Hidroponia – a criança poster do movimento agrícola urbano – é baseado na idéia de cultivar plantas sem solo, mas suspendendo suas raízes em soluções nutritivas.
Produzir alimentos desta forma requer 95% menos água, produtos químicos e pesticidas e do que uma fazenda baseada na terra e é 2-4 x mais espaço eficiente. Sem mencionar, o fato de ser projetado para o cultivo de alimentos dentro de casa e nas cidades significa que se você vive em áreas com invernos muito frios, você pode basicamente obter produtos frescos da sua própria sala de estar durante todo o ano. Isto, por sua vez, tem ainda mais efeitos de ondulação em termos de apoio à sua economia local, reduzindo as emissões de transporte e diminuindo o desperdício de material.
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No total, a hidropónica tem um grande potencial para alimentar as nossas cidades em crescimento nas próximas décadas. Não é um tamanho único que se encaixa em todos os substitutos para a agricultura baseada na terra, mas para algumas circunstâncias faz mais sentido.
Mas, aqui está o que não faz sentido… tentar construir um desses sistemas (acredite, eu tentei).
O tipo mais popular de sistema hidropônico é chamado de Técnica de Filme Nutriente (NFT). Ele funciona por
- Conexão de uma rede de canais, geralmente feito de tubos de pvc
- Pôr buracos ao longo deles para cestos de plantas (pequenos cartuchos perfurados nos quais as plantas crescem para que as suas raízes possam pendurar o fundo)
- Encher uma cuba com água e uma mistura de nutrientes e colocá-la no fundo do sistema
- Pôr uma bomba nesta cuba (tipo de bomba que vai para um aquário de peixes) e fazer correr o seu cabo até à parte superior do sistema.
> Desta forma quando a bomba é ligada
- os nutrientes serão bombeados da cuba para a abertura no topo
- flow através dos canais onde as raízes podem chegar até eles
- e derramar o fundo para fora da cuba mais uma vez
Pelo verão passado enquanto eu estava em uma lágrima agrícola, Eu disse ao meu pai que íamos montar um destes sistemas. Então, fomos de carro até o depósito e conseguimos vários metros de tubulação de pvc, conexões de cotovelo, cestas de plantas, nutrientes e uma bomba. Basicamente, tudo que você precisava para fazer um desses sistemas.
O meu pai, que era carpinteiro em seu passado distante, tinha as pinças e brocas e o lubrificante necessário para cortar e colar todas essas coisas juntas. Então eu pensei que poderia fazer isso sem todo o sangue, suor e lágrimas.
Cortaria os tubos de pvc em canais de 5 pés, faria furos de 2 polegadas de largura ao longo deles a cada 6 polegadas e cimentaria as conexões de cotovelo e T entre eles.
Anyway, eu me preparei para trabalhar cortando e perfurando, e depois dessa primeira hora, consegui fazer um furo.
Apenas um furo.
E durante o resto do Verão, os materiais acabaram de se sentar no nosso barracão e não os toco desde então.
Não é uma história sobre resiliência.
Anyway, não sou definitivamente a pessoa mais habilidosa de sempre para andar pelo planeta, por isso há muitas pessoas muito mais talentosas do que eu que tentaram e conseguiram fazer tais sistemas.
Mas, é o seguinte. Não há muitas pessoas que vivem em prédios de apartamentos em cidades, são artesãos malvados disfarçados. Sem mencionar que a maioria das pessoas provavelmente não tem as ferramentas e grampos e furadeiras necessárias para fazer um desses sistemas apenas por aí.
Embora a hidroponia seja projetada para ser usada pelas cidades e pelas pessoas que vivem nelas, elas não são totalmente destinadas a serem feitas por elas.
O que é uma grande limitação, se me perguntar.
3D impressão é um tipo de fabricação de aditivos que tem a ver com a criação de um objeto cortando-o em muitas seções transversais e imprimindo-as uma em cima da outra.
Se nós aplicamos isso para fazer sistemas hidropônicos, em vez de passar incontáveis horas tentando hackear tubos de plástico para que você possa ter alface fresca o ano todo, você pode literalmente obter uma impressora para extrudá-la do chão para cima.
Sons muito mais simples.
Mas, digamos que você – o oportunista agricultor urbano – decide encher a parede da sua sala com engenhocas NFT de 10 pés de comprimento. Alguns meses depois, você percebe que seria melhor em outro local. Apenas, neste local você não tem espaço suficiente para 10 pés de plantas, mas tem espaço suficiente para adicionar mais níveis verticais.
Bem, basicamente, o seu sistema atual não é compatível. Mas como tudo é impresso em uma grande peça, ou você tem que quebrar todas as ferramentas que você não tem que rejeitar tudo ou começar do zero.
Mas, e se nós imprimíssemos em 3D uma unidade hidropônica modular? Como talvez uma calha de 15 cm que possa encaixar com outras calhas de 15 cm para fazer coisas tão largas ou tão altas quanto você quiser?
Dessa forma, se você precisasse fazer qualquer mudança, basta desmontar os módulos individuais e colocá-los novamente juntos de forma diferente.
Então, basicamente, você não tem que começar da estaca zero toda vez que você decide que não tem alface suficiente.
Neste artigo, vamos rever o meu projeto para um sistema modular NFT hidropônico impresso em 3D.
