Transportadores e Agricultura Vertical
Os sistemas agrícolas verticais ou “Agricultura Interna Controlada” representam uma oportunidade de mudar drasticamente a maneira como cultivamos e distribuímos alimentos. A tecnologia está em rápido desenvolvimento e promete levar alimentos frescos e sem agrotóxicos aos consumidores onde quer que eles vivam. Os sistemas oferecem o potencial de produção eficiente de alimentos 365 dias por ano, independentemente da localização.
A tecnologia de agricultura vertical da Ultimation está em uso em várias instalações de grande escala nos Estados Unidos e no Oriente Médio. Embora muitas fazendas usem algumas formas de automação tradicional e transportadores e sistemas da indústria de manuseio de materiais, normalmente descobrimos que é necessário um grau substancial de personalização para ajudar as fazendas a serem economicamente eficientes.
Compreender a economia dos sistemas agrícolas verticais de grande escala
Trabalhamos com muitos dos principais players do setor e podemos ajudar no trabalho de desenvolvimento em estágio inicial relacionado aos sistemas de manuseio de materiais, suportes estruturais, drenagem e outros sistemas mecânicos agrícolas. Algumas considerações importantes para transportadores agrícolas verticais são:
- A otimização do volume é crítica. A engenharia da Ultimation é especialista em ajudá-lo a “apertar mais” para que os custos de capital do equipamento possam ser custeados pelo maior número de plantas. Independentemente do formato de crescimento (ou seja, horizontal ou vertical), podemos otimizar a densidade através do uso de CAD 3D, estudos de movimento e simulação e FEA (Finite Element Analysis) de componentes estruturais. Cada polegada cúbica (ou centímetro) é importante e pode ser otimizada. Suportes para iluminação e drenagem podem ser incorporados com transportadores e estruturas de rack e todo o sistema pode ser otimizado para resistência, peso e custo.
- Os transportadores tradicionais podem ser muito caros. Fornecer sistemas de transporte motorizado para cobrir dezenas de milhares de posições de crescimento de contêineres ou torres pode exigir muito capital em relação ao valor do produto. A equipe da Ultimation entende as importantes diferenças econômicas e as soluções necessárias dependendo da localização da planta na fazenda. As plantas que estão sendo transferidas para ou da colheita são muitas vezes transportadas em soluções de automação e transporte totalmente motorizado de alta velocidade. No entanto, as plantas que estão nos locais de cultivo geralmente não precisam se mover com tanta frequência e, quando se movem, precisam estar em soluções de baixo custo, como trilhos de fluxo por gravidade ou outros produtos de manuseio de materiais rolantes, mas não elétricos.
- O espaçamento diferencial pode ser importante. À medida que as plantas crescem, elas precisam de mais espaço. Sempre que necessário, a Ultimation pode acomodar este requisito no projeto do sistema de manuseio de materiais para as fazendas.
Espera-se que a agricultura vertical interna cresça para US$ 9,7 bilhões em todo o mundo até 2026, de US$ 3,1 bilhões em 2021. A combinação das abordagens mais recentes da Agtech para otimização da agricultura é uma das novas indústrias de desenvolvimento mais rápido do mundo.
Formato horizontal ou formato vertical?
A diversidade de abordagens para fazendas verticais de grande escala inclui o tipo de produto, o sistema de crescimento (aeropônico, hidropônico, etc) e o formato de crescimento. Na Ultimation, chamamos as duas categorias de formato de crescimento de formato horizontal ou vertical.
- Fazendas de formato horizontal normalmente usam bandejas ou outros dispositivos semelhantes onde as plantas crescem para cima da bandeja. As bandejas são movidas por um sistema de manuseio de materiais que pode incluir transportadores de rolos, elevadores verticais de transportadores de correia e sistemas de trilhos de fluxo. Esses sistemas de manuseio de materiais permitem que o produto role ou seja transportado como e quando necessário. Os tamanhos das bandejas podem ser pequenos ou até 5’x5′ ou maiores para fazendas de grande escala. A otimização vertical da fazenda é alcançada carregando pilhas de esteiras (ou bandejas uma a uma em racks) com algumas fazendas chegando a 50 pés.
