Presentation of the first living lab that regenerates building air with vegetable crops

Un hivernacle d’agricultura urbana connectat a una aula i a un despatx de l’Escola Superior d’Enginyeries Industrial, Aeroespacial i Audiovisual de Terrassa (ESEIAAT) absorbeix el CO2 d’aquests espais i, mitjançant la fotosíntesi, el transforma en oxigen. Aquest aire net recircula novament a l’aula, en cas que les condicions siguin adequades. Així funciona l’Air quality & Green Infraestructure Living Lab (Airgilab), el primer living lab que regenera l’aire dels edificis amb cultius agrícoles.

La innovadora infraestructura científica s’ha construït en el marc dels projectes MOVE4EDU i BINAFET, en què participen el Grup de Recerca d’Innovació de la Construcció (GRIC) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC) i SOSTENIPRA de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB).

L’aula 3.07 de l’edifici TR5 de l’ESEIAAT de la UPC no és una aula qualsevol. En aquest espai, els 80 estudiants que assisteixen a classe respiren un aire de gran qualitat gràcies a Airgilab. La innovadora infraestructura es considera el primer laboratori viu que integra l’agricultura urbana en un edifici per millorar la qualitat de l’aire que es respira. Proporciona un excel·lent confort ambiental, tot reduint els costos dels sistemes de ventilació. L’adopció d’aquest sistema permetria generar estalvis energètics en els edificis i beneficis provinents de la gestió de l’hivernacle que ajudarien a fer viable la implementació de sistemes de ventilació.

Descarbonitzar els edificis amb la fotosíntesi

L’Airgilab utilitza la fotosíntesi dels cultius hortícoles per capturar diòxid de carboni. L’aula i el despatx de l’ESEIAAT estan connectats a un sistema de ventilació que extreu el CO2 emès en aquests espais. Aquest CO2 es transporta a un hivernacle tecnificat construït a la coberta de l’edifici TR5 on es cultiven plantes hortícoles (tomaqueres, enciams, mongetes, etc.). Aquestes absorbeixen el CO2 i el transformen en oxigen mitjançant la fotosíntesi. Posteriorment, s’avalua si aquest aire pot ser injectat de nou als espais interiors de l’edifici.

Així, l’innovador Airgilab integra els fluxos residuals generats als edificis dins de processos agrícoles per tal de sumar en l’estratègia de descarbonització i transició ecològica. De fet, es considera el primer living lab intel·ligent que integra un hivernacle en el sistema de ventilació d’un edifici, perquè els fluxos residuals dels subsistemes es gestionen mitjançat control predictiu i aprenentatge automàtic, que ha dissenyat l’equip investigador del GRIC.

El professor de l’ESEIAAT i investigador del GRIC, Marcel Macarulla, un dels principals promotors del laboratori, afirma: “hem construït un living lab que integra un hivernacle en un sistema de ventilació. Es tracta d’aprofitar els fluxos energètics i el CO2 de l'edifici per millorar la productivitat dels cultius. També volem investigar com l'hivernacle podria reduir la demanda de ventilació de l'edifici preescalfant l'aire o netejant l'aire brut de l'edifici entre altres aspectes”.
Santiago Gassó, un altre dels principals promotors del projecte i investigador del GRIC, afirma que “aquesta és una instal·lació que permetrà al nostre grup de recerca validar els models de control que desenvolupem, així com estudiar les sinergies entre edificis i hivernacles.”

D’altra banda, aquest laboratori és dels primers hivernacles tecnificats integrat en les instal·lacions de ventilació i climatització d’un edifici. Per aquest motiu, pretén ser un espai demostratiu, tant per a la comunitat científica, com per a la ciutadania. En l'àmbit educatiu, el laboratori aproparà la recerca a la docència, fent possible que els estudiants puguin veure com funciona un sistema de ventilació, així com testejar diferents sistemes de monitorització i control. A més, les dades generades es recolliran en una base de dades que estarà a disposició dels usuaris per tal d’utilitzar eines d’intel·ligència artificial.

L’Argilab sorgeix a partir de dos projectes conjunts en els quals treballen el grup GRIC de la UPC i SOSTENIPRA de la UAB: MOVE4EDU i BINAFET. En el primer, els investigadors estudien les simbiosis entre hivernacles i edificis per tal d’aprofitar els fluxos residuals de l’edifici i millorar la productivitat del cultiu. En el projecte BINAFET es plantegen millores tècniques a l’hivernacle com ara leds i vidres fotovoltaics, a més d’eines d’intel·ligència artificial per optimitzar el funcionament del sistema. Aquests projectes han estat finançats amb fons de l’Agencia Estatal de Investigación del Ministerio de Ciencia e Innovación, fons Next Generation i fons del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia, amb un total de 600.000 euros repartits entre els dos grups de recerca.

The Airgilab forms part of the UPC's AgroTech Specific Research Centre, which houses the UPC research in the agri-food sector. It also forms part of the X_AgriTech network for the transfer of knowledge.

More information:

BINAFET project website

MOVE4EDU project website