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Imagen: El grupo de investigación con los primeros fotobiorreactores
desarrollados por Miguel Angel Beteta Garmendia (CCI control de Calidad
2009)
Imagen: Detalle de la unidad central del primer grupo de
fotobiorreactores CCI
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Según ponen de manifiesto los diversos proyectos de investigación
relacionados con la fotosíntesis de microalgas, los procesos
relacionados con el cultivo de este tipo de microorganismos marinos, no
solo tienen interés para propósitos de obtención de biocombustibles
sustitutivos del petróleo, sino que también son un instrumento
imprescindible para reducir los gases de efecto invernadero que son
liberados sistemáticamente a la atmósfera y consecuentemente, para
paliar el cambio climático.
De entre los diversos grupos de investigación que trabajan actualmente
en este campo, podemos citar relevantemente, por ser pionero, el equipo
de investigadores de la Universidad de Cádiz, el cual viene estudiando
desde el año 2009 la viabilidad de utilizar diversas especies de
microalgas marinas para capturar CO2 y óxidos de nitrógeno procedentes
de emisiones industriales.
Este trabajo se está realizando en las instalaciones del Centro Andaluz
de Ciencia y Tecnología Marinas (CACYTMAR) mediante fotobiorreactores, y
tiene como objetivo evaluar la capacidad potencial de captación que
poseen distintas microalgas, así como establecer las condiciones óptimas
de la inyección de gases en el cultivo. Y es que hay que tener en cuenta
que la reducción de las emisiones a la atmósfera de dióxido de carbono y
otros gases -con efecto invernadero- es un compromiso de la sociedad
actual y por ello; distintas iniciativas se están promoviendo en el
ámbito internacional, entre las que se encuentra la utilización de
microalgas.
De hecho, desde el grupo de investigación RNM-144 “Oceanografía y
contaminación del litoral” de la Universidad de Cádiz, su portavoz, el
profesor Jesús Forja, explica que están trabajando a dos escalas
diferentes: “la primera de ellas usa fotobiorreactores de laboratorio y
permite realizar un screening (criba) de la capacidad de distintas
microalgas para captar CO2”, mientras que la segunda se realiza a un
mayor nivel, mediante fotobiorreactores tubulares de elevada capacidad,
y tiene por objeto “establecer los balances globales de gases y la
producción de biomasa en diferentes condiciones de cultivo (inyección de
gases, irradiancia y temperatura fundamentalmente)”, como aclaran desde
la institución universitaria.
La captación mediante microalgas de CO2 presenta como ventajas el escaso
tratamiento que requieren las emisiones industriales (filtración), así
como el valor añadido de la biomasa que se produce (biodiesel, piensos
animales, acuicultura). Por ello, “nuestro objetivo es encontrar
microalgas capaces de captar CO2 con rapidez y que permitan utilizar
condiciones flexibles para su cultivo”, en palabras de Jesús Forja.
En la actualidad se utilizan las microalgas para una enorme variedad de
fines industriales, que van desde la obtención de biomasa para su
utilización en alimentación humana y animal, hasta la extracción de
productos de interés comercial (pigmentos, ácidos grasos, sustancias
bioactivas, polisacáridos, etc.), sin olvidar el biodiesel, que es un
sustituto o un aditivo del fuel obtenido a partir de aceites o grasas
vegetales como estas especies marinas. De esta forma, cuando hablamos de
las microalgas “tenemos que tener presente que hay una gran diversidad y
que cada especie tiene unas características concretas que las hacen más
o menos susceptible para ser utilizada en la captación de gases
industriales”, según indica el profesor de la UCA.
Este grupo de investigación de la Universidad de Cádiz está trabajando
inicialmente con las especies Nannochloris atomus, Tetraselmis chuii y
Nannochloropsis gaditana. No obstante, se es consciente del número
“limitado” de especies “que tenemos a nuestra disposición”, por ello es
“importante para nosotros trabajar conjuntamente con el Instituto de
Ciencias Marinas de Andalucía (CSIC), ya que poseen una de las
colecciones microalgas más importante de Europa, sin pasar por alto, el
elevado grado de conocimiento que algunos de sus científicos tienen
sobre la fisiología de estos organismos marinos”. El portavoz del grupo
de investigación sostiene que “pretendemos analizar el mayor número de
microalgas posibles para poder tener en un futuro una base de datos que
permita decidir sobre las especies de microalgas más adecuadas en
función de la composición de los gases industriales y de las condiciones
de cultivo”. Y para ello, trabajan ya en proyectos de investigación de
Excelencia de la Junta de Andalucía (en el que participan también el
CSIC y la Universidad de Granada) y del Plan Nacional I+D+i.
CCI fabrica bajo proyecto diversos tipos de fotobiorreactores de
laboratorio para investigación de crecimiento de algas a escala piloto,
basados en:
- Tubos de estructura macromolecular de diferentes diámetros y
longitudes.
- Tubos de vidrio pyrex, de diferentes diámetros y longitudes.
- Cámaras de placas macromoleculares de diversas capacidades.
- Cámaras de vidrio templado de diversas capacidades.
- Etc.
Los fotobiorreactores fabricados por CCI pueden ser instalados bajo
condiciones ambientales externas, unidades móviles de diferentes
capacidades, o en cámaras climáticas de simulación controlada.
Con los fotobiorreactores diseñados por CCI, es posible investigar el
rendimiento productivo de los cultivos en las condiciones climatológicas
existentes en las diversas regiones de la Tierra y en las diferentes
estaciones del año, sin necesidad de realizar costosos desplazamientos.
Con ello es posible determinar a escala de laboratorio la posible
producción estimada en cada región geográfica del planeta.
En todos los casos la radiación lumínica fotosintéticamente activa,
basada en tecnología optoelectrónica de larga vida (hasta 100.000
horas), es equivalente a la emitida por el sol, proporcionando una
energía radiante de valor medio hasta 1.000 W/m2 por segundo, regulable
en intensidad.
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