Hidroponia – copilul poster al mișcării de agricultură urbană – se bazează pe ideea de a crește plantele fără sol, ci prin suspendarea rădăcinilor lor în soluții nutritive.

Producția de alimente în acest mod necesită cu 95% mai puțină apă, substanțe chimice și pesticide decât o fermă terestră și este de 2-4 ori mai eficientă din punct de vedere al spațiului. Ca să nu mai vorbim de faptul că este conceput pentru cultivarea alimentelor în interior și în orașe, ceea ce înseamnă că, dacă locuiți în zone cu ierni extrem de friguroase, puteți obține practic produse proaspete din propria sufragerie pe tot parcursul anului. Acest lucru, la rândul său, are și mai multe efecte în lanț în ceea ce privește susținerea economiei locale, reducerea emisiilor de transport și diminuarea deșeurilor de materiale.

În concluzie, hidroponia deține un mare potențial pentru alimentarea orașelor noastre în creștere în următoarele decenii. Nu este un înlocuitor unic pentru toate tipurile de agricultură terestră, dar pentru anumite circumstanțe are pur și simplu mai mult sens.

Dar, iată ce nu are sens… să încerci să CONSTRUIEȘTI unul dintre aceste sisteme (credeți-mă, am încercat).

Cel mai popular tip de sistem hidroponic se numește Nutrient Film Technique (NFT). Acesta funcționează prin

• Conectarea unei rețele de jgheaburi, realizate de obicei din țevi de pvc
• Punând de-a lungul acestora găuri pentru coșurile de plante (mici cartușe perforate în care cresc plantele, astfel încât rădăcinile lor să poată atârna pe fund)
• Încărcând o cuvă cu apă și un amestec de nutrienți și plasând-o în partea de jos a sistemului
• Punând o pompă în această cuvă (un fel de pompă care se pune într-un acvariu pentru pești) și ducându-i cablul până în partea de sus a sistemului.

În acest fel, atunci când pompa este pornită

• , nutrienții vor fi pompați din cuvă către deschiderea din partea de sus
• se vor scurge prin jgheaburi unde rădăcinile pot ajunge la ele
• și se vor revărsa din nou prin partea de jos în cuvă

În vara trecută, în timp ce mă aflam în plină campanie agricolă, i-am spus tatălui meu că vom asambla unul din aceste sisteme. Așa că am condus până la Home Depot și am luat câțiva metri de țevi din pvc, racorduri cu cot, coșuri pentru plante, nutrienți și o pompă. Practic, tot ce aveai nevoie pentru a face unul dintre aceste sisteme.

Tatăl meu, care a fost tâmplar în trecutul său îndepărtat, avea clemele și burghiele și lubrifiantul necesar pentru a tăia și lipi toate aceste lucruri împreună. Așa că m-am gândit că aș putea face acest lucru fără tot sângele, sudoarea și lacrimile.

Am tăia pur și simplu țevile de pvc în jgheaburi de 1,5 metri, aș face găuri de 5 cm lățime de-a lungul lor la fiecare 15 cm și aș cimenta coturile și racordurile în T între ele.

În orice caz, m-am apucat de tăiat și găurit și, după acea primă oră, am reușit să fac o singură gaură.

Doar o gaură.

Și pentru restul verii, materialele au stat în șopronul nostru și nu m-am mai atins de ele de atunci.

Nu este o poveste despre reziliență.

În orice caz, cu siguranță nu sunt cea mai îndemânatică persoană care a pășit vreodată pe planetă, așa că există o mulțime de oameni mult mai talentați decât mine care au încercat și au reușit să facă astfel de sisteme.

Dar, iată care este chestia. Nu mulți oameni care locuiesc în blocurile de apartamente din orașe sunt meșteri răi deghizați. Ca să nu mai vorbim de faptul că, probabil, cei mai mulți oameni nu au uneltele, clemele și burghiile necesare pentru a face unul dintre aceste sisteme pur și simplu prin preajmă.

