujereada sirve para ubicar las plantas que serán trasplantada una vez crecida. El número de orificios (2) será variable entre 9 y 27 huecos de 3 a 6 cm. de diámetros y dispuestos al tresbolillo. Las plantas transplantadas se introducen por estos agujeros. Las dos caras verticales solidarias a la cara ventral no están perforadas (3) . La cara ventral es abatible y permite el llenado con sustrato el interior de la UCIM. Una vez llena se cierra herméticamente y está dispuesta para recibir el transplante. Los huecos o agujeros son menores que la superficie del alveolo, por lo que la vegetación disponen de una superficie mayor y una menos posibilidad de perder sustrato que su posición vertical facilita la pérdida por gravedad de este, o bien que se intente por una manipulación inadecuada del observador.

La cara dorsal (4) presenta dos tipos elementos. Los elementos relacionado con los orificios de drenaje (5) (2 cm. de diámetro) coincidiendo con los 4 extremos de esa cara. Los dos dispuestos en los puntos topográficos, más bajo son los que corresponden a los puntos de drenaje del fertirriego. Los otros dos solo son funcionales cuando la UCIM es girada 180°. Los segundos elementos son ganchos dobles (6) cuya función es: rápida instalación en lugar definitivo, mantener la unidad sujeta a la estructura de edificación, permite el giro de la UCIM, a la vez que evita la manipulación por el observador.

La cara superior (7) está perforada con 4 orificios de equidistante (0,5 -1 cm. de diámetro). Estos sirven para la entrada de fertirriego desde un gotero autocompensante y antidrenante .

Internamente la UCIM está conformada por dos tabiques completos paralelos a la cara superior e inferior, dispuestos de forma que el espacio del interior de la UCIM son tres volúmenes idénticos (9) . Estos presentan perforaciones que permiten el flujo del fertirriego por gravedad de 1-2 cm de diámetros (10) .

Parte B. Esta es solidaria a la pared o estructura tridimensional sobre la que se realiza la cubierta vegetal (Figura 2) . Unidad complementaria para el anclaje, fertirrigación y drenaje de las UCIMs. Consiste en tres partes independientes. La primera es la que recibe los ganchos dobles de las UCIMs y que está diseñado como barras paralelas dobles a 10 cm. entre si (11) y que recogen los anclajes, que Tiene por fin asegurar el peso de la UCIM, el número de barras de sujeción el función de estas unidades en vertical. Los ganchos dobles tienen como fin que la UCIM pueda girar sobre si misma en un plano 180° y sigua en su misma posición, permitiendo a la vegetación reorientarse, según el deseo del operario.

El segundo componente es la unidad de fertirrigación . Consiste en una red de fertirriego formado por tuberías primarias (12), secundarias (13) y gotero (14). El número de tuberías portagoteros (secundarias) es igual al número de fila de UCIMs. Y el número de gotero es igual al número de UCIMs. De cada gotero autocompensante y antidrenante salen cuatro microtubos que terminan en los respectivos orificios de la cara superior de la UCIM correspondiente. Al haber un gotero por cada UCIM, este será opcional entre los existentes en el mercado de 2 a 8 Litros/hora, con lo que se podrá elegir una dotación (volumen) de fertirriego en función de las necesidades de cada UCIM.

El tercer componente es la red de drenaje (15) que consiste en tubos de baja presión en un número que corresponde a la mitad de las columnas de UCIMs. Estos poseen boquillas receptoras (16) que ajustan herméticamente a una tubería flexible de silicona que conecta con los orificios inferiores de evacuación de las UCIMs. El número de boquillas receptoras o colectoras es equivalente al doble de UCIMs. Entre la entrada desde el gotero y sus correspondientes salidas (dos) se establece un circuito tal que es un sistema autónomo y cerrado por cada UCIM, sin que exista en ningún momento contacto entre el riego y fertirriego de cada UCIM con ninguna otra. Consecuentemente no hay posibilidad de transmisión de enfermedad por las raíces de cada UCIM que quedan aislada totalmente (no hay contacto entre los distintos sistemas de sus raíces) .

Este diseño se aplica a toda la arquitectura actual eficiente energéticamente y de aspecto medio ambientalmente sostenible y es construido con materiales en cuyo proceso de fabricación y reciclado final se minimiza el impacto ambiental.

Breve descripción de los dibujos

Figura 1: Unidad de cultivo individual modular (UCIM) que consta de un cerramiento compuesto de:

1. Cara superior e inferior iguales entre si.

2. Dos caras laterales iguales entre si y cerradas

3. Una cara ventral y otra dorsal con distinta estructura Figura 2: Estructura tridimensional que consta de tres infraestructuras independientes entre si:

1. El anclaje de sujeción de las unidades de cultivo individual .

2. La infraestructura de fertirrigación .

3. La infraestructura de recogida de los drenajes: red de drenaj e .

Descripción de una realización preferida

A continuación se ilustrará el uso de la invención mediante un experimento que se detalla según la tabla adjunta y que pone de manifiesto la efectividad del procedimiento de la invención. La aplicación descrita se ejemplifica con el experimento según los detalles de la tabla adjunta y que describe las fases del experimento con Thymus citriodorus cv albo variegata y Rosmarinus officinales se cuantificó con tratamiento de imagen, de forma que se cuantificaba el crecimiento vegetal (cobertura vegetal) sobre la superficie considerara de las UCIM, para ello se uso el programa IDRISI 32® (IDRISI. 2006. IDRISI Andes V32. Clark Labs, Clark University 950 Main Street, Worcester MA 01610-1477 USA) .

Para ello se utilizó la media de cuatro unidades de cada uno de los cultivos ejemplo.

Se comprueba que en este experimento después del dia 70 se produce una cobertura total de la pared.