Procedimiento para el cultivo de algas unicelulares Pyrocystis fusiformis y su uso para la obtención de dispositivos de iluminación ambiental y señalización, sin consumo eléctrico.

El objeto de la presente invención consiste en el procedimiento de obtención de dispositivos de iluminación ambiental mediante el uso de poblaciones de micro-organismos bioluminiscentes que emiten luz sin consumo eléctrico y sin dañar al medio,

utilizando para ello micro-algas bioluminiscentes Pyrocystis fusiformis. Identifica el problema del consumo de energía eléctrica para producir luz y el que se gasta en producir lámparas y luminarias artificiales, así como el residuo en que estas se convierten al acabar su ciclo de vida útil. Propone como solución a este problema el aprovechamiento de las propiedades bioluminiscentes de microorganismos dispuestos adecuadamente en dispositivos de iluminación biodegradables.

PROCEDIMIENTO PARA EL CULTIVO DE ALGAS UNICELULARES

PYROCYSTIS FUSIFORMIS y SU USO PARA LA OBTENCiÓN DE

DISPOSITIVOS DE ILUMINACiÓN AMBIENTAL Y SEÑALIZACIÓN, SIN

CONSUMO ELÉCTRICO.

Objeto de la invención La presente invención se encuadra en el sector técnico biotecnológico y arquitectónico. Su principal objeto consiste en el procedimiento de obtención de dispositivos de iluminación ambiental y seí'lalización, capaces de emitir luz sin consumo eléctrico y sin dañar al medio, mediante el uso de poblaciones de microorganismos bioluminiscentes. En concreto, para ello se emplean algas unicelulares de la especie Pyrocystis fusiformis. Además del uso de poblaciones de micro-organismos bioluminiscentes, se presentan varios diseños de soportes biodegradables que acogerían dichas poblaciones para dar forma a distintos dispositivos capaces de emitir luz y/o proyectar información sin consumir energía eléctrica.

Todo ello genera una serie de ventajas, de entre las que destacan las siguientes:

Se sustituyen los tradicionales mecanismos de diseño y producción basados en el consumo de recursos naturales y la generación de desechos, por la generación de recursos y el impacto positivo en el medio. No se usa electricidad porque la luz emitida por los micro-organismos es natural. Se reduce la energía empleada en fabricar y mantener los actuales dispositivos artificiales que emiten luz ya que los micro-organismos crecen no se fabrican. Se reducen las emisiones de CO2 producidas al fabricar dichos dispositivos artificiales para la emisión de luz. Se evita el impacto paisajístico y medioambiental y se elimina la noción de desecho (el medio no reabsorbe una farola, pero sí micro-organismos y biomateriales) .

Estado de la técnica Los prototipos de dispositivos bioluminiscentes que se presentan se encuentran en fase experimental aunque ya se han obtenido resultados de laboratorio que avalan su viabilidad, y los procedimientos y protocolos de cultivo de los micro-organismos con los que se ha trabajado, se han particularizado para obtener los dispositivos bioluminiscentes correspondientes. Actualmente no existe ningún producto en el mercado con características similares, si bien se han realizado proyectos de investigación (también en fase experimental) que exploran las características bioluminiscentes de poblaciones de micro-organismos para emitir luz. Tal es el caso de los siguientes proyectos: Biomario (Namba, Minamoto y Morimoto 2009) , Deep Green 1 y Je/lyfish Lounge (Takayama y Nicholson 2004) , Exposure Smartsurfaces (Adelson, Feldman, Krauss, Ligeski, Sturm, Theisz 2009) , Bio-Light (Clive van Heerden PHILlPS 2011) .

