SISTEMA DE IRRIGAÇÃO
[0001] A presente invenção se refere a um equipamento de irrigação de campo e, em particular, a um sistema de irrigação de gotejamento que fornece substancialmente água apenas para as plantas no campo enquanto reduz a quantidade de água perdida pela evaporação.
[0002] A irrigação na agricultura é um importante fator na produtividade de uma colheita. Ao controlar a irrigação, condições de crescimento mais otimizadas podem ser criadas e mantidas, deste modo aumentando a produção da colheita em uma dada quantidade de terra. A irrigação é alcançada a um preço, requerendo equipamentos de irrigação e água para suprir o equipamento de irrigação. Em algumas partes do mundo a água disponível é pouca, então é vantajoso utilizar recursos de água disponíveis da melhor maneira conservadora e de custo-benefício possível.
[0003] A irrigação de solos que não suportam diretamente o crescimento das plantas é um desperdício de água. Outras formas de perda incluem a evaporação, a qual varia dependendo do clima, temperatura e umidade relativa. Em regiões áridas, essas perdas são substanciais, causando a elevação dos custos de irrigação e por fim os custos da comida.
[0004] Além disso, em muitas regiões do mundo, a quantidade de umidade coincidente, como o orvalho e a chuva, que ocorre naturalmente é suficiente para o crescimento das plantas se propriamente direcionada.
[0005] Existe, portanto, a necessidade de um sistema de irrigação que forneça água substancialmente apenas para as plantas da colheita no campo, enquanto reduza a quantidade de água perdida pela evaporação. Sendo um benefício do sistema de irrigação se coletasse e direcionasse a umidade coincidente.
Resumo da invenção [0006] A presente invenção é um sistema de irrigação que fornece água substancialmente apenas às plantas no campo enquanto reduz a quantidade de água perdida pela evaporação.
[0007] De acordo com os ensinamentos da presente invenção é provido um dispositivo de irrigação para uso com um conduto de irrigação de gotejamento para fornecer água a plantas individuais plantadas em fila, o dispositivo de irrigação compreendendo um elemento de distribuição de água configurado com ao menos uma configuração de suporte para sustentar o conduto de irrigação por gotejamento, e uma pluralidade de elementos de direcionamento de água, em que a água emitida pelo conduto de irrigação por gotejamento é coletada pelo elemento de distribuição de água e cada uma da pluralidade de elementos de direcionamento de água direciona a água a um ponto de entrega diferente.
[0008] De acordo com um ensinamento adicional da presente invenção, é provida também uma estrutura de coleta de umidade coincidente.
[0009] De acordo com um ensinamento adicional da presente invenção, o elemento de distribuição de água é configurado para distribuição entre as fileiras de plantas.
[0010] De acordo com um ensinamento adicional da presente invenção, a ao menos uma configuração de suporte para sustentar o conduto de irrigação por gotejamento é configurada substancialmente como uma vala de fluxo de água e a pluralidade de elementos de direcionamento de água são configurados como uma pluralidade de canais de saída inclinados para baixo estendendo lateralmente da vala de fluxo de água, e uma superfície inferior da vala de fluxo de água é configurada com uma pluralidade de pontos altos de forma que um da pluralidade de pontos altos é localizado entre cada uma da pluralidade de canais de saída, e a superfície inferior da vala de fluxo de água é configurada com uma pluralidade de pontos baixos, cada um correspondente a um dos canais de saída de forma que qualquer água dispensada para dentro da vala de fluxo de água entre quaisquer dois pontos altos será direcionada para um dos pontos baixos, e deste modo para um dos canais de saída, localizado entre dois pontos altos.
[0011] De acordo com um ensinamento adicional da presente invenção, uma estrutura de coleta de umidade coincidente é configurada como ao menos uma superfície inclinada para baixo estendendo para fora da vala de fluxo de água.
[0012] De acordo com um ensinamento adicional da presente invenção, a ao menos uma superfície inclinada para baixo é configurada com uma tampa erguida em uma borda periférica da superfície inclinada para baixo.
