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  TitoloSistema di illuminazione per organismi fotosintetici acquatici
  Sommario
L’invenzione consiste in un sistema di illuminazione ottimizzato per organismi fotosintetici acquatici costituito da almeno un pannello dotato di diodi (LED) RGB e caratterizzato dal fatto che ogni diodo fornisce tre colori (blu, rosso e verde) che possono essere modulati in maniera indipendente per ottenere una vasta gamma di colori (dal monocromatico al bianco) nello spettro visibile e la cui intensità luminosa è modulata indipendentemente da 0 e 600 μmol. fotoni.m-2.s-1 per ogni colore. Esso può quindi mimare la luce presente in tutti gli ambienti marini (superficie, fondo, etc.) in qualunque stagione e la luce che i microorganismi planctonici possono incontrare – in termini di intensità e colori - durante i loro movimenti nella colonna d’acqua.
  Stato della tecnica
La luce è uno dei parametri ecologici più importanti per la crescita degli organismi vegetali in quanto innesca il processo fotosintetico che trasforma l’energia luminosa in energia biochimica. La riproduzione della luce naturale marina è un punto cruciale nella sperimentazione e nella crescita delle microalghe. L’intensità e lo spettro luminoso della luce variano nel tempo su scala stagionale, durante la stessa giornata e al variare della profondità. Riprodurre la luce naturale marina presenta dei limiti di tipo scientifico – la conoscenza delle proprietà ottiche delle acque marine – e di tipo tecnologico – perché bisogna prendere in considerazione i differenti aspetti relativi alla penetrazione della luce nella colonna d’acqua.
  Invenzione
Le caratteristiche dell’invenzione permettono al sistema di riprodurre qualunque tipo di luce marina assorbita (nel caso di alghe, piante) o ricevuta da organismi marini (nel caso di animali) che vivono a diverse profondità o che si spostano lungo la verticale, o in diverse stagioni o diversi mari. L’invenzione si basa su una illuminazione a diodi (LEDs), che hanno i vantaggi seguenti: creano poco calore (quindi non richiedono un sistema di raffreddamento specifico), possono essere facilmente e precisamente modulati in intensità, sono RGB, cioè ciascuno di essi ha tre colori che possono essere modulati separatamente. Ciò consente di creare una omogeneizzazione perfetta della luce spettrale su tutta la superficie illuminata. Inoltre, ciascuno diodo, mischiando i tre colori, riproduce tutte le tonalità di bianco (dal freddo al caldo), in funzione del contributo di spettro rosso/blu/verde.
  TitolaritàStazione Zoologica Anton Dohrn
  Proprietà industrialeBrevetto Europeo n. EP 13196793.7
  E-mail di contattoornella.papaluca@szn.it
  Tagsfotobioreattore, acquario, organismi acquatici, biomassa algale, luce marina, organismi marini
  Vantaggi
Rispetto alle soluzioni già note, la tecnologia brevettata: - velocizza e aumenta la resa produttiva della biomassa (i.e. con 10 l di coltura, accelera la produzione di biomassa algale in un rapporto di circa 4 ad 1 rispetto a un’illuminazione comune). - è modulabile (in termini di quantità, colore e intensità di luce) e massimizza la capacità, da parte della biomassa algale, di catturare la luce. Ciò favorisce la tipizzazione - perché permette di condizionare la produzione di alcuni composti (i.e. lipidi, carotenoidi, carboidrati, antiossidanti, ecc.) dalla biomassa algale – ed evita stress luminosi negli organismi fotosintetici; - è poco ingombrante, può essere integrata a sistemi a larga scala (i.e. fotobioreattori) ed è poco costosa (il costo di un sistema 40x20 è di circa €2000 ma, in un sistema più grande il costo aumenterebbe di poco perché la parte elettronica è la stessa di un sistema più piccolo); - consente un’accelerazione nella produzione di biomassa micro-algale (i.e. si è stimato che, rispetto ad alcuni tubi fluorescenti, il sistema permette di moltiplicare di circa 2 o 3 volte la produzione algale); - consente il mantenimento ottimale di tutti organismi marini sensibili alla luce.
  Applicazioni
L’invenzione: - può essere utilizzata dai produttori di fotobioreattori essendo un sistema molto flessibile e che produce poco calore; - può essere utilizzata dai produttori e utilizzatori della biomassa algale e, quindi, sia nel campo della ricerca che da imprese operanti nei settori nutraceutico, cosmetico, cosmeceutico e farmaceutico in quanto consente l’accelerazione della produzione di molecole (i.e. antiossidanti, proteine, carotenoidi, ecc.) da biomassa algale; - può essere utilizzata per il mantenimento di organismi aquatici sensibili alla luce (i.e. corallo, ecc.) - può essere utilizzata per qualunque tipo di acquario (familiare o industriale) e creare effetti luminosi.
  Stadio di sviluppo
Il sistema è operativo ed è utilizzato correntemente in laboratorio per esperimenti scientifici su micro-alghe e piccoli pesci. Attualmente, le vasche illuminate sono di 5 litri ciascuna e le dimensioni di ciascun sistema luminoso sono di 40 cm per 20 di altezza. Nei prossimi mesi sarà finalizzato un sistema di illuminazione più grande (lunghezza 1 metro) e si sta progettando la realizzazione di un fotobioreattore di nuova generazione che incorpori il sistema di illuminazione come brevettato (anno 2019).
  Immagine n° 1
  Immagine n° 2
  Immagine n° 3

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