Technology | ECOnnection

Tra i molti processi che hanno condotto alla genesi del progetto ECOnnection la ricerca tecnologica è stata sicuramente tra quelli di maggior importanza. Volevamo realizzare una struttura che non esaurisse la sua funzione nel condurre i cittadini sulle sponde del fiume Tevere ma puntavamo alla realizzazione di un sistema integrato che usasse l’Information Technology in modo attivo e non solamente come elemento di contorno per scelte già formalizzate.

Dato il nostro stretto rapporto con il Ponte della Musica e con il fiume Tevere in particolare abbiamo viaggiato in due direzioni: da una parte un’interattività sensoriale che è rappresentata dai pannelli foto reagenti disposti nelle strutture vetrate a copertura delle varie piattaforme, dall’altra abbiamo cercato di porre rimedio a due problemi che abbiamo riscontrato nella città di Roma e che coinvolgono anche la nostra area di progetto. Da una parte l’inquinamento delle acque del fiume Tevere che, secondo alcuni studi dell’ISPRA, è in crescita inarrestabile dal 2007 a questa parte; dall’altro l’inquinamento atmosferico dovuto alla presenza di smog e polveri sottili.

Nel primo caso abbiamo pensato una struttura monolitica adagiata nell’acqua, uno “sperone”, che potesse ospitare le colonie di alghe destinate a tale funzione; nel secondo ambito invece abbiamo realizzato sia delle piazze giardino, in grado di catturare CO2 e restituire O, e installato sulle coperture dei particolari pannelli, contenenti alghe spiruline, preposte anche alla purificazione dell’aria.

Algae | What is it?

Le alghe (dal latino, Algae), rappresentano un raggruppamento di organismi di struttura semplice, autotrofi, unicellulari o pluricellulari, che producono ossigeno e che non presentano una differenziazione in tessuti veri e propri. Insieme alle embriofite, o piante terrestri, costituiscono il clade delle piante verdi, o viridiplantae. Non tutte le alghe utilizzano per la fotosintesi la clorofilla a. Esse sono un gruppo molto vasto e diversificato di organismi autotrofi semplici, unicellulari e pluricellulari, come i kelp giganti che crescono fino a 65 metri di lunghezza. 

(da  Wikipedia, L'Enciclopedia Libera)

Technology | Algae - L'energia del futuro

Una delle tecnologie utilizzate in copertura è quella che vede l’utilizzo di pannellature con alghe incorporate utilizzate per produrre energia.

Abbiamo realizzato una struttura ibrida sulla copertura nella quale si alternano pannelli fotoreattivi, che cambiano colore a seconda della quantità di radiazioni ultraviolette, e pannelli che hanno al loro interno una struttura ibrida contenente quantitativi di alghe volte alla produzione di energia.

La superficie è composta da una serie di bioreattori contenenti le micro-alghe che innescando il processo di fotosintesi, producono la biomassa e l’energia termica per alimentare la struttura, nonchè regolare la radiazione solare per coloro che vogliono ripararsi dalla luce.

L’esposizione diretta al sole accelera il processo di proliferazione della alghe che, crescendo in numero, aumentano il quantitativo di energia prodotta e creano uno strato isolante naturale tra interno ed esterno trasformandosi in un brise-soleil naturale. Al cambiare delle condizioni climatiche cambiano le prestazioni dei pannelli, creando un sistema responsivo che trasforma l'architettura in un vero e proprio organismo vivente.

La struttura è realizzata con profilati di acciaio i quali fungono anche da passaggio per i vari collegamenti tra i sistemi energetici. La prima tecnologia che andremo a scoprire, quindi, è derivata proprio dalle alghe, che incorporate in un pannello tramite una reazioni chimiche tra ALGHE+LUCE SOLARE+CO2 danno vita ad un ciclo virtuoso che produce energia, come nel progetto BIQ realizzato ad Amburgo. 

Algae | Sistema Energetico

“La possibilità di utilizzate i processi bio-chimici nella facciata di un edificio per creare ombreggiamento e produrre energia è un concetto veramente innovativo. Questo sistema potrebbe anche diventare una soluzione sostenibile per la produzione di energia nelle aree urbane, di conseguenza è molto importante questa prima fase di test in uno scenario di vita reale”.

( Jan Wurm, Europe Research Leader Arup)

Una delle tecnologie utilizzate in copertura è quella che vede l’utilizzo di pannellature con alghe incorporate utilizzate per produrre energia.

