Sistemas aquavoltaicos: una innovación en el cultivo de microalgas

La combinación de paneles solares y el cultivo de microalgas en cuerpos de agua dedicados a la acuicultura podría convertirse en una solución revolucionaria para la producción conjunta de biomasa de microalgas y electricidad.

Actualmente los paneles solares en láminas de agua son vistos como una ventaja en determinados entornos como embalses, canales de riego y áreas industriales. En España, por ejemplo, se están usando en embalses para generar energía limpia sin ocupar terreno agrícola.

Este uso podría extenderse también a otros ámbitos como la acuicultura, como ya se está haciendo en países como Noruega, con el proyecto piloto que promueve Ocean Sun o, en Japón, por parte de Kyocera Corporation.

Un reciente estudio titulado “Development and experimental performance evaluation of a small-scale aquavoltaic system for microalgae production”, realizado por investigadores del Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE en Alemania y del Departamento de Ingeniería de Biosistemas de la Universidad Tarbiat Modares en Irán, demuestra que el cultivo de microalgas podría beneficiarse significativamente del uso de sistemas acuavoltaicos. Esta tecnología maximiza el aprovechamiento de recursos naturales como el agua y la luz solar, optimizando el cultivo de espirulina y otros organismos beneficiosos.

La clave del estudio está en el ajuste de los niveles de oxígeno del agua a través de la profundidad del agua y la velocidad de rotación de las paletas. De esta forma, se logran niveles de oxígeno ideales para el crecimiento de las microalgas.

Uno de los logros más destacados del estudio fue la reducción de las “zonas muertas” en los estanques de cultivo. Esto se consiguió ajustando la velocidad de rotación de las paletas, se disminuyó la proporción de estas áreas estancadas del 21 % al 9 %, lo que permitió una mezcla más eficiente y mejores condiciones de cultivo.

Además de producir energía, los paneles solares cumplen una función crítica de regulación térmica, proporcionando sombra a los estanques y reduciendo las variaciones de temperatura, las cuales pueden afectar negativamente tanto el crecimiento de las microalgas como la calidad del agua. La temperatura en los estanques cubiertos era, en promedio, 5 °C más baja que en los expuestos directamente al sol, lo que contribuye a estabilizar los niveles de oxígeno y pH, elementos vitales para la salud de las microalgas.

Desde una perspectiva económica, el estudio calculó que los costos de producción de espirulina se reducen en un 7 % utilizando energía solar en lugar de electricidad convencional, ofreciendo a los acuicultores un ahorro significativo en el largo plazo. De hecho, el análisis de rentabilidad indica que la inversión inicial en estos sistemas puede recuperarse en menos de ocho meses, una cifra alentadora para quienes buscan reducir su huella de carbono y aumentar la eficiencia en sus operaciones.

Más allá de la producción de microalgas, los sistemas aquavoltaicos podrían aplicarse en otros sectores acuícolas, como la piscicultura y la producción de mariscos, maximizando la productividad y reduciendo costos operativos en todo tipo de cultivos acuáticos.

Con cada avance en la investigación y perfeccionamiento de estos sistemas, el futuro de los sistemas aquavoltaicos parece cada vez más prometedor, especialmente en regiones donde el agua y la energía son recursos limitados. Esta combinación de energía solar y acuicultura se presenta como una alternativa poderosa para un futuro más sostenible y eficiente en la producción de alimentos acuáticos, mostrando que el camino hacia una acuicultura más verde es posible.