Dispositivo modular como envolvente arquitectónica estructural con función de fotobioreactor para la producción de microalgas.

1. Fotobiorreactor para producción de microalgas como envolvente arquitectónica estructural,

caracterizado por ser un sistema modular de bloques de vidrio moldeado, ensamblables e integrables en la arquitectura, que permite de forma estanca el flujo de fluidos en su interior con un contenido en micro-algas, y que permite el crecimiento de éstas al absorber la luz transmitida por las caras translúcidas de los bloques de vidrio moldeado para realizar su función fotosintética, estando los bloques construidos con hueco interior y con canales de paso por dos de sus caras y conexionado estanco entre módulos, pudiendo conformar fachadas, paramentos, cubiertas de diversa índole y pavimentos.

FOTOBIORREACTOR PARA PRODUCCIÓN DE MICROALGAS COMO ENVOL VENTE ARQUITECTONICA ESTRUCTURAL DE CIRCUITO CERRADO REALIZADA EN VIDRIO MOLDEADO MODULAR

SECTORES TÉCNICOS A LOS QUE SE REFIERE LA INVENCIÓN

Fotobiorreactores de algas Producción de algas en arquitectura.

Acumuladores de energía.

Energías renovables.

Edificación sostenible.

Arquitectura bioclimática.

Medio ambiente OBJETO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un fotobiorreactor formado por un sistema modular de bloques de vidrio moldeado, ensamblables e integrables como envolventes en la arquitectura, que permiten el flujo de fluidos en su interior caracterizados por su contenido en micro-algas y el crecimiento de éstas al absorber la luz transmitida por las caras translúcidas de los bloques de vidrio moldeado para realizar su función fotosintética y consecuentemente así la producción de biomasa, biofuel y otros 'Productos de alto valor añadido.

En esta invención se combinan por primera vez elementos constructivos integrados en edificios y elementos urbanos, con la producción de biomasa y biofuel a través de las algas, al conseguir la doble función de fotobiorreactor y elementos constructivos.

PROBLEMA TÉCNICO PLANTEADO La producción de algas de manera continua e integrada en estructuras y elementos de edificación y estructuras urbanas, como por ejemplo, envolventes de edificios. En la actualidad la producción de algas en fotobioreactores de circuito cerrado emplea sistemas tubulares en serpentín, de material plástico, metacrilato y otros, o sistemas de láminas también en material sin propiedades estructurales, sistemas no integrables estructuralmente en fachadas y cubiertas de edificios o pavimentos interiores o exteriores urbanos. Es preciso señalar que hay también cultivos de algas en sistemas abiertos tipo piscina o lagos, pero no entran en el rango de esta invención que aquí se reivindica. Este problema de fotobiorreactores con propiedades estructurales no está hasta la fecha ni planteado ni resuelto en la industria o en la literatura, siendo las aplicaciones descritas en la literatura científica o quizás algunas construidas solamente aditivos no estructurales sobre fachadas o cubiertas tradicionales de edificios.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

ESTADO DE LA TÉCNICA El objeto de la presente invención es conseguir que las superficies de los edificios y ciudades adquieran una función adicional a las tradicionales constructivas, y referida a los problemas energéticos: Absorber la luz del sol y convertir parte de su energía en biomasa mediante fotosíntesis de micro-algas, permitiendo la circulación de fluidos con algas por esas superficies para formar un nuevo tipo de fotobiorreactor.

Los fotobiorreactores tubulares, o de láminas, pueden ser descritos como contenedores cerrados, transparentes o translúcidos, en donde se cultiva y produce biomasa bajo control estricto de las condiciones de cultivo, por fotosíntesis de microalgas.

Los fotobiorreactores de ciclo cerrado han sido hasta ahora normalmente tubos cilíndricos continuos de vidrio, pyrex o templado, o metacrilato, ensamblados en serpentín, con entradas para agua con algas, nutrientes y C02. No tienen mayor sofisticación ni complicación mecánica y son de tipo industrial.

Estos fotobiorreactores tradicionales para el cultivo de microalgas se disponen de forma industrial ocupando suelo que no tiene otra función que la de acoger los sistemas de tuberías transparentes y/o translúcidas.

En la literatura científica aparecen esporádicamente algunas noticias sobre el cultivo de algas en edificios: (http://www.hok.com/thought-leadership/algae-powers-process-zero-conceptbuilding/) , en el que se describe un posible edificio propuesto por HOK / Vanderweil, en el que se utilizan reactores tubulares a lo largo de las fachadas. El edificio propuesto por Splitterwerk Architects en Alemania usa paneles superpuestos al edificio, pero no elementos estructurales dotados de resistencia mecánica. De la misma manera (http://www.algaeobserver.com/photobioreaktor-fassade-algenfassade ) el edificio diseñado por PoIa Dietrich en la Universidad de Stuttgart propone membranas sin resistencia mecánica incluidas en las fachadas de los edificios.

