INVESTIGAR EN ALMERÍA, HUELVA Y GRANADA

Combustibles, depuradoras y plásticos de microalgas

  • Equipos científicos de estas tres universidades tienen en curso proyectos dirigidos a utilizar estos organismos en la elaboración de biodiésel, polímeros sin petróleo y en la purificación de los residuos líquidos de las almazaras.

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Petróleo verde

La Universidad de Almería está en pleno desarrollo de un un estudio para crear biodiésel a partir de las microalgas. Estos microorganismo,  que viven en el agua -dulce o salada- y contienen clorofila y otros pigmentos fotosintéticos, son altamente eficientes en la fijación de CO2, convirtiéndolo en biomasa, materia a partir de la cual se pueden obtener biocombustibles.  

El proyecto denominado Captura, fijación y valorización del CO2, que complementa uno anterior llamado Desarrollo de un proceso de producción de biocombustibles y valorización de la biomasa residual a partir de microalgas marinas, se realizan en colaboración con Endesa y forma parte del Programa Estatal para la captura de CO2 y Producción de Biocombustibles con Microalgas del PlanE.

El catedrático Emilio Molina Grima y el profesor titular Francisco Gabriel Acién Fernández son los responsables de estos proyectos, en los que también trabajan desde hace un año y medio la doctora Cynthia González López y la estudiante de doctorado Ana de San Pedro Triviño. Todos ellos pertenecen al área de ingeniería química del Departamento de Ingeniería. Sus estudios se llevaban a cabo en la planta piloto para el cultivo de microalgas marinas localizada en el campus de La Cañada. En estas instalaciones de 300 metros cuadrados se trabaja en la producción de microalgas que después serán utilizadas para obtener biodiesel.

La microalga empleada en su estudio es la estirpe nannochloropsis gaditana, según informa Cynthia González. Su compañera Ana de San Pedro explica que las investigaciones que desarrollan están encaminadas a producir biocombustibles a partir de microalgas marinas, a reducir las emisiones de dióxido de carbono (CO2) y, por último, a descubrir nuevas tecnologías de cultivo. "Estamos trabajando para optimizar las condiciones de cultivo de la microalga de manera que se maximice la acumulación de ácidos grasos en la biomasa, puesto que éstos son la materia prima para la obtención de biodiesel", aclara Cynthia González respecto a la investigación que tiene entre manos para conseguir este biocombustible.

En cuanto al estudio de nuevas tecnologías para el cultivo de microalgas, analizan tres sistemas de cultivo: con fotobioreactores tubulares,  fotobioreactores planos verticales y, en tercer lugar, reactores de tipo raceway. "Este último es el que más empleado a nivel industrial, ya que es la tecnología más económica, si bien la productividad volumétrica de biomasa en los mismos es baja", indica González, que añade: "Nuestro cometido consiste en investigar sobre otros tipos de reactores que permitan obtener elevadas productividades volumétricas y areales a un coste asequible".

La tercera vertiente de estudio que este equipo de investigadores de la Universidad de Almería tiene entre manos consiste poder reducir las emisiones de CO2 a la atmósfera. "Desarrollamos estrategias de control que permitan un uso eficiente del CO2 contenido en los gases de combustión y que no supongan una reemisión del mismo", puntualiza Ana De San Pedro. El trabajo para conseguir una reducciónd dióxido de carbono se hace en paralelo a un estudio que se desarrolla  en la planta piloto de cultivo de microalgas que la compañía eléctrica Endesa tiene en su central del municipio de Carboneras, recuerda Cynthia González. 

Envases 'bio'

La Universidad de Huelva investiga cómo obtener plásticos de las microalgas. El objetivo es conseguir biomoléculas que puedan usarse en la producción de polímeros industriales, sin necesidad de recurrir al petróleo, con las enormes ventajas medioambientales y económicas que supondría.

Esta nueva línea de investigación en un área en la que la universidad trabaja desde hace dos décadas ha surgido a partir del proyecto europeo Splash (Sustainable Polimers from Algae and Hydrocarbons) en el que participan 20 grupos científicos de universidades y empresas, financiado con cargo al VII Programa Marco de la UE con nueve millones de euros.

La finalidad es que polisacáridos e hidrocarburos producidos por las microalgas puedan ser usados como materia prima en la elaboración de plásticos -poliésteres y poliolefinas-: envases, cuerdas o fibras entre otras aplicaciones.

La Universidad de Huelva participa en este proyecto a través del grupo de investigación Biotecnología de Algas y de la científica María Cuaresma Franco, responsable de coordinar la optimización del cultivo de microalgas y de maximizar la producción de las moléculas de interés que derivarán en polímeros.