Abbiamo realizzato una struttura ibrida sulla copertura nella quale si alternano pannelli fotoreattivi, che cambiano colore a seconda della quantità di radiazioni ultraviolette, e pannelli che hanno al loro interno una struttura ibrida contenente quantitativi di alghe volte alla produzione di energia.

La superficie è composta da una serie di bioreattori contenenti le micro-alghe che innescando il processo di fotosintesi, producono la biomassa e l’energia termica per alimentare la struttura

L’esposizione diretta al sole accelera il processo di proliferazione della alghe che, crescendo in numero, aumentano il quantitativo di energia prodotta e creano uno strato isolante naturale tra interno ed esterno trasformandosi in un brise-soleil naturale. Al cambiare delle condizioni climatiche cambiano le prestazioni dei pannelli, creando un sistema responsivo che trasforma l'architettura in un vero e proprio organismo vivente.

La struttura è realizzata con profilati di acciaio i quali fungono anche da passaggio per i vari collegamenti tra i sistemi energetici. La prima tecnologia che andremo a scoprire, quindi, è derivata proprio dalle alghe, che incorporate in un pannello tramite una reazioni chimiche tra ALGHE+LUCE SOLARE+CO2 danno vita ad un ciclo virtuoso che produce energia, come nel progetto BIQ realizzato ad Amburgo. 

Riferimento progettuale | BIQ System

Abbiamo studiato attentamente per elaborare questo processo di produzione di energia tramite alghe il lavoro del gruppo BIQ.

Le loro parole d’ordine sono natural, efficiente ed innovativo. BIQ sta introducendo nuovi standard nella realizzazione di edifici intelligenti, arrivando a realizzare la prima facciata completamente composta di bio-reattori. Le microlaghe sono coltivate in elementi di vetro custodiscono la sua bipelle.

Sono usate per produrre energia, controllare la luminosità e offrire riparo dalle radiazioni solari.

"With its innovative living concept, futuristic exterior, and “intelligent” algae façade, the BIQ is a highlight of ”The Building Exhibition within the Building Exhibition”.

(BIQ  - Hamburg)

Algae | Pannelli fotoreattivi

Altra tecnologia utilizzata nelle coperture delle nostre piattaforme è quella che utilizza dei particolari pannelli fotoreattivi. Essi presentano una particolare stuttura, in celle di plastica stampata fotosensibile, che reagisce alla presenza dei raggi ultravioletti presenti nelle radiazioni solari.

La radiazione ultravioletta (UV o raggi ultravioletti o luce ultravioletta) è una radiazione elettromagnetica, appartenente allo spettro elettromagnetico, con lunghezza d'onda immediatamente inferiore alla luce visibile dall'occhio umano, e immediatamente superiore a quella dei raggi X. Il nome significa "oltre il violetto" (dal latino ultra, "oltre"), perché il violetto è l'ultimo colore ad alta frequenza visibile dello spettro percepito dall'uomo, cioè quello con la lunghezza d'onda più corta.

L'UV può essere suddiviso in UV vicino (380-200 nm) e UV estremo (200-10 nm). Quando si considera l'effetto dei raggi UV sulla salute umana, la gamma delle lunghezze d'onda UV è in genere suddivisa in UV-A (400-315 nm), UV-B (315-280 nm) e UV-C (280-100 nm).

(Da Wikipedia, L'Enciplopedia Libera)

Grazie a tali pannelli si potrà sempre essere informati riguardo le condizioni climatiche e soprattutto riguardo la quantità di radiazioni ultraviolette presenti nell’atmosferiche.

La colorazione dei pannelli coprirà una gamma cromatica che va dal bianco (assenza di radiazioni) fino al viola (presenza massima di radiazioni).

Una volta colpito dalla luce quindi la superficie in celle di plastica assume diversa colorazione, fluidificando lo spazio attorno a sé con giochi di luce a differente spettro cromatico.

Durante la notte poi l’energia accumulata durante il giorno viene rilasciata, trasformando la cupola vetrata in una grande sfera di luce sul fiume Tevere.

L’utilità di tale tecnologia è quindi duplice: da una parte la necessità di informare i cittadini della qualità della luce e dell’ambiente in cui si trovano immersi, dall’altro un modo per trasformare anche di notte il Ponte della Musica in un ambiente vivibile, variopinto, vivo,proprio come il ponte ad Isfahan.

Riferimento progettuale | OR Project

Il riferimento progettuale per l’utilizzo deo pannelli fotovoltaici proviene dagli esperimenti portati avanti dallo studio inglese OR.

