Microalgas, estado del arte (1.- Introducción)

Saludos Bloggeros. Este post será el inicio de una serie, que espero disfrutéis, sobre las microalgas y su cultivo para la producción de energía, además de las tecnologías existentes de explotación, que están haciendo de estos microorganismos una nueva fuente de materia prima renovable.

Microalgas, estado del arte (1.- Introducción)

Las microalgas se definen como organismos unicelulares fotosintéticos que abundan en aguas dulces, salobres y ecosistemas marinos de toda la tierra. Estos organismos al igual que la plantas, son capaces de utilizar el CO2 y la luz solar para generar complejas biomoléculas necesarias para su supervivencia. Un tipo de moléculas sintetizadas por algunas especies son los lípidos neutros o triacilgliceroles (TAG´s), que bajo ciertas condiciones de stress pueden acumular una cantidad importante de lípidos (más del 50% de su peso celular en seco).

La biodiversidad de las microalgas es enorme, con decenas de miles de especies que han sido descritas y con más de 10 millones existentes aún por catalogar. Se clasifican en procariotas (cianobacterias o algas verdeazuladas) y eucariotas.

Existen diferentes aspectos que hacen de la producción de biocombustibles a partir de algas un interesante campo donde investigadores y empresarios han depositado su atención:

– Alta productividad por hectárea, en comparación con los cultivos tradicionales
– Materia prima basada en usos non-food
– Uso de tierras no productivas o no arables.
– Utilización de un amplio rango de tipos de aguas (dulce, salobres, marinas y residuales)
– Producción de varios tipos de biocombustibles y subproductos valorizables.

Existe el consenso general de que se deben considerar aún muchas cuestiones dirigidas al I+D, necesarias para llevar a cabo una comprensión fundamental de las tecnologías de escalado, para producir biocombustibles de una forma sostenible y económica suficiente para competir con los productos basados en el petróleo. Para acelerar este sector sería necesario establecer un banco de cepas de acceso directo con información sobre sus rendimientos, crecimiento, limitaciones…, evitando de esta manera la duplicación de esfuerzos que en muchas ocasiones se producen entre instituciones de investigación.

Las investigaciones llevadas a cabo durante los últimos 50 años han demostrado que las microalgas son capaces de producir una amplia cantidad de intermediarios químicos e hidrocarburos que ofrecen la posibilidad de sustituir los productos derivados del petróleo o del gas natural. Tres componentes principales pueden ser extraídos de la biomasa de las microalgas; lípidos (incluyendo triglicéridos y ácidos grasos), carbohidratos y proteínas. La bioconversión de estos productos en alcoholes, metano, hidrógeno, ácidos orgánicos y la conversión catalítica de parafinas, olefinas y compuestos aromáticos, hacen de la explotación de las microalgas una verdadera industria de biorefinería.

Las microalgas juegan un importante rol en la capacidad productiva global. Aunque producen solamente el 0,2% de la fotosíntesis de la biomasa, se estima que aproximadamente realizan la fijación del 50% del carbono orgánico global y que contribuyen entre el 40-50% a la oxigenación de la atmósfera.

Bajo las limitaciones de las tecnologías actuales, las algas pueden convertir el 15% de la radiación solar disponible mediante fotosíntesis (PAR-photosynthetic available radiation) o aproximadamente el 6% de la radiación incidente total. En contraste, los cultivos terrestres, poseen una eficiencia de conversión fotosintética menor. Por ejemplo, la caña de azúcar, uno de los cultivos terrestres más productivos, no superan en ningún caso el 3,5-4% de PAR.

En este nuevo campo de obtención de energía primaria, existe como en la mayoría, una serie de barreras técnicas, económicas y regulatorias que deben ser solventadas para lograr el desarrollo de una industria a gran escala basada en los biocombustibles de origen renovable.