CAMPO TÉCNICO
La presente invención pertenece al campo de las técnicas industriales diversas, o
biotecnología. Particularmente pertenece al campo de los aparatos y procesos
empleados para la separación, desinfección, captación y/o eliminación de partículas
en el aire, gases o vapores, aún más específicamente se refiere a un sistema para
captar y monitorear agentes contaminantes atmosféricos usando microalgas. Dicho
proceso lo monitorizamos y registramos usando tecnología blockchain para
garantizar la trazabilidad del producto.
ANTECEDENTES
La contaminación del aire es un problema ambiental que se ha acentuado en los
últimos años, principalmente en las grandes ciudades.
Se sabe que la emisión y dispersión de los contaminantes en la atmósfera, son
producto de la actividad humana, en donde contribuye enormemente la topografía,
así como las condiciones climáticas.
Ante este problema, muchos países han implementado acciones para disminuir la
producción de contaminantes atmosféricos, como por ejemplo, el Protocolo de Kyoto
un acuerdo firmado por los principales países industrializados y en vías de
desarrollo, el 11 de diciembre de 1997, en el que se promueve el desarrollo
sostenible.
Los países firmantes, están obligados a cumplir los compromisos cuantificados de
limitación y reducción de las emisiones, aplicando y elaborando políticas y medidas
sancionadoras.
Ante esta situación, son conocidos en el estado de la técnica alternativa para la
purificación del aire, algunas conocidas como ecotecnologías, las cuales son
instaladas principalmente en ciudades. Por citar alguna, se encuentran los jardines
verticales, que se están abriendo paso en las construcciones verdes como tendencia
ecológica con gran éxito y aceptación en la arquitectura, aportando beneficios a
favor del medio ambiente. De esta manera, aún prevalece la necesidad de encontrar
una solución al problema de disminuir los contaminantes atmosféricos,
preferentemente en zonas urbanas o lugares públicos abiertos.
Para tal fin, actualmente han surgido nuevas propuestas de tecnologías, dentro de las
cuales y para efectos de la presente invención aquellas conocidas como árboles
urbanos, las cuales son consideras como las más cercanas a la presente invención.
Por citar un ejemplo, se encuentra la patente china CN 103982061 , que describe un
dispositivo provisto en una estación de autobuses utilizada para purificar el aire
mediante la generación de energía fotovoltaica como fuente de alimentación y
pertenece al campo técnico de la aplicación de protección del medioambiente. La
corriente que es producida por una célula solar almacenada por una batería de
almacenamiento de energía y es transmitida a un controlador de corriente por un
cable eléctrico; El aire que entra en el dispositivo electrostático ioniza el polvo en
una cámara de ionización, se cargan materias particuladas en el aire y las materias
particuladas cargadas tienden a una cámara de adsorción bajo los efectos de una
fuerza de campo eléctrico y la corriente de aire y el aire purificado es descargado
del ambiente circundante.
Otro documento conocido es la solicitud de patente china CN 105561719, que
describe un sistema de árbol artificial inteligente purificador del aire de la ciudad
sobre la base de la fuente de alimentación de materiales fotovoltaicos. El sistema
comprende una subestación transformadora, una estación de suministro de agua y
dispositivos automáticos de eliminación de polvo. Los dispositivos automáticos de
remoción de polvo están dispuestos uniformemente a los lados de una carretera de
la ciudad a intervalos. Todos los dispositivos automáticos de eliminación de polvo
están conectados entre sí en paralelo mediante cables, luego están conectados con
la subestación del transformador, están conectados entre sí en paralelo por tuberías
de suministro de agua y luego están conectados con la estación de suministro de
agua.
Es evidente derivado de las enseñanzas del estado de la técnica citado, que aún y
cuando en la actualidad son conocidos dispositivos o sistema para la captación de
contaminantes en el aire, en los cuales utilizan microrganismos, no se tiene
conocimiento sobre las condiciones específicas para mantener la viabilidad o
estabilidad de los mismos en ambientes variables, muy particularmente en zonas
abiertas o ciudades con índices elevados de contaminación atmosférica, en donde
parámetros como luz, nutrientes, pH, temperatura, C02, entre otros, dificultan su
funcionalidad, ya que provocan la muerte de los microorganismos. Esto representa
un problema, debido a que, en los lugares abiertos, como calles, parques, plazas o
azoteas, las condiciones ambientales pueden variar considerablemente de un
momento a otro, o simplemente no son las mismas en el transcurso del día, lo cual
provoca un mal o nulo funcionamiento del dispositivo o sistema. Por lo tanto, el
problema al que nos enfrentamos en la presente invención, está dirigido a proveer
una alternativa para la captura de contaminantes atmosféricos mediante el uso de
microorganismos, preferentemente microalgas y/o biofiltros, el cual pueda operar
adecuadamente tanto en zonas abiertas como en el interior de edificios donde se
concentran altas cantidades de C02 que facilitan la propagación de virus y
bacterias.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Es por tanto el objetivo de nuestros biofiltros, captar y monitorear agentes
contaminantes atmosféricos y ambientales. Comprende un armazón de protección
que envuelve y protege a todo el sistema, ademas de ser aprovechado dicho
armazón como soporte de fijación de paneles solares; un módulo de alimentación, el
cual tiene la función de proveer la energía eléctrica al sistema; un módulo de
biorremediación o decantador de gases que hace las veces de captar y enfriar las
partículas gaseosas contaminadas que servirán directamente como alimento a las
microalgas; un módulo de control y monitoreo que registra y modifica parámetros de
operación en tiempo real; y al menos una unidad de captación y cosecha de la
biomasa.
