Desarrollan una herramienta que evalúa la captura de gases de efecto invernadero con microalgas

Un equipo de investigación de las universidades de Almería y la Politécnica de Madrid ha desarrollado una herramienta que analiza los costes e ingresos en la producción de biomasa a partir de microalgas teniendo en cuenta la asimilación del dióxido de carbono. Los expertos concluyen que la rentabilidad del proceso radica tanto en la técnica utilizada como en el valor del producto que se desea obtener, que abarca desde biodiésel hasta productos destinados a alimentación.

La producción de biomasa de microalgas está en aumento en los últimos años debido al amplio abanico de aplicaciones que tiene, abarcando biocombustibles, cosméticos, aditivos alimentarios o nutracéuticos. Supone, además, una alternativa eficiente para la fijación del carbono, ya que estos microorganismos, como las plantas superiores, convierten el dióxido de carbono en oxígeno mediante la fotosíntesis.

Esta herramienta ayudará a los productores de biomasa a tomar decisiones más acertadas en función de los escenarios en los que trabajan y la orientación de su producción. En el artículo ‘Techno-economic analysis of microalgae related prgocesses for CO2 bio-fixation’ publicado en la revista Algal Research, los expertos demuestran que la integración de los procesos relacionados con el tratamiento de aguas residuales y especialmente la captura de dióxido de carbono con sistemas de producción de biomasa de microalgas son rentables.

En los próximos años, se prevé que las empresas busquen alternativas para reducir el CO2 que emiten. Así, los incentivos a las industrias para que reduzcan su impacto en la emisión de gases al medio ambiente pueden contribuir a la reducción de costes en la producción de biomasa con estos microorganismos. “Esto puede ayudar a ampliar las instalaciones relacionadas con las microalgas, ya que por un lado se contribuye a la fijación del carbono y, por otro, se crean productos sostenibles y económicos”, indica a la Fundación Descubre la investigadora de la Universidad de Almería Cynthia González, autora del artículo.

Según los investigadores, cada kilogramo de biomasa que producen las microalgas puede convertir en oxígeno cerca de 2 kilos de dióxido de carbono, mucho más que las plantas superiores.

Una técnica concreta para cada producto

Los expertos han analizado la respuesta de distintos tipos de microorganismos en diferentes recipientes de cultivo, llamados reactores, para la fabricación de diversos productos. Han concluido que la productividad de la biomasa depende de la cepa de la microalga seleccionada, del tipo de reactor y del hecho de proporcionar condiciones óptimas de cultivo, incluidas las ambientales.

Así, un sistema abierto, consistente en piscinas al aire libre donde se cultivan estos microorganismos, tiene un coste de instalación bajo, de unos 50 euros por metro cúbico, estableciéndose la producción de biomasa en 10-20 gramos por metro cuadrado cada día. El coste de producción de biomasa, que se encuentra entre 1 y 5 euros por kilo, se puede reducir empleando aguas residuales y gases de combustión, lo que, además, aumenta la sostenibilidad del proceso. Así, estos sistemas son ideales para la obtención de biomasa de bajo valor, enfocada a biocombustibles o biofertilizantes.

Sin embargo, en los sistemas cerrados, con un coste de instalación de 2000 euros por metro cúbico, se obtiene una media de hasta 30 gramos de biomasa por metro cuadrado y día. Aunque el coste de producción de la biomasa es mayor, pudiendo alcanzar 12 euros por kilo, en estos sistemas se evita la contaminación y el control del proceso es más efectivo. Esto hace que sean los sistemas de elección para productos de medio y alto valor, como los destinados a la industria alimenticia y nutracéutica.

Por tanto, la selección del sistema más adecuado en cada caso es una decisión crítica que influye en gran medida en la rentabilidad del proceso industrial. Esta herramienta logra ofrecer información, tanto técnica como económica, para guiar la elección de la técnica más adecuada para cada caso particular. Los expertos continúan sus investigaciones para fomentar el desarrollo del cultivo de microalgas como alternativa válida para la reducción de emisiones de dióxido de carbono de empresas productoras y la fabricación de bioproductos más sostenibles.

Este trabajo ha sido financiado mediante los proyectos ‘AL4BIO’ del Ministerio de Ciencia e Innovación y ‘Sabana’ que se enmarca en el programa Horizonte 2020 de la Unión Europea.

Referencias

Bernardo Llamas, María C. Suárez Rodríguez, Cynthia V. González López, Pedro Mora y F. Gabriel Acién. ‘Techno-economic analysis of microalgae related processes for CO2 bio-fixation’. Algal Research. 2021