[0013] De acordo com um ensinamento adicional da presente invenção, a ao menos uma superfície inclinada para baixo é configurada com vala de coleta de umidade configurada adjacente a uma borda periférica da superfície inclinada para baixo.
[0014] De acordo com um ensinamento adicional da presente invenção, é fornecida ainda ao menos uma superfície inclinada para cima estendendo para fora da borda periférica da superfície inclinada para baixo, de forma que a umidade coletada na superfície inclinada para cima é direcionada no sentido da borda periférica da superfície inclinada para baixo.
[0015] De acordo com um ensinamento adicional da presente invenção, o elemento de distribuição de água é configurado para distribuição sobre ao menos uma fileira de plantas.
[0016] De acordo com um ensinamento adicional da presente invenção, a pluralidade de elementos de direcionamento de água é configurada como uma série interconectada de funis inclinados para baixo, uma abertura de cada funil fornecendo um orifício através do qual uma das plantas emerge.
[0017] De acordo com um ensinamento adicional da presente invenção, o elemento de distribuição de água é configurado substancialmente como uma cobertura de solo tendo uma pluralidade de aberturas para fornecer espaço de crescimento para as plantas individuais.
[0018] De acordo com um ensinamento adicional da presente invenção, ao menos uma configuração de suporte para sustentar o conduto de irrigação por gotejamento é configurada substancialmente como uma vala de fluxo de água e a pluralidade de elementos de direcionamento de água é configurada como uma pluralidade de canais de saída inclinados para baixo estendendo lateralmente da vala de fluxo de água, e a cobertura de solo é configurada com uma pluralidade de superfícies inclinadas configuradas para direcionar a água dos canais de saída para uma pluralidade de áreas de plantio abertas configuradas na cobertura de solo de forma a fornecer espaço de crescimento para as plantas individuais.
[0019] De acordo com um ensinamento adicional da presente invenção, a cobertura de solo é configurada com três fileiras afastadas de áreas de plantio abertas, cada fileira separada da fileira adjacente por uma vala de fluxo de água.
[0020] De acordo com um ensinamento adicional da presente invenção, a cobertura de solo estende-se além da mais externa das três fileiras afastadas de áreas de plantio abertas de forma a incluir uma superfície de coleta de umidade coincidente inclinada para dentro configurada para direcionar a umidade coincidente no sentido das áreas de plantio abertas.
[0021] De acordo com um ensinamento adicional da presente invenção, o elemento de distribuição de água configurado com um conduto de irrigação por gotejamento é integralmente formado com o elemento de distribuição de água.
[0022] É ainda fornecido de acordo com os ensinamentos da presente invenção, um sistema de irrigação compreendendo: a) um conduto de irrigação por gotejamento operacionalmente conectado a uma fonte de suprimento de água para controlar um fluxo de água através do conduto de irrigação por gotejamento; b) um elemento de distribuição de água configurado com ao menos uma configuração de suporte para sustentar o conduto de irrigação por gotejamento, o elemento de distribuição de água configurado para coletar a água emitida pelo conduto de irrigação por gotejamento; e c) uma pluralidade de elementos de direcionamento de água configurada no elemento de distribuição de água, de forma que a água coletada pelo elemento de distribuição de água é direcionada por cada um da pluralidade de elementos de direcionamento de água para um ponto de entrega diferente, cada ponto de entrega sendo próximo a uma das plantas.
[0023] É ainda fornecido de acordo com os ensinamentos da presente invenção, um método para irrigação de colheitas no campo plantadas em fileiras, o método compreendendo: a) fornecer um conduto de irrigação por gotejamento operacionalmente conectado a uma fonte de suprimento de água para controlar um fluxo de água através do conduto de irrigação por gotejamento; b) fornecer um elemento de distribuição de água configurado com ao menos uma configuração de suporte para sustentar o conduto de irrigação por gotejamento, o elemento de distribuição de água configurado para coletar a água emitida pelo conduto de irrigação por gotejamento; c) fornecer uma pluralidade de elementos de direcionamento de água configurada no elemento de distribuição de água, de forma que a água coletada pelo elemento de distribuição de água é direcionada pela pluralidade de elementos de direcionamento de água de uma maneira que cada um da pluralidade de elementos de direcionamento de água fornece água para um da pluralidade de pontos de entrega desejados, e cada um dos pontos de entrega é próximo a uma das plantas; e d) operar a fonte de suprimento de água de forma a fornecer um fluxo de água através do conduto de irrigação por gotejamento.