Sistema purificador con luz ultravioleta para la desinfección y esterilización de la
corriente de aire que entra en contacto con las microalgas; un módulo base o
estructura que brinda soporte y estabilidad, ubicado en la parte inferior; un módulo
o deposito de contención para el cultivo provisto de almacenamiento del medio o
solución nutritiva, el cual requiere una variedad de microalgas o cianobacterías para
su crecimiento; un módulo de intercambio o serpentín de burbujeo destinado a
suministrar aire cargado de contaminantes, C02, con el fin de forzar a las microalgas
a absorber y transformar C02 en proteína y oxigeno, en al interior del biofiltro
purificador, para de esta forma tener un intercambio de dichos elementos
contaminantes; un módulo decantador y enfriador de gases en donde entra la
corriente contaminada del exterior que ingresa a esta para poder ser tratada; un
módulo de control conectado a internet que controla las diversas funciones del
biofiltro purificador de aire. Optimizar los recursos de control y los parámetros de
crecimiento.
Nos permite usar una especie adaptada y aislada previamente seleccionada en
función de su alta capacidad para resistir concentraciones altas de C02 y otros
agentes contaminantes, así como tolerar las condiciones climáticas del lugar. La
elección de las especies a cultivar puede depender de la finalidad que se le desea
brindar a la biomasa resultante, es decir, de manera ventajosa, dicha biomasa puede
ser utilizada con fines cosméticos, alimenticios, agrónomos o cualquier otro
conocido.El biofiltro además comprende un sensor de pH (no mostrado) que está en
comunicación con un módulo de control y monitoreo, el cual identifica cuando el
parámetro de pH no está dentro del rango configurado y envía una señal para que
un dosificador (no mostrado) administre una solución con base alcalina, que permita
estabilizar nuevamente dicho parámetro.En la parte inferior del biorreactor se usa
una llave de drenado que se conecta a un deposito facilitado por el servicio de
mantenimiento de los equipos.
La producción de microalgas o cianobacterias aumenta proporcionalmente con la
temperatura hasta alcanzar una temperatura óptima para cada especie. Por encima
de esta, aumenta la respiración y la fotorrespiración reduce la productividad global.
Adicionalmente, y para aumentar la productividad, del biofiltro se fabrica de un
material transparente que permite el paso de la luz. Otro elemento que contribuye a
la mejora del sistema seria la instalación de al menos una tira de led, que provee
aproximadamente 3 mil lúmenes de luz blanca en periodos de entre 8 a 12 horas,
dirigidas hacia la solución alojada en los biofiltros. La intensidad lumínica es uno de
los principales parámetros a considerar en un cultivo, debido a que, en ausencia de
limitación por nutrientes, la fotosíntesis se incrementa con el aumento de la intensidad
lumínica, hasta alcanzar la máxima tasa de crecimiento específica para cada especie
en el punto de saturación por luz. Pasado este punto, se alcanza el punto de
fotoinhibición, con resultados perjudiciales para la misma célula e incluso la muerte,
implicando pérdida de eficiencia fotosintética y productividad del cultivo. Por lo
tanto, la alimentación eléctrica para el funcionamiento de dichas tiras con una
pluralidad de diodos emisores de luz se da a través de la salida del inversor de
corriente del módulo de alimentación.
El módulo de control y monitoreo se compone de una fuente de alimentación que se
conecta a la salida del inversor de corriente, una tarjeta de programación y un
conjunto de sensores que miden la calidad del aire. El sistema de monitoreo controla
la bomba hidráulica, la iluminación de las tiras de led y a su vez posee una
pluralidad de sensores de calidad de aire que determinan las condiciones de
operación del sistema para captar y monitorear agentes contaminantes atmosféricos
con la siguiente programación certificamos la funcionalidad del sistema.
Descripción del equipo
Tubos de PVC de 80mm para la extraer el aire del interior de los
depósitos usando un ventilador..Diámetro: 14,9 cm.
Potencia de entrada: 40 W.
Volumen de succión de aire: 1100 L/h
Velocidad nominal: 2800 rpm.
El cosechado, la separación biomasa-agua, se realiza mediante una malla de
40micras decantando por gravedad durante diferentes periodos de tiempo.
Diseño experimental
Primer sistema, prototipo e instalado en Madrid, de 10.000 Litros en producción y
biofitración. Dicho sistema consta de diez depósitos IBC-GRG interconectados con
tuberías de PVC, junto al serpentín ademas de un sistema de sensorización para
registrar los indices de CO2.Sistema solar fotovoltaica para generar energía de
forma autónoma.
Producido en Granada España Ecoespiruline ©2022.