El uso de micro-organismos bioluminiscentes con propósitos de diseño ha sido explorado por diferentes investigadores en distintas propuestas. Entre ellas, encontramos BioMario, una imagen del personaje del famoso videojuego de Nintendo configurada a partir de bacterias bioluminiscentes. En este proyecto, desarrollado por un equipo de la Universidad de Osaka liderado por Namba, Minamino y Morimoto para el concurso IGEM 2009, se utilizaron poblaciones de bacterias modificadas genéticamente para expresar colores rojos y verdes. Otras propuestas se centran en implementar poblaciones de bacterias en piezas de mobiliario. Este es el caso de las propuestas Deep Green 1 y Je/lyfish Lounge, ambas desarrolladas por el Symbiotic Bacterial Light Project de la Universidad de Canberra. El primer proyecto consiste en una lámpara tubular que contiene agua y bacterias que brillan al ser excitadas por el movimiento del agua producido al inyectar aire en las estructuras tubulares. El segundo, se trata de una silla que tiene una pantalla con bacterias en cuyo ADN se introdujo la proteína GFP (extraída del ADN de la especie de medusa Aquorea victoria) , la cual confiere a las bacterias la propiedad de emitir luz. Además de estas propuestas, Philips anunció el prototipo de lámpara Bio-Lamp en noviembre de 2011, la cual emite luz gracias a una serie de poblaciones de bacterias bioluminiscentes que se alimentan de metano. La lógica de funcionamiento de este prototipo es muy similar a la que Adelson, Feldman, Krauss, Ligeski, Sturm y Theisz utilizaron en 2009 para su proyecto Exposure para Smartsurfaces. Durante este mismo año se desarrolló la investigación sobre la manipulación de poblaciones de micro-organismos bioluminiscentes que se presenta en este documento.

Descripción del contenido de las figuras Figura 1. Prototipo de dispositivo bioluminiscente en estructura de componentes de base cuadrada y hexagonal para albergar poblaciones de Pyrocystis fusiformis,

donde: 1 -Estructura de componentes de bioplástico transparente de base hexagonal.

-Estructura de componentes de bioplástico transparente de base cuadrada.

Figura 2.A. Prototipo de dispositivo bioluminiscente en estructura de barras de bioplástico transparente para albergar poblaciones de Pyrocystis fusiformis, donde:

1. Barra de bioplástico transparente rellena de agua salada y poblaciones de Pyrocystis fusiformis.

2. Suelo de caucho reciclado.

3. Enchufe.

4. Calentador.

5. Componente de caucho reciclado relleno de agua salada y poblaciones de

Pyrocystis fusiformis.

6. Rótula metálica.

Figura 2. B. Dispositivo bioluminiscente de estructura de barras de bioplástico rellenas de agua salada y Pyrocystis fusiformis, para iluminación ambiental de espacios públicos.

Figura 2. C. Dispositivo bioluminiscente de estructura de barras de bioplástico rellenas de agua salada y Pyrocystis fusiformis, para ser"lalización de carreteras.

Descripción de la invención La novedad fundamental de la presente invención radica en el procedimiento de obtención de dispositivos de iluminación ambiental, aprovechando las cualidades lumínicas que presenta la especie de algas unicelulares Pyrocystis fusiformis, para producir luz de forma natural sin consumir energía eléctrica y sin emitir residuos nocivos para el medio. Estas dos características son las ventajas que ofrece con respecto a sistemas de iluminación tradicionales. Además, la invención presenta diseños de geometrías biodegradables y/o recicladas que albergan poblaciones de estas clases de micro-organismos para configurar dispositivos bioluminiscentes en función de los resultados obtenidos en laboratorio.

Las dos mayores dificultades que entraña el cultivo de poblaciones de dichos micro-organismos son cómo hacer que brillen de forma más intensa y cómo mantenerlos vivos el máximo tiempo posible. En este sentido, la invención presenta una serie de estrategias relacionadas con las condiciones de cultivo y el diseño de las geometrías que albergan las poblaciones de bacterias y algas unicelulares. Dichas estrategias se explican a través de los siguientes procedimientos de cultivo:

1) Procedimiento de cultivo de poblaciones de Pyrocystis fusiformis.