[0024] De acordo com um ensinamento adicional da presente invenção, são ainda realizados a coleta da umidade coincidente e direcionamento da umidade coincidente no sentido dos pontos de entrega desejados.
[0025] De acordo com um ensinamento adicional da presente invenção, é ainda realizada a distribuição do elemento de distribuição de água entre as fileiras.
[0026] De acordo com um ensinamento adicional da presente invenção, é ainda realizada a distribuição do elemento de distribuição de água sobre as fileiras.
[0027] De acordo com um ensinamento adicional da presente invenção, o elemento de distribuição de água é implementado substancialmente como uma cobertura de solo.
Breve descrição dos desenhos [0028] A invenção é aqui descrita, como forma de exemplo apenas, em referência aos desenhos acompanhantes, em que: [0029] A Figura 1 á uma vista isométrica de uma primeira concretização preferencial de uma primeira variação de um elemento de sistema de irrigação construído e operante de acordo com os ensinamentos da presente invenção;
[0030] A Figura 2 é uma vista isométrica de uma segunda concretização preferencial de uma primeira variação de um elemento de sistema de irrigação construído e operante de acordo com os ensinamentos da presente invenção;
[0031] A Figura 3 é um detalhe da concretização da Figura 2;
[0032] A Figura 4 é uma elevação final da concretização da Figura 2 que ainda inclui elementos de coleta de umidade coincidente opcionais construídos e operantes de acordo com os ensinamentos da presente invenção;
[0033] A Figura 5 é uma vista de seção transversal de metade da largura da concretização da Figura 2;
[0034] A Figura 6 é uma elevação superior de um comprimento de uma terceira concretização preferencial de uma primeira variação de um elemento de sistema de irrigação construído e operante de acordo com os ensinamentos da presente invenção;
[0035] A Figura 7 é uma vista de seção transversal da concretização da Figura 6 realizada seguindo a direção indicada pela linha 7-7;
[0036] A Figura 8 é uma elevação superior de um comprimento de uma concretização preferencial de uma segunda variação de um elemento de sistema de irrigação construído e operante de acordo com os ensinamentos da presente invenção;
[0037] A Figura 9 é uma vista de seção transversal da concretização da Figura 8 realizada seguindo a direção indicada pela linha 9-9;
[0038] A Figura 10 é uma elevação superior de um comprimento de uma concretização preferencial de uma terceira variação de um elemento de sistema de irrigação construído e operante de acordo com os ensinamentos da presente invenção;
[0039] A Figura 11 é uma vista de seção transversal da concretização da Figura 10 realizada seguindo a direção indicada pela linha 11-11;
[0040] A Figura 12 é uma vista isométrica da concretização da Figura 2 na qual o conduto de irrigação por gotejamento é integralmente formado com a base do elemento de distribuição de água.
Descrição das concretizações preferenciais [0041] A presente invenção é um sistema de irrigação que provê água substancialmente apenas às plantas do campo enquanto reduz a quantidade de água perdida pela evaporação.
[0042] Os princípios e operação de um sistema de irrigação de acordo com a presente invenção podem ser melhor compreendidos com referência aos desenhos e a descrição acompanhante.
