Staklena basta 2081

Moderni staklenik.

Predmet rada je dizajn i upravljanje zatvorenim sistemom staklene bašte. Akcenat je stavljen na primeni dostupnih, modernih, tehnologija na proizvodnju ogranske hrane. Korišćenjem obnovljivih izvora energije, kao i samih principa konstrukcije sistema naglašava se samoodrživost, usvajaju načela organske poljoprivrede i na ekološki prihvatljiv način primenjuju tehnologije upravljanja i nadgledanja.

Na nivou automatizacije sistema, različiti su elementi upravljanja zemljištem i biljnom masom, kao i sistemi za podršku. Gde u prve ubrajam kontrolu zalivanja, vlažnosti, temperature, itd. Dok sisteme podrške čine grejači, vetroturbina, baterije i dr. Svi električni potrošači snabdeveni su obnovljivim izvorima električne energije, što projektu daje ekološku samosvesnost. Off-grid dimenzija dozvoljava konstrukciju sistema na bilo kom mestu, nezavisno od napajanja gradske mreže.

Cilj svakog staklenika je da omogući kontrolisani uzgod biljaka nezavisno od atmosferskih prilika i spoljašnjeg uticaja. Kao takav, omogućava biljkama okruženje sa konstantno optimalnom temperaturom, vlažnošću vazduha, prihranom, osvetljenošću i drugim. Ulaznih parametara u okviru ovakvog sistema može biti na pretek a u okviru ovog rada fokus će biti na kontroli temperature i vlažnosti zemljišta, dok će ostali parametri biti manipulisani samom konstrukcijom objekta.

Glavni zadatak upravljanja je minimalizacija negativnih i maksimizacija pozitivnih klimatskih uticaja na proizvodnju

hrane. S tim na umu kontroleru se daje zadatak da ulazne parametre koje predstavljaju temperatura, količina padavina odnosno vlažnost zemljišta prilagodi potrebama biljne kulture koja se uzgaja, te ih u sistemu zatvorene povratne sprege održava optimalnim.

Centralnu jedinicu upravljanja i nadgledanja čini PLC sa senzorima. Izlazni parametar predstavlja sama biljka bilo u vidu lisne mase ili konkretnog ploda, a sistemi za podršku su solarni grejač, sistemi hlađenja i vetroturbina.

Kako vremena na farmi, a posebno u okviru organske proizvodnje nikad nema dovoljno, pored samoupravljivosti i minimalizacije ljudskog rada, važna stavka je mogućnost daljinskog upravljanja i skupljanja podataka. Android aplikacijom moguće je pristupiti sistemu udaljeno. Dok se u okviru prikupljanja informacija beleže statistički podaci na nivou izabranog vremenskog perioda, npr. u broju padavina, količini i pravcu vetra, i slično. Čime se dobijaju korisni podaci o mikroklimi konkretne lokacije a kasnije ti parametri upotrebljavaju u daljim proizvodnim planovima. Uz naglašen prototipni karatker i modularnosti sistema, izdvaja se ciljana konstrukcija ka implementaciji automatizacije u okviru malih i srednjih sistema za proizvodnju organske hrane.

O organskoj proizvodnji

Industrijska revolucija je ključni civilizacijski pomak donela baš u proizvodnji hrane. Postalo je znatno jednostavnije proizvoditi veliku količinu hrane, što čini osnov privrednog, naučnog i rasta populacije koji imamo u kratkom periodu modernog doba. Istraživanja u proizvodnji hrane na poljima poljoprivrede, molekularne biologije, tehnologije i raznih srodnih grana napreduju iz dana u dan. Sa druge strane, pojavljuju se mnogi neželjeni efekti ovakvog načina proizvodnje hrane, poput uništavanja prirodnih ekosistema, zasićenja tla veštački suplimiranim mikroelementima i slično. Kao alternativa modernoj poljoprivredi javlja se vraćanje na stare principe u sveukupnom procesu proizvodnje hrane pod zajedničkim nazivom, organska poljoprivreda (proizvodnja).

Principi organske poljoprivrede uključuju formiranje proizvodnih sistema sa elementima održavanja kvaliteta zemljišta u okviru određenog ekosistema a zasniva se na ekološkim procesima, biodiverzitetu i praćenju prirodnih ciklusa prilagođenih lokalnim uslovima, bez korišćenja inputa sa neželjenim efektima. Pod neželjenim efektima ubrajaju se svi elementi moderne poljoprivrede poput korišćenja pesticida, prihrane veštačkim đubrivima pa i zloglasnom genetskom modifikacijom. Primera radi, u okviru organske proizvodnje ne pribegava se suzbijanju korova ili štetočina nekim hemijskim sredsvima. Samim tim se akcenat stavlja na samog čoveka kome se posao u bašti multiplicira. Ovako dobijeni proizvodi ne samo da su kvalitetniji, ukusniji i zdraviji, već se i jaz u ceni, odnosno zaradi, svakodnevo povećava u korist hrane dobijene organskom proizvodnjom.

Naslonjeno na organsku proizvodnju javilo se i pitanje implementacije čoveka u ovakav „novi- stari“ sistem vrednosti. Konzumacija energije i poreklo iste, izbor materijala, distribucija proizvoda i mnogi drugi važni elementi čovekovog postojanja na Zemlji, doveli su do stvaranje velikog broja organizacija sa ciljem sprečavanja neželjenih efekta popularnom pristupu proizvodnje uopšte. Česta su formiranja eko sela, sve se više implementira reciklaža, a o obnovljivim izvorima energije se svakog dana govori sve više. Pojavljuju su se mnogi humanistički pravci poput popularne permakulture, koji vrednujući sisteme organske proizvodnje i korišćenja obnovljivih izvora energije objedinjuju princip samoodrživosti. Povećava se potreba za objedinjenoj primeni znanja iz oblasti poljoprivrede, biologije, ekologije, tehnologije, arhitekure na svakodnevni život čoveka, u skladu sa prirodom.

Kako se prihod i uloženi rad značajno uvećavaju javlja se potreba za „pametnom automatizacijom“, koja bi integrisana u navedene principe a uz primenu obnovljivih izvora energije, na najbolji način optimizovala složene zahteve organske proizvodnje. Upravo ovakvo upravljanje i nadgledanje na prototipnoj staklenoj bašti biće istraženo u okviru ovog rada.