Obtención de agua salada a partir de agua destilada con sales minerales, añadir vitaminas y poblaciones de dinoflagelados de la especie Pyrocystis fusiformis en relación 1 :3; es decir, teniendo en cuenta que el volumen de agua ha de ser tres veces superior al de dinoflagelados Introducir en una incubadora el contenedor con agua salada y los dinoflagelados a una temperatura que oscile entre los 18º C y los 27º C, junto con una lámpara que ilumine el contenedor y permanezca 12h encendida y 12h apagada para que las algas unicelulares se acostumbren a su ciclo circadiano.

Cuando se alcance el nivel de luminosidad deseado (aproximadamente al cabo de una semana) , subdividir los cultivos vertiendo la mitad del contenido de cada contendor en otro distinto de igual tamaño que contenga agua salada y nutrientes; respetando la proporción 1:3 que se menciona en el primer punto.

Con respecto a los dispositivos bioluminiscentes que se propone patentar, se detallan a continuación los siguientes:

2) Descripción de prototipos para dispositivos bioluminiscentes que alberguen algas unicelulares de la especie Pyrocystis fusiformis.

Estructura pixelada para pantallas y elementos publicitarios con componentes cuadrados o hexagonales, hecha de bioplástico transparente (Fig.1) . Cada píxel, con una capacidad de 10ml a 50ml de volumen, se llenaría con agua salada y poblaciones de Pyrocystis fusiformis, y podría ser excitado mecánicamente de forma individual para emitir luz, e incluso mensajes de texto. La extensión en ancho y alto de este tipo de estructura flexible, dependería del uso que se le quisiera dar.

Barras cilíndricas de bioplástico transparente rellenas de agua salada y poblaciones de Pyrocystis fusiformis, con una rótula metálica en la base y un suelo de bioplástico o... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el cultivo de micro-organismos bioluminiscentes utilizando poblaciones de bacterias de la especie Pyrocystis fusiformis, especificado en el punto 1 del apartado de descripción, caracterizado por obtener agua salada a partir de la mezcla de agua destilada, sales minerales, vitaminas y poblaciones de dinoflagelados Pyrocystis fusiformis en relación 1 :3, teniendo en cuenta que el volumen de agua ha de ser tres veces superior al de dinoflagelados. Introducir en una incubadora el contenedor con agua salada y los dinoflagelados a una temperatura que oscile entre los 18º C y los 27º C, junto con una lámpara que ilumine el contenedor y permanezca 12h encendida y 12h apagada.

2. Uso de la especie de micro-algas bioluminiscentes Pyrocystis fusiformis para la obtención de los dispositivos de iluminación ambiental y señalización que se especifican en el punto 2 del apartado de descripción, cultivadas según el procedimiento de cultivo especificado en el apartado 1 de la descripción, citado también en la reivindicación 1.

3. Dispositivos bioluminiscentes de iluminación ambiental sin consumo eléctrico, que contienen poblaciones de micro-algas bioluminiscentes Pyrocystis fusiformis, tal y como aparecen descritos en el apartado 2 de la descripción, detallados a continuación:

-Estructura pixelada de compartimentos estancos unidos entre sí, compuesta preferentemente de una base cuadrada o hexagonal, con una capacidad de 10ml a 50ml de volumen, fabricada preferentemente con bioplástico transparente y rellanada con agua salada y poblaciones de Pyrocystis fusiformis para emitir luz y/o mensajes de texto al excitar cada pixel.

-Estructura de barras cilíndricas, compuesta por una rótula metálica en la base que sujeta las barras cilíndiricas y suelo de bioplástico o caucho reciclado, fabricado preferentemente con bioplástico transparente y rellenas de agua salada y poblaciones de Pyrocystis fusiformis para emitir luz al ser excitada por el viento.

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Figura 1