Desenvolvimento de um protótipo de uma câmara de cultivo de plantas | Development of a grow plant chamber prototype

Growing plants demands time and specific knowledge, which may present a hindrance for the city dweller, resulting in an underestimated use of urban areas. Developing a grow device, which mimics the required environmental conditions for plants, would reduce efforts in the maintenance of home gardens and would favor food production in the cities. The present work aimed the construction of a prototype for growing plants through the optimization of light and temperature, two of the most relevant parameters in the plant production. The equipment had outside dimensions of 70 cm (H) x 15 cm (d) and it was built from a PVC tube. The cooling system had an exhaust fan on the top side and four holes on the bottom side for air entrance. The light system was designed with LEDs in the red, blue and white spectrum, connected to a potentiometer for individual spectrum regulation. Two versions of the prototype were tested, which differ from each other mostly in terms of material (with or without an aluminum layer), in the quantity and types of LED, and in the position of the light source (on stages in the second version). Intensity and quality of the resulting light were measured in different experimental designs. A temperature profile was built for different environmental conditions with support of geostatistics. The final version achieved a light intensity of approximately 140 μmol m 2 s -1 and an average inner temperature of 24°C, with all lights on on the first stage and a controlled environment at 19°C. The effectiveness of the grow prototype was demonstrated by growing a healthy and capable of flowering Arabidopsis thaliana.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

O cultivo de plantas exige tempo e conhecimentos técnicos, representando um empecilho para o morador das cidades e contribuindo para o uso subestimado dos espaços urbanos. O desenvolvimento de um dispositivo de cultivo, que mimetize as condições ambientais necessárias para o crescimento da planta, reduziria os esforços na manutenção de hortas domésticas e favoreceria a produção de alimentos no perímetro urbano. O presente trabalho objetivou a construção de um protótipo para o cultivo através da otimização da radiação e da temperatura, dois dos parâmetros que merecem especial atenção pela sua importância na produção vegetal. O equipamento com dimensões de 70 cm (H) x 15 cm (d) foi construído a partir de um tubo de PVC. O sistema de arrefecimento contou com um exaustor na parte superior e aberturas na parte inferior para a circulação de ar. O sistema de iluminação foi feito com lâmpadas de LED nas bandas do vermelho, azul e branco, ligados a um potenciômetro para regulação individual de cada uma das bandas. Duas versões do protótipo foram testadas, diferindo uma da outra principalmente no material de revestimento (com ou sem película de alumínio), na quantidade e tipo de LED utilizado e na posição da fonte de luz (dividida em estágios, na segunda versão). Para cada versão, foram aferidas a quantidade e qualidade da radiação resultante em diversos arranjos, e, também, foram construídos perfis de temperatura, com auxílio de geoestatística, para diferentes condições ambientes. A versão final alcançou uma quantidade de radiação de aproximadamente 140 μmol m 2 s -1 e uma temperatura média no interior do dispositivo de 24°C, com as luzes ligadas no primeiro estágio, em ambiente controlado a 19°C . A efetividade do protótipo para o crescimento de planta foi demonstrada com Arabidopsis thaliana, obtendo uma planta sadia e apta a produzir flores.