[0043] Como forma de introdução, o elemento de sistema de irrigação da presente invenção é configurado para uso na irrigação de campos, de forma a direcionar a água emitida de um típico conduto de irrigação por gotejamento, tal como um cano ou uma mangueira, a áreas próximas às plantas individuais, e deste modo usar substancialmente menos água que as soluções anteriores do estado da técnica, e assim mesmo fornecer a mesma quantidade de água para as plantas sendo irrigadas. Em regiões do mundo onde a quantidade de umidade coincidente, como orvalho e chuva, que ocorre naturalmente pode ser suficiente para o crescimento da planta se direcionado adequadamente, por esta razão o elemento de irrigação da presente invenção também oferece a coleta e direcionamento da umidade coincidente. Durante o período da temporada de crescimento que a quantidade de umidade coincidente é suficiente para sustentar o crescimento da planta, pode não ser necessário fornecer água extra através do conduto de irrigação por gotejamento. Isto pode resultar em economia extra por reduzir a quantidade de água de irrigação usada. Neste sentido, o elemento de irrigação da presente invenção oferece uma tremenda vantagem sobre os sistemas do estado da técnica.
[0044] Na presente invenção, um dispositivo para distribuir água através de todo um campo é apresentado, o qual inclui arranjos estruturais para entregar a água onde é mais necessário, isto é, na base da planta próximo às raízes das plantas. Preferencialmente, a irrigação ocorre à noite ou em outros momentos quando o solo pode absorver o máximo de quantidade de água e perder a mínima quantidade pela evaporação. A água gotejada é liberada do aparato de irrigação próximo à base da planta. Muito pouca água é perdida neste processo devido ao borrifo, evaporação e umidificação de solo sem plantas. Um benefício colateral de tal arranjo é de que as ervas ou outros tipos de vida vegetal que podem prejudicar o solo ou reduzir os nutrientes no solo irão encontrar maiores dificuldades para florescer já que não há água disponível entre as plantas irrigadas.
[0045] Para prover um sistema de irrigação completo, o elemento de sistema de irrigação da presente invenção é combinado com substancialmente qualquer conduto de irrigação por gotejamento conhecido na técnica e substancialmente qualquer meio de controle de fluxo de água conhecido pode ser incorporado no sistema de irrigação da presente invenção para facilitar a inicialização e finalização do fluxo de água através do sistema. Alternativamente, o elemento de sistema de irrigação da presente invenção pode ser configurado com um conduto de irrigação por gotejamento formado integralmente.
[0046] Mais especificamente o elemento de sistema de irrigação da presente invenção é provido em ao menos três variações. Em uma primeira variação, descrita com relação às figuras 1-7 e 12, o elemento de distribuição de água da presente invenção é distribuído entre as fileiras da colheita e é configurado com ao menos uma vala de fluxo de água e uma pluralidade de canais de saída afastados estendendo da vala de fluxo de água em intervalos predeterminados (combinando com os intervalos entre as plantas) usados para direcionar a água da vala de fluxo de água para as plantas individuais.
[0047] Em uma segunda variação, descrita com relação às figuras 8 e 9, o elemento de distribuição de água da presente invenção é distribuído sobre a fileira da colheita e é configurado com uma abertura separada para cada planta da colheita para as quais a água é direcionada.
[0048] Em uma terceira variação, descrita em relação às figuras 10 e 11, o elemento de distribuição de água da presente invenção é distribuído substancialmente como uma cobertura de solo tendo uma pluralidade de orifícios para fornecer espaço de crescimento para as plantas individuais da colheita.
[0049] Em referência aos desenhos, a figura 1 ilustra uma primeira concretização preferencial da primeira variação do elemento de sistema de irrigação da presente invenção, geralmente referido aqui como 2 no qual o elemento de distribuição de água é distribuído entre as fileiras da colheita.
[0050] O elemento de distribuição de água 2 é configurado com um fundo 30 substancialmente plano, e um topo configurado com duas valas de fluxo de água 4 e 6 paralelas que são separadas por um sulco central 8. Estas valas de fluxo de água 4 e 6, além de suportar os condutos de irrigação por gotejamento (não mostrado), agem como elementos de distribuição de água. Estendendo para fora das valas de fluxo de água 4 e 6 estão superfícies inclinadas para baixo 10 e 12, nas quais são configuras um número de canais de saída 14. Cada um dos canais de saída é afastado em um intervalo correspondente à distância entre as plantas 50 nas fileiras em ambos lados do elemento de distribuição de água 2 de forma que a abertura do pontos de entrega 66 de cada um dos canais de saída 14 é localizada substancialmente adjacente a uma planta 50.