O sistema será composto por um monte de cilindros modulares, com um diâmetro de 10 cm, um comprimento de 15 cm e espaço para um canal de planta medindo 5 cm.
Para desenhar o módulo de hidroponia, usei um programa chamado TinkerCAD que é uma plataforma CAD (desenho assistido por computador) online gratuita que pode ser usada para desenhar objectos imprimíveis em 3D.
TinkerCAD tem uma biblioteca com um monte de diferentes formas, números e letras que pode ser usada para construir basicamente qualquer coisa. Vamos usar uma técnica chamada segmentação – ou seja, quebrar o módulo em formas menores e depois juntá-las todas.
Passo 1: O Tubo
O canal onde as plantas vão crescer vai ter 150 mm de comprimento, tem um diâmetro externo de 100 mm e uma espessura de material de 5mm.
Para isso, vamos a
- construir um cilindro com 100 mm de diâmetro e 150 mm de comprimento
- duplicar este cilindro e diminuir o seu diâmetro para 90 mm
- fazer um furo (clicando no ícone no canto superior direito)
Um furo é essencialmente um espaço negativo, por isso sempre que for fundido com outro objecto, fará um furo com essa forma no objecto. Como quando você caminha através de um banco de neve, sua bota faz um buraco que tem a forma do seu pé na neve.
Funcionaremos então este cilindro de buraco no meio do cilindro original.
Agora, estas duas formas são independentes e como queremos que sejam uma forma coletiva, selecionaremos ambas e pressionaremos a função de grupo. Isto basicamente as coloca juntas, então se você mover uma, você move a outra.
Usaremos então a ferramenta girar (a pequena seta ao redor da forma selecionada) para girar o objeto lateralmente em 90 graus, de modo que ele esteja descansando na superfície curva.
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Passo 2: O canteiro de plantas
Uma cesta de plantas típica tem um 2.5 cm de raio, e por isso queremos que o buraco em que esta cesta repousa seja equivalente.
Para fazer isto, vamos
- Faça um cilindro
- Faça um diâmetro de 50 mm e dê-lhe uma altura de 35 mm
- Faça um furo
- Utilize a ferramenta de elevação (a seta para cima acima da forma selecionada) para elevá-lo em 65 mm
- Move-o para o centro do cilindro do tubo de modo que haja 50 mm entre ele e qualquer uma das bordas do cilindro do tubo. Essa face circular do furo deve vir nivelada com a curvatura do cilindro de tubo maior.
E, claro, agrupar tudo!
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Passo 3: Os Parafusos
Então, para que este módulo seja modular, precisa de se tornar uma pastilha (se juntar um monte deles, encaixam perfeitamente e não deixam nenhuma lacuna).
Isto significa que podemos fingir que uma extremidade do tubo vai ser aparafusada na outra extremidade do tubo. Mas, de momento, ambas as extremidades são do mesmo tamanho, pelo que não se pode encaixar fisicamente uma na outra.
Para fixar isto, vamos adicionar uma extensão a uma extremidade com o mesmo diâmetro exterior que o diâmetro interior do tubo grande (90 mm) e a mesma espessura de material.
Para fazer isto, vamos
- Tirar um cilindro e dar-lhe uma altura de 20 mm e um diâmetro de 90 mm.
- Duplicá-lo e reduzir o seu diâmetro até 80 mm
- Furar e fundi-lo no meio do cilindro original.
- E… agrupar os dois!
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Podemos então rodar por ele lateralmente em 90 graus e fundi-lo 5 mm numa das extremidades do tubo maior.
Então, agora podemos colocar estas duas extremidades diferentes juntas muito bem, mas não há nada que as mantenha no lugar. Eles podem simplesmente se separar com um pouco de força lateral.
Então, para corrigir isso, vamos introduzir algum torque – ou seja, força rotacional. Devido ao ângulo com que esta força é aplicada, é mais difícil contra-atacar com a gravidade.
E que melhor maneira de fazer isto do que com um parafuso.
Agora, fazer um parafuso é bastante desafiador. Felizmente, o TinkerCAD tem um repositório comum de formas aleatórias que pessoas maravilhosamente talentosas juntaram, uma das quais fez um parafuso.
Para alterar os parâmetros do parafuso, cada forma tem um prático menu suspenso onde você pode simplesmente preencher as dimensões que quiser.
Então, vamos fazer o raio interior do parafuso 18 e o raio exterior do parafuso 20. Vamos fazer a altura da rosca interior e a altura da rosca exterior 1 e 2 mm, respectivamente. Também vamos dar duas “voltas” ao parafuso – ou fazê-lo enrolar duas vezes.
Vamos dar ao parafuso exterior um diâmetro de 100 mm e uma altura de 10 mm. Depois duplicaremos este parafuso e mudaremos o seu diâmetro para 90 mm para o parafuso interior.
O parafuso exterior irá 4 mm para fora da extremidade da extensão, e o parafuso interior irá 6 mm para fora da outra extremidade.
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E, finalmente. Agrupe tudo.
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E aí tem, uma unidade hidropónica modular. Combinado com um monte de outros idênticos, você poderia basicamente fazer um sistema NFT completo que é personalizável para qualquer configuração que você gostaria.
As únicas coisas que estão faltando são juntas de cotovelo, bem como conexões sólidas para fazer vários canais e vários níveis. Estes são bastante fáceis de obter usando tubagem de pvc, mas mais sobre isso que está por vir… :).