Descarga PDF
Los cultivos de microalgas pueden realizarse en áreas sumergidas, tierras infértiles e incluso con agua de mar
Debido a un aumento en la demanda de fuentes alternas de energía, como consecuencia del crecimiento poblacional y por la dificultad de acceso a yacimientos de combustibles fósiles, expertos de diversos institutos académicos desarrollan una investigación sobre el cultivo de microalgas fotosintéticas para la producción de biodiésel y otros productos de valor agregado. En entrevista con PetroQuiMex Luis Gilberto Torres Bustillos, catedrático de la Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología (Upibi) del Instituto Politécnico Nacional (IPN), uno de los líderes del proyecto, explicó que existe un gran potencial en producir no sólo biodiésel sino otros productos como fertilizantes y alimentos para animales, a partir de aceites obtenidos de algas. Señaló que los procesos en los que se obtiene biocombustible principalmente de aceites de plantas oleaginosas como el maíz, no son sustentables, ya que compiten con alimento humano y utilizan suelos cultivables. “Existen producciones para formar biodiésel que requieren de azúcares o una fuente de carbón para desarrollarse; sin embargo, las algas son fotosintéticas (captan energía luminosa que transforman en energía química y fabrican materia orgánica), utilizan el CO2 y la luz para producir azúcares que se convierten en biomasa y posteriormente en lípidos, compuesto necesario para la producción del energético y de donde puede obtenerse entre 30 y 70 por ciento”. De acuerdo con ello, el uso de microalgas para la producción de biodiésel ha surgido como una opción promisoria, debido a que éstas presentan mayor eficiencia fotosintética, son más eficaces en la asimilación de CO2 y otros nutrientes con respecto a las plantas, acumulan entre 20 y 80% de triglicéridos, no requieren tierras cultivables, demandan menor consumo de agua renovable y pueden cultivarse en agua salobre. El catedrático politécnico manifestó que la cosecha de microalgas es una alternativa muy completa de sustentabilidad, de total aprovechamiento, bajo costo y que no afecta la necesidad de alimentación humana. “Su proceso es rápido y sencillo. Una vez cosechadas son separadas del medio acuoso a través de un tipo de goma y quitosano que se encuentra en la cáscara de los camarones. Después es sometida a una técnica de secado y de extracción de lípidos”. El académico destacó que para su cultivo existen dos principales tipos de fotobiorreactores: sistemas cerrados (tanques tipo fermentador, fotobiorreactores tubulares y laminares) y sistemas abiertos (lagunas de estabilización, contenedores). Explicó que actualmente la investigación en la que participa se lleva a cabo en sistemas cerrados porque presentan una mayor productividad, tienen un mejor control sobre las condiciones de cultivo y ocupan menos agua. “Los cultivos de microalgas pueden realizarse en áreas sumergidas, tierras infértiles e incluso con agua de mar. Aunado a eso, el cultivo de biomasa algal aparte de proveer materia prima de biocombustibles, tiene un impacto ambiental favorable al reducir la concentración de gases de efecto invernadero”. La velocidad de crecimiento de la planta marina es de alrededor de 15 días, el tiempo de duplicación es de dos días, lo que hace que sea una producción rápida y vasta. Es probable que dentro de tres a cinco años pueda cosecharse a nivel industrial, afirmó. Torres Bustillos comentó que la cantidad de algas reside en su origen, si son de agua dulce o salada. Las sales minerales son obtenidas de orina humana, implementación realizada por el catedrático politécnico. “Las microalgas son organismos unicelulares microscópicos (2-200 μm), polifiléticos, su metabolismo puede ser autótrofo o heterótrofo y suelen ser eucariontes, aunque las cianobacterias procariontes son frecuentemente incluidas como microalgas”. En este sentido, sostuvo que la orina humana es una fuente rica en nutrientes como nitrógeno, fósforo y otras sales. Utilizarla como fertilizante después de pasar por un tratamiento de esterilizado en cultivos hidropónicos surgió hace pocos años. La propuesta es, por lo tanto, orientarla para solucionar problemáticas de tipo ecológico y económico. “Actualmente en la escuela contamos con un edificio que trabaja con sistema de baño seco de donde obtenemos la orina, la esterilizamos y mandamos analizar para saber los niveles y el tipo de sales que contiene”. Finalmente refirió que para lograr el desarrollo de un proceso sustentable de producción de biodiésel a partir de algas, existen algunos retos que deben superarse, el principal es el costo de producción de la biomasa, que involucra la optimización de medios, selección y manipulación de cepas y el diseño de fotobiorreactores. Por lo tanto debe considerarse el proceso de separación de biomasa, extracción de aceites y subproductos, tecnología de transesterificación, purificación y uso de subproductos.
Debido al estado del arte actual de producción de biomasa y metabolitos para biocombustibles a partir de algas, se hace necesario el desarrollo de un proceso propio de producción de algas a gran escala y de los metabolitos de interés, con especies de algas y sistemas de producción adaptados a las necesidades y condiciones de cada región; punto que es cuello de botella del proceso, para posteriormente con los aceites establecer la obtención de los biocombustibles por procesos que están mejor desarrollados, lo que implicaría sólo realizar una innovación o aplicación de las mismas. Enfatizó que los biocombustibles a partir de algas son tecnologías que permitirán dar respuesta a las necesidades de combustibles líquidos de forma sustentable y contribuir a la seguridad energética nacional. Con el propósito de explicar las ventajas de producir biodiésel mediante algas, este grupo de investigadores, integrado por expertos de la Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología (Upibi) del IPN, el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (CINVESTAV), el Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional Unidad Oaxaca (CIDIIR), la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM) campus Cuajimalpa, la Universidad Veracruzana, el Kumaraguru College of Technology, Coimbatore, India, planean publicar el libro denominado Microalgae and other phototrophic bacteria: culture, processing, recovery and new products en los próximos meses a fin de brindar más detalles técnicos sobre su investigación.