- Fazendas de formato vertical usam torres suspensas penduradas em transportadores aéreos ou outros sistemas de manuseio de materiais suspensos. As torres suspensas podem ter plantas crescendo em dois ou quatro lados e serem espaçadas durante as fases iniciais de crescimento. As torres são normalmente feitas de materiais plásticos de engenharia e de qualidade alimentar. O carregamento e descarregamento robótico das torres de e para o transportador aéreo é uma abordagem comum para lidar com a transição do nível do piso para o teto. Fazendas estilo torre suspensa podem ter torres com mais de 30 pés de altura. Os transportadores agrícolas verticais neste formato podem ser motorizados ou empurrados manualmente.
Um exemplo de um farm em formato de torre vertical usado pelo Plenty.
Quais são os tipos de transportadores usados na agricultura de interior?
Embora não haja duas fazendas idênticas, aqui estão alguns dos tipos comuns de transportadores e sistemas de manuseio de materiais usados em fazendas verticais. Encomendámo-los dos mais simples aos mais sofisticados:
- Transportadores de trilho de fluxo ou rodas de patins. Estes são feitos de aço moldado ou estampado com o material sendo tipicamente aços galvanizados ou revestidos a pó. Os trilhos de fluxo têm roletes montados na estrutura e, às vezes, um conjunto adicional de rodas montadas a 90 graus que atuam como guias laterais. As rodas do skate podem ser de plástico ou aço zincado. Eles são usados principalmente em sistemas de cultivo de formato horizontal.
- Transportadores de rolos de gravidade. Os transportadores de rolos são simples, econômicos e permitem que os produtos se movam com seu próprio peso, se configurados corretamente no ângulo de inclinação correto. Eles são normalmente usados com sistemas de formato hoizontal que usam bandejas, contêineres ou sacolas.
- Correia transportadora. Os transportadores de correia são normalmente usados com sistemas de crescimento de formato horizontal. Eles estão disponíveis em alternativas de grau alimentício e não alimentício. Se forem especificados como grau alimentício, tanto o material da correia quanto as estruturas terão requisitos de material específicos e também poderão ser facilmente limpos.
- Transportadores de rolos acionados por motor (MDR). Esses transportadores possuem um motor elétrico dentro de um rolo transportador e, portanto, o sistema de acionamento do transportador fica totalmente protegido contra contaminação. O comprimento do transportador é dividido em zonas apropriadas com uma ou mais bandejas de produto por zona, e cada zona possuindo seu próprio motor, sensores e controladores. Os rolos são conectados por meio de correias nervuradas O-Ring ou Poly-V. Os sistemas MDR fornecem às fazendas capacidade de buffer para garantir um fluxo suave de produto de ou para uma sala de colheita ou operação.
- Elevadores verticais. Estes são usados para transportar o produto de um nível para outro. Eles são usados principalmente para sistemas de bandejas horizontais e elevadores individuais podem atingir transferências verticais de até 40 pés. A Ultimation usa levantadores verticais da Qimarox.
- Sistemas Automáticos de Armazenamento e Recuperação (ASRS). Esses sistemas de manuseio de materiais altamente sofisticados podem atravessar a frente de uma fileira de racks ou, alternativamente, percorrer os corredores entre os racks. Os transelevadores fornecem movimento em duas dimensões. Mecanismos montados no carro de um Transelevador ASRS podem inserir e remover produtos de um sistema de armazenamento baseado em rack.
- Transportadores aéreos. Este estilo de sistema de manuseio de material é comum para sistemas de cultivo de formato vertical usados com transportadores agrícolas verticais. Sistemas menores podem usar sistemas de carrinhos de feixe de empurrar manualmente, enquanto fazendas maiores normalmente usam transportadores aéreos motorizados ou até mesmo o tipo mais sofisticado sendo transportadores elétricos e livres.
A experiência da Ultimation é que otimizar uma fazenda vertical interna requer uma análise extensa para determinar o melhor sistema de manuseio de materiais para suas necessidades.
Não, não é assim que a maioria das fazendas verticais em escala industrial se parece. No entanto, você pode aprender mais em https://www.visualcapitalist.com/how-vertical-farming-works/
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