[0051] A água é suprida ao sistema por canos de irrigação por gotejamento (não mostrados) de substancialmente qualquer tipo conhecido na técnica. Um cano de gotejamento é distribuído em cada uma das valas de fluxo de água 4 e 6. Cada uma das valas de fluxo de água 4 e 6 é configurada de forma que a superfície inferior 20 das valas de fluxo de água 4 e 6 têm um ponto alto 22 localizado entre cada um dos canais de saída 14 e um ponto baixo 24 correspondente a cada um dos canais de saída 14. Deste modo, qualquer gotejamento de água do cano de gotejamento nas valas de fluxo de água 4 e 6 entre quaisquer dois pontos altos 22 é direcionada para o ponto baixo 24, e consequentemente para o canal de saída 14 localizado entre os mesmos dois pontos altos 22. Com tal configuração, o espaçamento dos orifícios de gotejamento no cano de gotejamento é irrelevante, e o mesmo cano de gotejamento pode ser usado com diversas configurações do elemento de distribuição de água da presente invenção.
[0052] A segunda concretização preferencial da primeira variação do elemento de distribuição de água da presente invenção como ilustrado nas figuras 2-5 é geralmente referida aqui como 100. A estrutura desta concretização é muito similar à concretização da figura 1 e, portanto, os elementos correspondentes são similarmente enumerados ao aumentar a referência numera em 100, deste modo, o sulco central é referido na figura 1 como 8 e nas figuras 2-4 como 108.
[0053] A concretização das figuras 2-5 inclui uma estrutura de coleta de umidade coincidente que compreende as superfícies inclinadas para baixo 110e112ea tampa erguida 162 configurada na borda periférica 160 das superfícies inclinadas para baixo 110 e 112. A tampa erguida 162 é configurada para prender qualquer umidade coincidente, tal como, mas não limitado a, orvalho e chuva que caia ou condense nas superfícies inclinadas para baixo 110 e 112, e direcionar a umidade coincidente ao longo da vala de umidade coincidente 164 em direção a uma das aberturas de ponto de entrega 166 dos canais de saída 114.
[0054] Uma estrutura de coleta de umidade coincidente adicional, opcional, para esta concretização é ilustrada na figura 4. Ambos elementos de coleta de umidade coincidente 170 e 172 são configurados com superfícies inclinadas para dentro e são distribuídos de forma a estender além da fileira adjacente das plantas da colheita e direcionar qualquer umidade coincidente coletada para as plantas na fileira. Estes elementos de coleta podem ser distribuído, por exemplo, de forma a direcionar a umidade coincidente contra a borda externa da borda erguida 162, como é o elemento de coleta de umidade coincidente 170. Uma distribuição alternativa, como ilustrada pelo elemento de coleta de umidade coincidente 172, direciona a umidade coincidente sobre a tampa erguida 162 e para dentro da vala de umidade coincidente 164 para ser direcionada para uma das aberturas de ponto de entrega 166.
[0055] A concretização das figuras 6 e 7 é configurada é configurada de forma a suprir água a uma única fileira de plantas. Portanto, o elemento de distribuição de água 200 é configurado com uma vala de fluxo de água 206 da qual se estendem uma pluralidade de canais de saída 214 (apesar de apenas um canal de saída ser ilustrado) que direcionam a água para as aberturas de pontos de entrega 266 configurados na borda periférica 260 do elemento de distribuição de água 200. Esta concretização também ilustra uma configuração alternativa da estrutura de coleta de umidade coincidente. Como visto aqui, a superfície inclinada para baixo 212 inclui uma vala de umidade coincidente 264 pausada que direciona a umidade coincidente em sentido de uma da pluralidade de canais de saída 214.
