Valerio Lo Verso del Dipartimento di Energia (TEBE Research Group) (docente del corso di Building Physics del Corso di Laurea in Architettura/Architecture - del Politecnico di Torino).

La necessità di maggior eco-compatibilità dei prodotti e dei processi in Architettura ha condotto allo sviluppo di componenti innovativi con ridotti consumi di energia e di materie prime e abbattimento delle emissioni di C02 nell’aria. E’ proprio da questa necessità che nasce il progetto SOS_Tebe, il cui obiettivo consiste nel progettare, sviluppare e realizzare sistemi di schermatura statica delle superfici vetrate basati su processi di crescita di microalghe all’interno di fotobioreattori.

La bio-sottrazione di anidride carbonica dagli ambienti interni mediante microalghe è un metodo promettente sia per combattere il riscaldamento globale che per incrementare la qualità dell’aria interna (IAQ). Le microalghe sono inoltre una fonte importante di proteine, lipidi e carboidrati per l'industria alimentare, nutraceutica, farmaceutica e cosmetica. La crescita di microalghe è influenzata dalla disponibilità di anidride carbonica, dalla presenza di luce solare, dalla composizione del terreni di coltura e dal rapporto superficie/volume del fotobioreattore.

Il progetto SOS_Tebe ha come obiettivo la produzione di biomassa, la bio-sottrazione di C02 e l'incremento dell'IAQ e delle prestazioni ottiche di semplici ed economici fotobioreattori per la crescita di microalghe, applicabili alla superficie interna della finestre come schermi statici (PBSRs). I PBSRs sono elementi trasparenti in grado di schermare la luce solare diretta attraverso un assorbimento selettivo della lunghezza d'onda del rosso nel campo del visibile e del vicino infrarosso.

Le microalghe selezionate per questo lavoro sperimentale sono state studiate in un precedente lavoro di tesi magistrale (Biolatto N. B., Utilizzo di reflui liquidi e gassosi per la produzione di biomassa algale, 2013, Relatrice: F. Bosco), che si è svolto presso il Laboratorio di biotecnologie del Dip. DISAT del POLITO, nel corso del quale sono stati messi a punto i terreni di crescita delle microalghe e i sistemi di analisi e valutazione della cinetica di crescita della biomassa. Il lavoro sperimentale di tesi che verrà qui illustrato è stato svolto principalmente presso il laboratorio Biotecnologico del Dip. DISAT del POLITO ed è consistito:

- nella progettazione e realizzazione di diversi prototipi di fotobioreattori (PBSRs) in scala 1:1 per ottimizzare il tasso di crescita delle microalghe e il comfort visivo interno di un ambiente tipo (stanza di riferimento) reale,

- nell’applicazione dei PBSRs sulla superficie vetrata di una stanza di riferimento, come schermatura statica per la protezione dalla luce solare diretta,

- nel monitoraggio delle condizioni di crescita delle microalghe in-situ mediante analisi spettrofotometrica e pesatura della massa secca prodotta,

- nella valutazione della trasmittanza della radiazione solare del PBSRs mediante fotosensori collegati ad un datalogger.

Le simulazioni illuminotecniche sono state condotte presso il gruppo TEBE del Dip. DENERG del POLITO e sono consistite:

- nella valutazione, mediante software Radiance, delle condizioni di illuminazione dell’ambiente interno variando dimensioni, orientamento e superficie di area finestrata coperta,

- nella stima della domanda di energia elettrica per l'illuminazione della stanza di riferimento, utilizzando il software Daysim.

Nel Capitolo I vengono analizzati i fotobioreattori utilizzati in edilizia, ponendo in evidenza vantaggi e gli svantaggi delle diverse tecnologie. Nel Capitolo II sono descritte le microalghe, la loro struttura e i fattori che ne regolano la crescita. Nel Capitolo III vengono illustrati i materiali e i metodi sperimentali adottati nel corso del lavoro di tesi (tecniche di coltura, analisi di laboratorio, simulazioni illuminotecniche). Nel Capitolo IV vengono riassunti e discussi i risultati sperimentali. Nel Capitolo V vengono sintetizzate le considerazioni finali sui risultati ottenuti. Nel Capitolo VI sono illustrate alcune applicazioni del PBSRs (stanza tipo di riferimento al POLITO e futura applicazione degli schermi in una scuola materna). Nel Capitolo VII sono trattati gli sviluppi futuri del PBSRs.