1. Unidad móvil de captura y fijación biológica de CO2, caracterizada porque comprende:

- una estructura portante móvil (1) en la que se integran los siguientes elementos:- al menos un fotobiorreactor (2) adaptado para el cultivo de microorganismos fotosintéticos,- dispositivos de captación (3) de gases adaptados para su conexión a una fuente emisora de gases de combustión,- una conexión (4) entre los medios de captación (3) de gases y el fotobiorreactor (2) de modo que el fotobiorreactor (2) es alimentado por el CO2 presente en el gas tomado de la propia fuente emisora,- unos medios para la regulación de la temperatura en el interior de la estructura portante móvil (1) y- al menos una luminaria (5) anexa al fotobiorreactor (2) adaptada para la proyección de irradiación sobre el cultivo.2. Unidad móvil de captura y fijación biológica de CO2, según la reivindicación 1, caracterizada porque la estructura portante móvil (1) comprende una primera zona (6) de temperatura regulada en la que se localiza el fotobiorreactor (2) y una segunda zona (7) térmicamente independiente de la primera zona (6) en la que se localizan los medios de captación (3) de CO2.3. Unidad móvil de captura y fijación biológica de CO2, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque comprende tres fotobiorreactores (2) que se corresponden con columnas cilíndricas de burbujeo.4. Unidad móvil de captura y fijación biológica de CO2, según la reivindicación 2 ó 3, caracterizada porque comprende un soporte que rodea al fotobiorreactor (2) y sobre el que se dispone un conjunto de luminarias (5).5. Unidad móvil de captura y fijación biológica de CO2, según la reivindicación 4, caracterizada porque comprende adicionalmente unos medios de regulación para la iluminación del conjunto de luminarias (5).6. Unidad móvil de captura y fijación biológica de CO2, según la reivindicación 5, caracterizada porque los medios de regulación para la iluminación del conjunto de luminarias (5) simulan un ciclo solar diario.7. Unidad móvil de captura y fijación biológica de CO2, según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende una sonda de pH (15) del cultivo en conexión con el fotobiorreactor (2) para la determinación de la inyección al fotobiorreactor (2) del CO2 capturado.8. Unidad móvil de captura y fijación biológica de CO2, según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende adicionalmente un tanque (8) para la preparación del medio de cultivo de organismos fotosintéticos y dispositivos para la alimentación (9) del medio de cultivo al fotobiorreactor (2).9. Unidad móvil de captura y fijación biológica de CO2, según la reivindicación 1, caracterizada porque el fotobiorreactor (2) comprende una sonda de nivel (13).10. Unidad móvil de captura y fijación biológica de CO2, según las reivindicaciones 5 a 9, caracterizada porque comprende una unidad de automatización de la secuencia de iluminación de las luminarias (5), de la temperatura de la zona controlada (6), del pH del cultivo del fotobiorreactor (2)y del aporte del medio de cultivo.11. Unidad móvil de captura y fijación biológica de CO2 según la reivindicación 1, caracterizada porque los medios de captación de CO2 comprenden un cartucho relleno con material mesoporoso (10) para la adsorción y almacenamiento de CO2.12. Unidad de captura y fijación biológica de CO2, según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende adicionalmente una estación meteorológica externa a la estructura portante móvil (1) que posee dispositivos para la medida y/o registro de la temperatura externa y la irradiancia externa para así poder simular estas características en el interior de la estructura portante móvil (1).13. Unidad de captura y fijación biológica de CO2, según la reivindicación 1,caracterizada porque comprende adicionalmente medios de cosechado de la biomasa previamente cultivada

Unidad móvil de captura y fijación biológica de CO₂.

Objeto de la invención

El objeto de la invención es una unidad móvil para el cultivo de microorganismos fotosintéticos adaptada para la captura y posterior fijación biológica del CO₂ contenido en gases de combustión de modo que permite evaluar de manera sencilla la idoneidad de tales gases como fuente de carbono para el cultivo de microorganismos fotosintéticos y la capacidad del sistema para la eliminación/fijación de CO₂.

Antecedentes de la invención

Son conocidas las plantas de captura y fijación biológica de CO₂ de situación contigua a un foco emisor de gases que incluyen fotobioreactores en los que se desarrolla un cultivo biológico capaz de fijar CO₂, persiguiendo de este modo la eliminación del CO₂ componente de los gases de combustión de focos emisores.

La instalación de este tipo de plantas fijas para el tratamiento de los gases de combustión de procesos industriales requiere una elevada inversión. Es importante conocer de antemano en primer lugar si los gases de combustión son compatibles con el medio de fijación biológico de CO₂ y en segundo lugar cuál es la eficiencia de fijación. Resulta esencial que antes de que se realice la instalación de una planta de estas características, se estimen adecuadamente la compatibilidad de los gases con el sistema, así como el grado de fijación de CO₂ y una estimación de la cantidad de biomasa a obtener, información esencial para determinar si resulta o no rentable la instalación de una planta de captura y fijación de CO₂ de mayores dimensiones.

