Microalgas y captura de CO2: un estudio pone cifras a los límites reales del sistema

El uso de microalgas como herramienta para la captura de dióxido de carbono (CO2) se ha presentado durante mucho tiempo como una opción prometedora dentro de las estrategias de descarbonización. Sin embargo, persiste una incertidumbre significativa entre el potencial teórico y la aplicación industrial efectiva. Un estudio reciente publicado en el Journal of Environmental Chemical Engineering ayuda a reducir esta brecha aportando datos concretos sobre cómo el carbono se disuelve, se vuelve disponible y finalmente es capturado en sistemas basados en microalgas.

El estudio examina el comportamiento de dos cepas halotolerantes de Chlorella vulgaris bajo diferentes regímenes de suministro de carbono y nutrientes. Más allá de su interés biológico, el valor del trabajo reside en su enfoque orientado al proceso, ya que ayuda a identificar qué factores limitan realmente la captura de CO2 y cuáles son secundarios desde un punto de vista operativo.

Uno de los hallazgos más claros del estudio es que aumentar el suministro de CO2 no garantiza una mayor eficiencia de captura. Los autores demuestran que, incluso con aportes continuos de CO2 al 1%, la eficiencia de fijación cae por debajo del 5%, ya que una proporción sustancial del carbono suministrado no se incorpora a la biomasa y se pierde del sistema.

Este resultado cuestiona los enfoques basados únicamente en la inyección de CO2 —como el uso directo de gases de combustión— sin un diseño de sistema que maximice su utilización efectiva. En la práctica, el CO2 deja de ser el principal factor limitante y se convierte en un recurso infrautilizado.

En este contexto, el estudio desplaza el foco hacia otro elemento clave: la disponibilidad de nutrientes. Los resultados muestran que cuando el nitrógeno y el fósforo se agotan, la capacidad de las microalgas para capturar carbono se reduce significativamente, incluso si hay CO2 en exceso. En otras palabras, sin suficientes nutrientes, el rendimiento del sistema cae drásticamente.

Esta observación refuerza la lógica de integrar los sistemas de microalgas con corrientes ricas en nutrientes, como efluentes de acuicultura o aguas residuales, en lugar de depender de sistemas aislados diseñados únicamente para la captura de carbono. En tales casos, la captura de CO2 solo es eficiente cuando forma parte de un sistema más amplio de tratamiento y recuperación de recursos.

Otro resultado relevante del estudio es que no todas las cepas se comportan igual. Aunque ambas pertenecen a la misma especie y provienen de hábitats similares, sus respuestas al suministro de carbono y nutrientes difieren. Una cepa muestra mayor sensibilidad al aumento de disponibilidad de CO2, mientras que la otra responde más fuertemente al enriquecimiento de nutrientes.

Para el sector, esto subraya la importancia de la selección de cepas basada en los objetivos del proceso y advierte contra enfoques genéricos que pasan por alto la variabilidad biológica. En sistemas productivos, la elección del material biológico puede ser tan crítica como el diseño del propio sistema.

El estudio también compara estrategias de suministro de carbono pasivas y activas, introduciendo una consideración operativa adicional. Los sistemas pasivos, sin inyección continua de CO2, ofrecen una menor disponibilidad global de carbono pero logran una mayor eficiencia relativa de fijación, lo que significa que una mayor proporción del CO2 disponible se convierte en biomasa. Los sistemas activos, por el contrario, generan mayor disponibilidad de carbono pero lo utilizan de manera menos eficiente.

Desde una perspectiva operativa, este equilibrio entre disponibilidad y eficiencia es central para evaluar la viabilidad real de los sistemas basados en microalgas, particularmente en contextos donde los costes energéticos y la simplicidad operativa son factores decisivos.

A pesar de la relevancia de estos hallazgos, el estudio no propone una solución lista para su despliegue industrial. Los propios autores reconocen que será necesaria una validación técnica y económica antes de considerar su implementación en condiciones reales de operación. En este sentido, el trabajo —realizado con la participación del IMEDEA (España) — apunta a aplicaciones potenciales como el tratamiento de aguas residuales, donde los nutrientes disponibles de forma natural podrían mejorar el rendimiento del sistema. Además, el estudio destaca una ventaja crucial: a pesar de los desafíos de eficiencia, la biomasa de microalgas captura teóricamente ~1,8 g de CO2 por gramo, una capacidad competitiva o incluso superior a disolventes químicos peligrosos como el NaOH o la MEA.

En términos prácticos, el estudio no demuestra que las microalgas sean una solución inmediata para la captura de CO2 en entornos de acuicultura o RAS. Lo que aporta es evidencia cuantitativa que modera una narrativa a menudo excesivamente optimista. Los resultados dejan claro que el CO2 en sí mismo no es el principal cuello de botella.

La disponibilidad de nutrientes, la selección de cepas, la eficiencia del sistema y —sobre todo— la integración con flujos de producción existentes determinarán si la captura de CO2 mediante microalgas puede convertirse en una herramienta genuinamente operativa para el sector, o si seguirá siendo, por ahora, una promesa atractiva pero difícil de materializar.