TECNOLOGÍA

Investigadores desarrollan una metodología de cosecha de microalgas de bajo coste

Irlanda 20/06/2022 | En el estudio aprovecharon la hidrofobicidad de las microalgas para un cosechado eficiente y de bajo coste

Las microalgas son fuente sostenible de carbohidratos, pigmentos, proteínas y lípidos, se pueden cultivar en fotobiorreactores cerrados y tanques abiertos. A pesar de que existe una gran abundancia de especies en la naturaleza, solo un puñado de ellas se pueden cultivar.

Además de ser fuente natural de interesantes biomoléculas, muchas son las ventajas que describen el potencial uso de las microalgas en la nueva economía. Permiten reducir el fósforo y nitrógeno de los ambientes eutrofizados, por lo que está especialmente indicado como biorremediador para el tratamiento de aguas residuales o industriales.

Convierten a través de la fotosíntesis el dióxido de carbono en carbono orgánico, por lo que están consideradas como sumidero azul de gases efecto invernadero.

Esta especialmente indicada para la producción de biocombustibles de tercera generación. No obstante, en este caso, el principal desafío al que se enfrenta la industria está relacionado con los costes de la cosecha y la extracción de biomoléculas de interés. En el caso de los biofuels estos costes hacen prohibitivo su uso. En el caso de las cosechas, pueden contribuir entre el 20 y 30% de los costes totales, lo que pueden limitar la aplicación práctica de las tecnologías basadas en microalgas.

Se puede decir que la clave es desarrollar una metodología de cosecha y extracción de bajo coste y alta eficiencia.

Una opción pasa por utilizar la característica hidrofóbica de las microalgas – o el grado de repelencia del agua - para su cosechado por flotación sin coagulación. Esto se consigue con métodos tecnología de electroflotación.

Esta tecnología está todavía poco estudiada como metodología de cosecha.

En un estudio publicado en la revista científica Sciences of The Total Environment, investigadores irlandeses compararon la hidrofobicidad de tres especies de microalgas de agua dulce: Tribonema sp, Scenedesmus sp y Pondorina sp.para y evaluaron los costes de cosechado a través de técnicas de electrofloración.

En el estudio también investigaron los efectos de la corriente, el tiempo de electrolisis, la intesidad de mezcla y concentración de biomasa en la cosecha. Finalmente, analizaron la viabilidad económica de esta técnica por medio del análisis del consumo de energía en comparación con otro método.

De las tres especies, Tribonema sp fue la que mejor se desempeñó, seguida de Scenedesmus y, finalmente, Pandorina sp, que fue poco efectiva. Un aumento de la corriente como del tiempo mejoró la efectividad de la electrólisis y, por tanto, de la cosecha.

El gradiente de velocidad ideal se fijó en el rango de 200 a 530 s-1. En concentraciones de biomasa más altas, fue necesario un tiempo de electrólisis y mezcla más prolongado.

Cerca del 96,3% de Tribonema sp se recuperó considerando una concentración de biomasa de 1 gramo por litro; la electrólisis y tiempo de mezcla de 2 minutos; una corriente de 0,3 Amperios; un gradiente de velocidad (intensidad de mezcla) de 200 s-1.

En general, señalan los autores del trabajo, se ha demostrado que Tribonema sp podría permitir una cosecha de bajo consumo de energía de 0,18 kilowatios hora por metro cúbico, o 0,19 kilowatios hora por kilogramo de biomasa.

Aunque se trata de una tecnología que no funciona para todas las microalgas, tiene potencial para las especies que presentan una alta hidrofobicidad. Este estudio abre la puerta a seguir buscando nuevas especies.

Referencia:
Shasha Qi, Jingrou Chen, Yuansheng Hu, Zhenhu Hu, Xinmin Zhan, Dagmar B. Stengel. Low energy harvesting of hydrophobic microalgae (Tribonema sp.) by electro-flotation without coagulation. Science of The Total Environment, Volume 838, Part 1, 2022, 155866, ISSN 0048-9697