E’ uno studio con base a Londra attiva dal 2006 con alla guida un italiano, Francesco Brenta, e un team di lavorato multinazionale ed eterogeneo. I loro lavori spaziano dalla semplice installazione fino a opere architettoniche su grande cala.

Considerano l’ecologia come narrazione espressiva del loro lavoro; il loro obiettivo è la creazione di macchine “ecologiche”, che hanno il compito di reificare i vari passaggi progettuali attraverso i quali la natura e l’ecologia possono fondersi con l’architettura.

"We visually expose the sequence as a narrative by expressing each step in a stimulating game of perceptions, Ecology as a Narrative creates awareness of how harmoniously nature can blend into design."

(Or | Architects)

Algae | Pannelli ossigenazione urbana

L’obiettivo delle alghe integrate nel nostro progetto non sarà solamente quello di produrre energia o fungere da eventuali schermature per le dannose radiazioni solari, ma la loro funzione si estenderà fino a toccare anche il campo della depurazione dell’aria.

Per far questo ci siamo serviti di un particolare tipo di alga chiamata “Spirulina”. Per mezzo della fotosintesi clorofilliana ed utilizzando prodotti come l’anidride carbonica (CO2), acqua (H20) e luce proveniente dalle radiazioni solari, le alghe del tipo spirulina producono amidi ed espellono ossigeno come scarto.

Lo stesso ossigeno incapsulato nelle alghe verrà poi rilasciato nei punti ad alto tasso di inquinamento, come quelli a ridosso del Ponte della Musica.

Le piattaforme quindi avranno anche funzione importante: quella di contribuire all’equilibrio ora instabile tra ossigeno/anidride carbonica.

H₂0 + Co₂ + Alghe = + O₂

Riferimento progettuale | Influx Studio

L’INPUT per questo progetto ci è giunto dalle ricerche e dai lavoro dell’Influx Studio che ha da poco presentato un progetto per l’area urbana di Chicago.

Nella loro ottica le alghe sono una fonte illimitata di energia, cibo e, cosa più importante un incredibile assorbitore naturale di CO2. La loro volontà è quella di introdurre un nuovo modello sostenibile che possa, anche nelle città, portare alla produzione di energia in modo nuovo e ad impatto zero. L’utilizzo di tecnologie basate sulle alghe ha l’obiettivo di raggiungere la piena sostenibilità anche nelle zone cittadine più centrali.

Every industrial energy system inscribes its technological order into the urban fabric. Therefore, what shall be the shape and the fingerprint of the next zero carbon economy in the big cities? While the world is looking for alternatives to fossil fuels, Algae is an unlimited source of energy, food, and most important, a remarkable natural CO2 absorber.

(Influx Studio)

Algae | Sperone Idrodepuratore

Là dove l’occhio umana a volte non posa lo sguardo, là sul fondo del fiume, dove spesso giacciono solo ricordi o relitti, si adagia silenzioso ma imponente lo “Sperone”.

Abbiam progettato un elemento forte, monolitico, che oltre ad avere una forte valenza iconica, contribuisca anche al ciclo attivo e virtuoso che vogliamo attivare nel nostro progetto.

Necessario è a nostro avviso la depurazione delle acque del fiume, che secondo i dati ISPRAM, presenta un inquinamento sempre maggiore dal 2007 fino ad oggi.

Cercando tra i vari esperimenti fatti in questo campo abbiamo trovato uno studio del Dipartimento Principi e Impianti di Ingegneria Chimica dell’Università di Padova che porta una ventata di aria fresca in questo campo ambientale.

Microalghe del tipo “Chlorella Protothecoides verranno adagiate sulla superficie dello sperone. La loro diffusione avverrà in modo repentino dato che la velocità di crescita è di circa 10 volte superiore alle piante terresti; per giungere a questi livelli di crescita le piante si nutriranno dei composti organici e di scarto presenti nelle già malate acque del Tevere. In poche parole per nutrirsi esse non faranno altro che depurare le acque e liberarle dalle sostanze che le rendono nocive.

Immaginiamo quindi di intravedere una struttura fortemente massiva adagiata sul fondale del fiume che pian piano inizierà a popolarsi di organismi che la cattureranno fino a farla scomparire, e più essi cresceranno, più il fiume tornerà a respirare.

“La produzione di biodiesel e la depurazione delle acque reflue rappresentano inoltre solo alcune delle possibilità industriali che le microalghe offrono, accanto alla produzione di principi chimici e nutritivi pregiati. Si tratta quindi di un filone chimico, tecnologico ed industriale sul quale è necessario puntare.”

(Luca Vecchiato | Team Ecomanagement)