En (http://peakenergy.blogspot.com.es/2009/09/algae-covered-buildings-to-boost.html) se proponen también edificios con envolventes que cultiven algas, pero sin aportar solución mecánica ni constructiva.

En (http://smartgeometr y .org/index. php?option=com 30ntent&view=article&id= 154) se proponen persianas (paneles verticales) para cultivo de algas, de nuevo sin resistencia mecánica ni estructural.

Una revisión de las patentes concedidas en España para fotobiorreactores muestra que existen las siguientes:

a) ES 2129 906 T3. Disposición para tratamiento de gases que contienen dióxido de carbono. Se describe en esta patente un dispositivo plano formado por varias láminas de vidrio en forma de elemento de superficies planas translucidas en una o varias de sus caras. Las láminas forman varias capas, estando prevista una de ellas para circulación del fluido que contiene algas que absorben dióxido de carbono, y otra u otras que funcionan de aislantes térmicas. Este dispositivo carecer de propiedades estructurales.

b) 2238275, CI2M1/00. Fotobiorreactor con entrada de luz mejorada mediante ampliación de la superficie, desplazador de longitudes de onda o transporte de luz. Este fotobiorreactor es esencialmente una cámara de paredes de vidrio con incremento de superficie del mismo pero sin posibilidad de ser incorporado como elemento estructural en edificios.

c) La patente ES-2319376_Al, que es una invención de un reactor en circuito abierto a medio camino entre los estanques someros a cielo abierto y los serpentines tubulares, con nula aplicación como elemento estructural en arquitectura.

d) ES-2347515_Al, que es una invención de un reactor especialmente indicado para absorber gases de emisión de alto contenido en C02, con recirculación contínua de líquido a través de láminas de tejido, construido en forma de panel sin propiedades de resistencia estructural y por tanto inválida para el problema que con la presente invención se quiere resolver.

e) ES-2353830, Fotorreactor, que emplea elementos luminosos alimentados mediante electricidad que enciende LEDs (Light Emitting Diodes) cuya luz produce la fotosíntesis de algas. No tiene propiedades estructurales, y no es adecuado para el objetivo pretendido en esta invención que es la captura de la luz solar, y no de la luz eléctrica.

f) ES-2370583_BI, un fotobiorreactor formado por tubos dispuestos en posición vertical abiertos, organizados en cámaras de cultivo, sin propiedades estructurales.

g) ES-2377619_Al, fotobiorreactor para el cultivo de algas a gran escala, donde la fotosíntesis se realiza a partir de luz eléctrica proporcionada por LEDs, sin propiedades estructurales.

Por lo que se ha estudiado y se presenta más arriba, no existen en el mercado reactores funcional y estéticamente capaces de ser integrados con la rigidez y resistencia mecánicas necesarias en los edificios y pavimentos, incorporándose corno elementos constructivos en ellos sin rotura de la estética arquitectónica, corno los que aquí se presentan.

Los inventores llevan algunos años trabajando sobre la posibilidad de incorporar fotobiorreactores para la producción de biomasa con microalgas a los edificios de las ciudades, no corno meros aditivos o elementos cortina, sino corno elementos estructurales de los mismos, lo que presenta ventajas industriales y constructivas, y significa una solución rupturista en el diseño arquitectónico.

Corno hemos visto, una revisión exhaustiva de la literatura científica y tecnológica no produce ningún resultado en el cual los reactores para cultivo de algas sobre envolventes de edificios estén dotados de la resistencia mecánica necesaria para ser utilizados corno elementos estructurales en los mismos, lo que sin embargo es el núcleo de la invención, objeto de esta patente.

El estudio detallado del problema y las posibles soluciones han llevado a la presente invención en la que se utilizan, para formar un fotobiorreactor con propiedades estructurales para formar envolventes de edificios y otras estructuras arquitectónicas y urbanas, vidrios moldeados de alta resistencia con canales para el flujo de líquidos, que pueden ser construidos de forma estandarizada, y que permiten un flujo continuo de líquidos en su interior, una vez ensamblados en líneas de flujo de extensión arbitraria, capaces de formar fachadas, cubiertas, pavimentos de viales o de plazas.

CAMPO DE...

Fotobiorreactor para producción de microalgas como envolvente arquitectónica estructural,

caracterizado por ser un sistema modular de bloques de vidrio moldeado, ensamblables e integrables en la arquitectura, que permite de forma estanca el flujo de fluidos en su interior con un contenido en micro-algas, y que permite el crecimiento de éstas al absorber la luz transmitida por las caras translúcidas de los bloques de vidrio moldeado para realizar su función fotosintética, estando los bloques construidos con hueco interior y con canales de paso por dos de sus caras y conexionado estanco entre módulos, pudiendo conformar fachadas, paramentos, cubiertas de diversa índole y pavimentos.