Toda la actividad investigadora, que se desarrollará a lo largo de cuatro años, desembocará en una fase final de demostración, que cerrará el ciclo con la fabricación de los polímeros (incluyendo la fase de extracción de los compuestos de interés de las microalgas y su formulación definitiva). Con posterioridad será necesario adaptar el proceso para su implantación industrial, tarea que desempeñará la empresa privada.

La investigadora Cuaresma Franco tiene ya una amplia experiencia en la investigación de las microalgas. Licenciada en Ciencias Ambientales en Huelva, realizó su tesis doctoral en ingeniería de bioprocesos (optimización del cultivo de microalgas en fotobiorreactores). En la actualidad es doctora por las universidades de Wageningen (Holanda), donde ha trabajado los dos últimos años hasta su regreso a su tierra natal para realizar este proyecto, y por la de Huelva, en la que obtuvo el premio extraordinario de doctorado.

Para la investigación en microalgas, la Universidad de Huelva dispone de un auténtico tesoro: el Centro Internacional de Estudios y Convenciones Ecológicas y medioambientales (Ciecem), situado en Matalascañas, en el que trabajan actualmente alrededor de una decena de investigadores en el campo de la biotecnología de microalgas. Sus instalaciones y condiciones climatológicas son dos valores que le hacen especialmente atractivo y uno de los elementos que impulsó la estrecha colaboración que mantiene la Universidad de Huelva con la holandesa de Wageningen, pionera en el estudio de microalgas, con una reconocida cualificación en ingeniería de bioprocesos, pero siempre con el hándicap de la climatología ya que, según explica Cuaresma Franco, “el cultivo precisa de dos condiciones fundamentales: disponibilidad de luz y temperaturas moderadas, lo que sí se encuentra en Huelva”.

El Ciecem dispone, además, de una planta piloto de cultivo de microalgas que le deja muy bien situado en este ámbito de la investigación.

Alpechín reutilizable

La spin-off de la Universidad de Granada BIOT ha encontrado en las microalgas una solución para depurar los residuos líquidos que se generan en la producción del aceite de oliva y que figuran entre los más contaminantes de la industria agroalimentaria. Estos alpechines son uno de los quebraderos de cabeza más importantes del sector, que tradicionalmente trata de deshacerse de ellos sometiéndolos a procesos de evaporación en balsas.

La alternativa que propone este grupo de investigadores, liderado por Agustín Lasserrot, se basa en la acción de las microalgas sobre la materia orgánica que contamina las aguas de lavado. En definitiva es emular el proceso natural optimizándolo y acelerando los tiempos para que sea viable desde el punto de vista industrial.

El sistema utiliza unos tubos transparentes a la luz en los que se introducen las microalgas seleccionadas y posteriormente se inyecta el agua de lavado de la almazara. El líquido circula un tiempo por el sistema para permitir la actuación de las algas, que mediante la fotosíntesis consumen el CO2 y producen oxígeno, a la vez que gracias a su gran capacidad metabólica descontaminan las aguas de lavado de las aceitunas, hasta el punto de que puede ser reutilizada para riego, lavado de maquinaria o para verter a la red de saneamiento municipal.

La reutilización de los líquidos residuales no solo mejora la gestión ambiental, eliminando las balsas de alpechines, y reduciendo los costes de las almazaras, sino que contribuye a un considerable ahorro de agua ya que se necesitan aproximadamente en torno a 50 litros para el lavado de 100 kilogramos de aceituna.

La instalación es sencilla y a medida de cada industria oleícola. Es por tanto un sistema innovador, económico, viable y sostenible que BIOT prevé poder comercializar bajo patente la próxima campaña. Actualmente ya se han interesado un buen número de empresas por esta tecnología biológica.

Esta investigación desarrollada por investigadores ligados a la Universidad de Granada se enmarca dentro de la segunda fase del proyecto Algatec que, financiado con cargo al VII Programa Marco de I+D de la Unión Europea , concluirá en 2014. La investigación comenzó en 2009 bajo la dirección de BIOT quien actúa como technical manager a través de un equipo de seis personas coordinadas por su director de I+D Agustín Lasserrot, y en el que además de participan otros países como Italia o Alemania y ha supuesto una inversión de casi 2,5 millones de euros.

BIOT es la marca de Biotmicrogen S.L, spin-off surgida del Departamento de Microbiología de la Universidad de Granada. Fue fundada en 2007 y su principal objetivo es la biotecnología y la microbiología, es decir el uso de microorganismos beneficiosos para su aplicación industrial. El medio ambiente es una de sus áreas de actividad. En este campo desarrolla y patenta microorganismos útiles para la descontaminación y la protección del medio ambiente, microorganismos naturales, no modificados genéticamente, previamente seleccionados, caracterizados y desarrollados en sus laboratorios.

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