La unidad móvil de captura y fijación biológica de CO₂ objeto de la invención permite evaluar de forma sencilla y certera los anteriores parámetros que pueden extrapolarse a las condiciones y características que tendría una planta fija, reduciéndose por tanto la incertidumbre a la hora de hacer un análisis cuantitativo y cualitativo de la futura inversión.

Descripción de la invención

La unidad móvil de captura y fijación biológica de CO₂ tiene como objetivo la captura de CO₂ de combustión de focos emisores y el uso de éste para el cultivo de microorganismos fotosintéticos en reactores, que pueden poseer cientos de litros, con el objeto de evaluar la eficiencia de los cultivos de estos organismos para la fijación del CO₂ a escala industrial.

La unidad de captura y fijación biológica de CO₂ considerada se caracteriza por su carácter móvil, que posibilita su desplazamiento hasta el propio foco emisor de gases es decir, que es desplazable al punto en el que se requiere su utilización. Este desplazamiento se puede realizar, por ejemplo, introduciendo la unidad con sus elementos integrantes en un medio de transporte adecuado, o bien, porque la propia unidad posee ruedas que posibilitan su transporte rodado.

La unidad de captura y fijación biológica de CO₂ comprende, además de la estructura portante móvil, los siguientes elementos integrados en la misma:

- al menos un fotobiorreactor adaptado para el cultivo de microorganismos fotosintéticos,

- dispositivos para captación de gases adaptados para su conexión a una fuente emisora de gases de combustión,

- una conexión entre los dispositivos de captación de gases y el fotobiorreactor de modo que el fotobioreactor es alimentado por el CO₂ presente en el gas tomado de la propia fuente emisora,

- unos medios para la regulación de la temperatura en el interior de la estructura portante móvil y

- al menos una luminaria anexa al fotobioreactor que está adaptado para proyectar irradiación sobre el cultivo.

Tanto los medios de regulación de la temperatura como la luminaria posibilitan que la fijación de CO₂ y el desarrollo del cultivo tengan lugar de modo adecuado y con la posibilidad de reproducir las diversas condiciones de irradiación: ciclo solar, continua y hasta condiciones de iluminación similares a la exterior.

Así, los anteriores elementos quedan integrados en el interior de la estructura portante móvil de modo que se desplazan con la misma. De este modo es posible tener una unidad piloto de captura y fijación biológica de CO₂ que puede ser transportada al foco emisor de gases de combustión, esto es, a la fuente de CO₂ sobre la que queremos realizar el estudio.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos que con carácter ilustrativo y no limitativo, representan lo siguiente:

Figura 1.- Vista esquemática de un ejemplo de realización de una unidad según el objeto de la invención.

Figura 2.- Vista en planta esquemática de un ejemplo de realización de disposición de luminarias alrededor de un fotobiorreactor.

Realización preferente de la invención

En el ejemplo de realización mostrado en la figura 1 la unidad posee tres fotobiorreactores (2), que se corresponden con tres columnas de burbujeo. La agitación y mezcla del cultivo de microorganismos fotosintéticos, por ejemplo, microalgas y/o cianobacterias, se realiza mediante aireación constante por inyección de aire desde la base de la columna procedente de un compresor. El caudal de gases se puede regular mediante rotámetros, aumentado o disminuyendo la turbulencia del cultivo. El gas conteniendo el CO₂ se inyecta también por la base de la columna de acuerdo a lo que demanda el cultivo.

La estructura portante móvil (1) comprende dos zonas independientes, una primera zona (6) de temperatura regulada en la que se localizan los fotobiorreactores (2) y una segunda zona (7) térmicamente independiente de la primera zona (6) en la que se localizan los medios de captación de CO₂.

La estructura portante móvil (1) puede también comprender medios de cosechado de la biomasa previamente cultivada para una posterior valorización de la misma. Estos medios de cosechado estarían localizados en la segunda zona (7), ya que no necesitan una temperatura regulada.

La mencionada regulación de la temperatura se puede realizar de forma manual, es decir, actuando sobre unos dispositivos acondicionadores, o bien, mediante una actuación automatizada. La unidad portante móvil (1) puede comprender un dispositivo de climatización, por ejemplo, una bomba de calor, para la realización de la mencionada función de regulación de la temperatura.

La unidad comprende también un conjunto de luminarias (5) para cada uno de los fotobiorreactores (2), de manera que en caso de que la unidad portante móvil (1) sea opaca, pueda iluminarse artificialmente el cultivo contenido en el fotobioreactor (2) para la realización de la fotosíntesis por el cultivo de organismos fotosintéticos.