[0056] As figuras 8 e 9 ilustram uma concretização preferencial de uma segunda variação do elemento de distribuição de água da presente invenção na qual o elemento de distribuição de água é distribuído sobre as fileiras das plantas. Nesta concretização, o elemento de distribuição de água 300 é configurado com uma pluralidade de elementos de direcionamento de água 310 que são configurados como uma série interconectada de funis inclinados para baixo. Um orifício 320 de cada funil fornece uma abertura através da qual a planta emerge. O conduto de irrigação por gotejamento 330 é sustentado por um elemento de suporte 340 e pelo entalhe de suporte do conduto 352 configurado no sulco 350 que separa cada um dos elementos de direcionamento de água 310 em forma de funil. Assim configurado, qualquer água emitida do conduto de irrigação por gotejamento 330 e substancialmente qualquer umidade coincidente que caia dentro de um dos elementos de direcionamento de água 310 em forma de funil é direcionada para seu orifício 320, e consequentemente para a planta em crescimento ali.
[0057] As figuras 10 e 11 ilustram uma concretização preferencial de uma terceira variação do elemento de distribuição de água da presente invenção que é distribuído substancialmente como uma cobertura de solo 400 tendo uma pluralidade de orifícios 490 para prover espaço de crescimento para as plantas individuais da colheita. O exemplo não-limitante da cobertura de solo 400 ilustrada aqui é configurada com três fileiras afastadas de áreas abertas de plantio 490, cada fileira é separada de uma fileira adjacente por uma vala de fluxo de água 404 que suporta um conduto de irrigação por gotejamento 492. Uma pluralidade de canais de saída inclinados para baixo 414 estendem-se lateralmente das valas de fluxo de água 404. A cobertura de solo 400 é configurada com uma pluralidade de superfícies inclinadas 480a e 480b configuradas para direcionar a água dos canais de saída 414 para a pluralidade de áreas abertas de plantio 490. A cobertura de solo 400 também inclui estruturas de coleta de umidade coincidente tais como as superfícies inclinadas para baixo 410 e 412, e elementos de coleta de umidade coincidente 470, os quais estendem além da mais externa das três fileiras afastadas de áreas de plantio abertas 490. As superfícies 410, 412 e 470 são configuradas para direcionar umidade coincidente às superfícies inclinadas 480a e 480b e/ou às áreas abertas de plantio 490.
[0058] Como mencionado acima, substancialmente qualquer concretização do elemento de distribuição de água da presente invenção pode ser configurada com um conduto de irrigação por gotejamento integralmente formado, deste modo precedendo a necessidade do trabalho e custos adicionais requeridos para distribuir um conduto de irrigação por gotejamento separado após o elemento de distribuição de água ser distribuído. Como exemplo não-limitante, a figura 12 ilustra uma concretização preferencial de um elemento de distribuição de água 500 da presente invenção similar à concretização da figura 2 na qual as valas de fluxo de água 104 e 106 são substituídas por um conduto de irrigação por gotejamento 504 que é integralmente formado com a base do elemento de distribuição de água 500. Os bocais de irrigação por gotejamento 588 são fornecidos no conduto de irrigação por gotejamento 504 correspondente a cada um dos canais de saída 514.
[0059] É prontamente apreciado que o elemento de distribuição de água da presente invenção pode ser provido como um elemento configurado para interconexão com outros elementos similares de forma que uma única fileira de distribuição de água será feita de uma pluralidade de elementos de distribuição de água da presente invenção. Alternativamente, o elemento de distribuição de água pode ser configurado como um elemento contínuo que pode ser enrolado para armazenagem e transporte e desenrolado para distribuição no campo. Em tal configuração, uma única fileira de distribuição de água será feita de um único comprimento do elemento de distribuição de água.
[0060] Será apreciado que as descrições acima são entendidas apenas para servir como exemplos e que muitas outras concretizações são possíveis dentro do espírito e da abrangência da presente invenção. REIVINDICAÇÕES: