Brevetti
UNITÀ DI COPERTURA MODULARE PER TETTI DI EDIFICI CON VASCA DI COLTIVAZIONE IDROPONICA
Proprietari del brevetto: Università degli Studi di Catania (100%)
Inventori: Renata Rapisarda - Giuseppe Recca -Alberta Latteri -Vincenzo Costanzo - Gaetano Antonio Sciuto - Rosa Giuseppina Caponetto - Francesco Nocera
Numero di domanda: 102023000028434
Data deposito: 29/12/2023
Data concessione brevetto: 09/02/2026
L’invenzione riguarda una unità di copertura modulare per edifici comprendente una vasca preferibilmente destinata alla coltivazione idroponica, progettata per integrare produzione alimentare urbana, miglioramento delle prestazioni energetiche dell’involucro edilizio e gestione sostenibile delle risorse.
Il sistema si configura come un modulo tecnologico applicabile alle coperture piane degli edifici, costituito da una struttura che integra una vasca di coltivazione idroponica, sistemi di distribuzione e ricircolo dell’acqua e componenti progettati per garantire stabilità, modularità e integrazione con l’involucro edilizio. L’unità può essere installata sia su edifici esistenti sia su nuove costruzioni, trasformando la copertura in uno spazio produttivo e contribuendo al miglioramento delle prestazioni termo-energetiche dell’edificio.
L’invenzione si colloca nel settore delle tecnologie per l’agricoltura urbana e per la riqualificazione energetica degli edifici, con particolare riferimento al contesto climatico mediterraneo. L’integrazione tra sistema di coltivazione idroponica e copertura edilizia consente infatti di ottenere benefici sia dal punto di vista ambientale sia energetico, tra cui la riduzione dei carichi termici estivi, il miglioramento dell’inerzia termica della copertura e l’uso efficiente delle risorse idriche.
Il sistema è concepito secondo un approccio modulare, scalabile e facilmente installabile, che ne consente l’adattabilità a diverse tipologie edilizie e contesti urbani. In questo modo la copertura dell’edificio diventa una infrastruttura attiva multifunzionale, capace di integrare produzione alimentare, mitigazione climatica e miglioramento delle prestazioni energetiche.
Lo sviluppo del brevetto è stato supportato da attività sperimentali che hanno portato alla realizzazione di prototipi e alla valutazione delle prestazioni energetiche e ambientali del sistema, con analisi condotte mediante modelli dinamici e misure sperimentali in clima mediterraneo.
La ricerca che ha condotto allo sviluppo del brevetto è stata sviluppata nell’ambito del progetto PRIN PNRR “FUD-OF-SITHY (Favor the Urban Development OF Sustainable agrIculture Through Hydroponics), finanziato nell’ambito della Missione 4 - Istruzione e Ricerca del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (Next Generation EU). Il progetto coinvolge l’Università di Palermo, l’Università di Catania e l’Università Mediterranea di Reggio Calabria e integra competenze di fisica tecnica degli edifici, analisi energetica, Life Cycle Assessment, economia circolare e sostenibilità urbana.
Le attività di ricerca sono state sviluppate anche nell’ambito del Dottorato di Ricerca in “Valutazione e mitigazione dei rischi urbani e territoriali” del Dipartimento di Ingegneria Civile e Architettura (DICAr) dell’Università di Catania.
Il brevetto contribuisce agli obiettivi dell’Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile, in particolare:
SDG 2 – Zero Hunger, attraverso modelli innovativi di agricoltura urbana sostenibile
SDG 11 – Sustainable Cities and Communities, mediante l’integrazione di sistemi produttivi negli edifici urbani
SDG 13 – Climate Action, grazie alla riduzione dei carichi termici e al contributo alla decarbonizzazione del patrimonio edilizio.
DISPOSITIVO CINETICO PER L’ARCHITETTURA
KREO - Kinetic Responsive Envelope by Origami
Proprietari del brevetto: Università degli Studi di Catania (80%), Meridionale Impianti SpA (20%)
Inventori: Vincenzo Sapienza - Angelo Monteleone - Gianluca Rodonò - Fabio Giusa
Numero di domanda: 102019000025819 - Data deposito: 31/12/2019 - Data concessione brevetto: 05/01/2022
Il brevetto è frutto di uno studio su componenti innovativi costituiti da materiale composito in cui inglobare sistema fotovoltaici ad alta efficienza. Lo scopo è quello di realizzare involucri architettonici adattivi, in grado di adattarsi alle esigenze degli utenti variando le proprie prestazioni. Tale involucro è quindi capace di assumere configurazioni diverse grazie ad un sistema informatizzato di attuatori ed alimentato dalle celle fotovoltaiche integrate. Essendo il componente autosufficiente energeticamente, è adattabile a svariate applicazioni quali le schermature per ambienti costruiti o la copertura di aree di sosta esterne.
KREO, acronimo di Kinetic Responsive Envelope by Origami, è un dispositivo cinetico per l’architettura leggero e stand-alone. Il materiale base è caratterizzato da tessuto di rinforzo in fibra di canapa, fibra di vetro o di carbonio, e matrice elastomerica in EVA (Etelene Vinil Acetato) o SEBS (Stirene-Etilene-Butilene-Stirene), mentre la tecnologia fotovoltaica si basa sull’uso di celle fotovoltaiche in silicio monocristallino flessibili ad alta efficienza. Una delle principali proprietà del componente è la resistenza aggiuntiva che viene conferita al tessuto dal pattern di piegatura, che rende la superficie corrugata sfruttando le proprietà di resistenza per forma della geometria stessa. L’adozione di un’intelligenza computerizzata basata su Arduino + Raspberry consente di supportare operazioni e funzionalità dinamiche automatizzate, come la regolazione della luce interna, la trasmissione dell’aria e del suono, il trasferimento di calore e il miglioramento della qualità dell’aria interna.
La ricerca è stata in parte finanziata dal progetto PON ARS01_00926 EWAS - An early WArning System for Cultural Heritage - PNR 2015-2020. La piegatura del composito è stata realizzata NTET S.p.A. Il prototipo è stato sviluppato in collaborazione con la Meridionale Impianti S.p.A.
Sistema costruttivo antisismico: tecnologia e processo di produzione
Proprietari del brevetto: Università degli Studi di Catania (80%), Guglielmino Società Cooperativa a R.L. (20%)
Inventori: Giuffrida Giada, Caponetto Rosa Giuseppina , Nocera Francesco, Cuomo Massimo, Guglielmino Giuseppe
Numero di domanda: 102021000006644 - Data deposito: 19/03/2021 - Data concessione brevetto: 22/03/2023
La rinnovata attenzione rivolta alle costruzioni in terra cruda negli ultimi decenni è legata alla loro indubbia sostenibilità ed economicità. In Europa, la diffusione delle tecnologie costruttive in terra cruda è stata spesso ostacolata dalla mancanza di una normativa specifica che ne regoli l'utilizzo per le strutture portanti. L'invenzione denominata “Sistema costruttivo in terra cruda antisismico: tecnologia e processo produttivo”
si inserisce in questo ambito e ha come oggetto la definizione di una tecnologia e di un processo di produzione di un sistema costruttivo in terra cruda modulare e rinforzato. L'invenzione combina eccellenti prestazioni termiche e meccaniche con un basso impatto ambientale grazie ai materiali di base e ai processi utilizzati.
L'invenzione consiste in un sistema costruttivo antisismico composto da pareti in terra battuta, rinforzate da dispositivi antisismici costituiti da un telaio di rinforzo in legno e da legature in funi di nylon. Prevede l'utilizzo di un sistema di casseratura integrato con il telaio in legno, in grado di garantire una posa in opera rapida, economica e parzialmente prefabbricata. Il sistema viene in parte realizzato in stabilimento (con una filiera controllata per la produzione di componenti, miscele e sistemi di giunzione) e poi assemblato in cantiere, garantendo così il controllo della qualità.
Possibili applicazioni
- Nuovi edifici green (residenziali o con altre destinazioni d'uso): Sistema costruttivo in legno con un involucro in terra cruda collaborante
- Retrofit di edifici esistenti: le miscele di terra possono essere utilizzate per creare contropareti interne al fine di migliorare la capacità termica, l'isolamento acustico, il controllo dell'umidità dell'aria e più in generale il comfort interno.
Vantaggi
- Riduzione dei consumi energetici ed elevati livelli di comfort estivo
- Basso impatto ambientale rispetto alle tecnologie convenzionali (-49% di energia incorporata rispetto alle pareti in blocchi di argilla)
- Riciclabilità delle miscele a fine vita
- Tecnologia rinforzata per l'utilizzo in aree a rischio sismico
Dispositivo di connessione dissipativa per pannelli in legno a strati incrociati
Proprietari: Università degli Studi di Catania
Inventori: Giuseppe Margani, Edoardo Michele Marino, Carola Tardo
N° domanda di invenzione: 102019000012402
Data deposito: 19/07/2019
Data pubblicazione: 19/01/2021
L’invenzione si colloca nel settore dell’edilizia civile e, in particolare, nel campo della riqualificazione edilizia. Tale invenzione consiste in un dispositivo di connessione dissipativa per l’applicazione di pannelli di rinforzo in legno lamellare a strati incrociati (X-Lam) sull’involucro esterno di edifici intelaiati in calcestruzzo armato vulnerabili ai terremoti. Le notevoli proprietà meccaniche dell’X-Lam, unitamente alla sorgente di dissipazione energetica suppletiva, consentono di incrementare la capacità sismica e dissipativa della struttura in calcestruzzo armato, riducendone gli spostamenti di piano e contenendone il danneggiamento in caso di terremoti. La geometria del dispositivo, nello specifico, risulta ottimizzata per garantire elevata efficienza strutturale, industriale e tecnologica. In particolare, il dispositivo è stato ideato scegliendo l’attrito come modalità di dissipazione. Tale modalità di dissipazione riduce la possibilità di danneggiamento del dispositivo, garantendone il mantenimento dell’efficienza strutturale anche dopo l’evento sismico e, di conseguenza, evitandone la sostituzione. Al contempo, la modalità di dissipazione per attrito consente di prevedere efficacemente l’entità delle forze che agiscono sul pannello X-Lam, consentendone un corretto dimensionamento in fase progettuale onde evitarne il danneggiamento in caso di terremoto. Il dispositivo, infine, consente una facile e rapida installazione del pannello X-Lam, richiedendo una posa in opera a secco e l’uso di sole apparecchiature di sollevamento di tipo mobile, che favoriscono la riduzione dei tempi di installazione in cantiere.