În timp ce sistemele hidroponice sunt concepute pentru a fi folosite de orașe și de oamenii care locuiesc în ele, ele nu sunt destinate în totalitate să fie făcute de aceștia.

Ceea ce reprezintă o limitare destul de mare, dacă mă întrebați pe mine.

Imprimarea 3D este un tip de fabricație aditivă care are de-a face cu crearea unui obiect prin tăierea acestuia în mai multe secțiuni transversale și imprimarea lor una peste alta.

Dacă am aplica acest lucru la fabricarea sistemelor hidroponice, în loc să petreceți nenumărate ore încercând să tăiați țevile de plastic pentru a avea salată proaspătă pe tot parcursul anului, puteți obține literalmente doar o imprimantă care să o extrudeze de la zero.

Sună mult mai simplu.

Dar, să spunem că dumneavoastră – fermierul urban oportunist – decideți să vă umpleți peretele din sufragerie cu o invenție NFT de 3 metri lungime. Câteva luni mai târziu, vă dați seama că ar fi mai bine în altă locație. Numai că, în acest loc, nu aveți suficient spațiu pentru 10 picioare de plante, dar aveți suficient spațiu pentru a adăuga mai multe niveluri verticale.

Bine, practic, sistemul dvs. actual nu este compatibil. Dar, din moment ce totul este tipărit într-o singură bucată mare, fie trebuie să scoți toate uneltele pe care nu le ai pentru a reface totul, fie să începi de la zero.

Dar, ce-ar fi dacă am tipări 3D o unitate hidroponică modulară? Cum ar fi, poate, un jgheab de 15 cm care ar putea fi montat împreună cu alte jgheaburi de 15 cm pentru a face lucrurile cât de late sau cât de înalte doriți?

În acest fel, dacă ar fi nevoie să faceți orice fel de modificări, nu trebuie decât să demontați modulele individuale și să le montați la loc în mod diferit.

Așa că, practic, nu trebuie să începeți de la zero de fiecare dată când decideți că nu aveți suficientă salată.

În acest articol, vom trece în revistă proiectul meu pentru un sistem hidroponic NFT modular imprimat 3D.

Sistemul va fi alcătuit dintr-o grămadă de cilindri modulari, cu un diametru de 10 cm, o lungime de 15 cm și spațiu pentru un jgheab de plante de 5 cm.

Pentru a proiecta modulul hidroponic, am folosit un program numit TinkerCAD, care este o platformă online gratuită de CAD (proiectare asistată de calculator) pe care o puteți folosi pentru a proiecta obiecte imprimabile 3D.

TinkerCAD are o bibliotecă cu o mulțime de forme, numere și litere diferite pe care le puteți folosi pentru a construi practic orice. Vom folosi o tehnică numită segmentare – adică vom împărți modulul în forme mai mici și apoi le vom pune pe toate laolaltă.

Etapa 1: Tubul

Canalul în care vor crește plantele va avea o lungime de 150 mm, un diametru exterior de 100 mm și o grosime a materialului de 5 mm.

Pentru a face acest lucru, vom

1. construi un cilindru cu diametrul de 100 mm și lungimea de 150 mm
2. duplicați acest cilindru și micșorați-i diametrul la 90 mm
3. faceți-i o gaură (făcând clic pe pictograma din colțul din dreapta sus)

O gaură este în esență spațiu negativ, astfel încât, ori de câte ori este fuzionată cu un alt obiect, va face o gaură de acea formă în obiect. Cam ca atunci când treci printr-un mal de zăpadă, cizma ta face o gaură care are forma piciorului tău în zăpadă.

Apoi vom îmbina acest cilindru cu gaură în mijlocul cilindrului original.

Acum, aceste două forme sunt independente și, din moment ce vrem ca ele să fie o formă colectivă, le vom selecta pe amândouă și vom apăsa funcția de grupare. Practic, acest lucru le lipește împreună, astfel încât dacă mutați una, o mutați și pe cealaltă.

Apoi vom folosi instrumentul de rotire (săgeata mică din jurul formei selectate) pentru a roti obiectul lateral cu 90 de grade, astfel încât acesta să se sprijine pe suprafața curbă.