En la figura 2 se representa un ejemplo de realización de la disposición de luminarias (5) que se localizan sobre un soporte longitudinal rodeando a la columna cilíndrica. Comprende cuatro luminarias (5), concretamente fluorescentes, aunque podrían ser de cualquier otro tipo. Los fluorescentes se encienden y apagan de forma automática en función de las horas de iluminación seleccionadas, por ejemplo, para simular un ciclo solar diario, aunque pueden también simularse otros ciclos, tales como de 16 horas de iluminación o de 24 horas de iluminación.

La unidad del ejemplo de realización posee también un tanque (8) para la preparación del medio de cultivo de los fotobioreactores (2) y dispositivos para la conexión de alimentación (9) del fotobioreactor (2) con medio de cultivo mediante una bomba de impulsión (11). La unidad portante móvil (1) puede comprender también un filtro (12) para la retención de partículas sólidas en la alimentación de medio a los fotobiorreactores (2).

La preparación del medio de cultivo se efectúa en el tanque (8) que se agita mediante aireación y se desinfecta para evitar contaminaciones biológicas mediante un sistema de burbujeo de ozono. Una vez se ha preparado mezclado y ozonizado el medio de cultivo, éste es impulsado mediante la conexión de alimentación (9).

1. Unidad móvil de captura y fijación biológica de CO₂, caracterizada porque comprende:

- una estructura portante móvil (1) en la que se integran los siguientes elementos:

- al menos un fotobiorreactor (2) adaptado para el cultivo de microorganismos fotosintéticos,

- dispositivos de captación (3) de gases adaptados para su conexión a una fuente emisora de gases de combustión,

- una conexión (4) entre los medios de captación (3) de gases y el fotobiorreactor (2) de modo que el fotobioreactor (2) es alimentado por el CO₂ presente en el gas tomado de la propia fuente emisora,

- unos medios para la regulación de la temperatura en el interior de la estructura portante móvil (1) y

- al menos una luminaria (5) anexa al fotobioreactor (2) adaptada para la proyección de irradiación sobre el cultivo.

2. Unidad móvil de captura y fijación biológica de CO₂, según la reivindicación 1, caracterizada porque la estructura portante móvil (1) comprende una primera zona (6) de temperatura regulada en la que se localiza el fotobiorreactor (2) y una segunda zona (7) térmicamente independiente de la primera zona (6) en la que se localizan los medios de captación (3) de CO₂.

3. Unidad móvil de captura y fijación biológica de CO₂, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque comprende tres fotobiorreactores (2) que se corresponden con columnas cilíndricas de burbujeo.

4. Unidad móvil de captura y fijación biológica de CO₂, según la reivindicación 2 ó 3, caracterizada porque comprende un soporte que rodea al fotobiorreactor (2) y sobre el que se dispone un conjunto de luminarias (5).

5. Unidad móvil de captura y fijación biológica de CO₂, según la reivindicación 4, caracterizada porque comprende adicionalmente unos medios de regulación para la iluminación del conjunto de luminarias (5).

6. Unidad móvil de captura y fijación biológica de CO₂, según la reivindicación 5, caracterizada porque los medios de regulación para la iluminación del conjunto de luminarias (5) simulan un ciclo solar diario.

7. Unidad móvil de captura y fijación biológica de CO₂, según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende una sonda de pH (15) del cultivo en conexión con el fotobiorreactor (2) para la determinación de la inyección al fotobiorreactor (2) del CO₂ capturado.

8. Unidad móvil de captura y fijación biológica de CO₂, según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende adicionalmente un tanque (8) para la preparación del medio de cultivo de organismos fotosintéticos y dispositivos para la alimentación (9) del medio de cultivo al fotobioreactor (2).

9. Unidad móvil de captura y fijación biológica de CO₂, según la reivindicación 1, caracterizada porque el fotobiorreactor (2) comprende una sonda de nivel (13).

10. Unidad móvil de captura y fijación biológica de CO₂, según las reivindicaciones 5 a 9, caracterizada porque comprende una unidad de automatización de la secuencia de iluminación de las luminarias (5), de la temperatura de la zona controlada (6), del pH del cultivo del fotobiorreactor (2) y del aporte del medio de cultivo.

11. Unidad móvil de captura y fijación biológica de CO₂, según la reivindicación 1, caracterizada porque los medios de captación de CO₂ comprenden un cartucho relleno con material mesoporoso (10) para la adsorción y almacenamiento de CO₂.

12. Unidad de captura y fijación biológica de CO₂, según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende adicionalmente una estación meteorológica externa a la estructura portante móvil (1) que posee dispositivos para la medida y/o registro de la temperatura externa y la irradiancia externa para así poder simular estas características en el interior de la estructura portante móvil (1).

13. Unidad de captura y fijación biológica de CO₂, según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende adicionalmente medios de cosechado de la biomasa previamente cultivada.