Pasul 2: Patul de plante

Un coș de plante tipic are un diametru de 2,5 metri.5 cm rază și, prin urmare, dorim ca gaura în care se sprijină acest coș să fie echivalentă.

Pentru a face acest lucru, vom

1. Face un cilindru
2. Faceți-i un diametru de 50 mm și dați-i o înălțime de 35 mm
3. Faceți-i o gaură
4. Utilizați instrumentul de înălțare (săgeata ascendentă de deasupra formei selectate) pentru a o ridica cu 65 mm
5. Mutați-o în centrul cilindrului tubular astfel încât să existe 50 mm între ea și oricare dintre marginile cilindrului tubular. Acea față circulară a găurii ar trebui să vină la același nivel cu curbura cilindrului tubular mai mare.

Și, bineînțeles, grupați totul!

Pasul 3: Șuruburile

Atunci, pentru ca acest modul să fie modular, trebuie să devină o teselură (dacă pui mai multe laolaltă, ele se potrivesc perfect și nu lasă goluri).

Aceasta înseamnă că ne putem preface că un capăt al tubului se va înșuruba în celălalt capăt al tubului. Dar, în momentul de față, ambele capete sunt de aceeași mărime, așa că nu se poate potrivi fizic unul în celălalt.

Pentru a remedia acest lucru, vom adăuga la un capăt o prelungire cu același diametru exterior ca și diametrul interior al tubului mare (90 mm) și cu aceeași grosime a materialului.

Pentru a face acest lucru, vom

1. Tomăm un cilindru și îi dăm o înălțime de 20 mm și un diametru de 90 mm.
2. Duplicați-l și micșorați-i diametrul până la 80 mm
3. Faceți-i o gaură și uniți-l în mijlocul cilindrului original.
4. Și… grupați-i pe cei doi!

Puteți apoi să-l rotiți lateral cu 90 de grade și să-l uniți cu 5 mm într-un capăt al tubului mai mare.

Deci, acum putem pune aceste două capete diferite împreună foarte bine, dar nu există nimic care să le țină în loc. Ele se pot despărți pur și simplu cu o mică forță laterală.

Așa că, pentru a rezolva acest lucru, vom introduce un cuplu – adică o forță de rotație. Din cauza unghiului cu care este aplicată această forță, este mai greu de contracarat cu gravitația.

Și ce mod mai bun de a face acest lucru decât cu un șurub.

Acum, realizarea unui șurub este destul de dificilă. Din fericire, TinkerCAD are un depozit comun de forme aleatorii pe care oameni minunat de talentați le-au pus laolaltă, dintre care unul a realizat un șurub.

Pentru a schimba parametrii șurubului, fiecare formă are un meniu derulant la îndemână în care puteți pur și simplu să completați orice dimensiuni doriți.

Acum, vom face ca raza interioară a șurubului să fie 18 și raza exterioară a șurubului 20. Vom face ca înălțimea filetului interior și înălțimea filetului exterior să fie de 1 și, respectiv, 2 mm. De asemenea, vom da șurubului două „ture” – sau îl vom face să se înfășoare de două ori.

Vom da șurubului exterior un diametru de 100 mm și o înălțime de 10 mm. Vom duplica apoi acest șurub și îi vom schimba diametrul la 90 mm pentru șurubul interior.

Șurubul exterior va ieși cu 4 mm din capătul extensiei, iar șurubul interior va ieși cu 6 mm din celălalt capăt.

Și, în final. Grupați totul.

Și iată, o unitate hidroponică modulară. Combinată cu o grămadă de alte unități identice, ați putea face practic un sistem NFT complet, care poate fi personalizat în orice configurație doriți.

Singurele lucruri care lipsesc sunt articulațiile cu cot, precum și conexiunile solide pentru a face mai multe jgheaburi și mai multe niveluri. Acestea sunt destul de ușor de obținut folosind țevi din pvc, dar mai multe despre asta vor urma… :).

.