Las microalgas capturan dióxido de carbono y producen biocombustible

Los efectos del calentamiento global pueden apreciarse en todo el planeta e irán a peor si no se frenan las emisiones de dióxido de carbono (CO2). El calentamiento global está provocado por la emisión de gases de efecto invernadero. El CO2 supone el 72 % del total de emisiones de este tipo de gases, mientras que la proporción del metano es del 18 % y la de óxido nitroso el 9 %.

De estos porcentajes se extrae que las emisiones del primero son la causa dominante del calentamiento global. Este gas se genera por la quema de combustibles fósiles como el petróleo, el gas natural, el fuelóleo, el fuelóleo orgánico, la gasolina, la gasolina orgánica y el etanol. Por suerte se ha descubierto que ciertas algas, además de constituir una fuente alternativa de bioenergía ideal, también pueden capturar CO2.

En concreto, señala un reportaje de Cordis, se consideran la solución más prometedora para la producción de biocombustibles y la captura industrial de CO2. La capacidad de estos microorganismos fotosintéticos para convertir el dióxido de carbono en lípidos con alto contenido de carbono (a un estadio o dos de aprovecharse en forma de biodiésel) es muy superior a la de los cultivos oleaginosos y además no ocupan terrenos que de otra manera se destinarían al cultivo de alimentos.

El potencial de las microalgas ha sido objeto de estudio en varios programas europeos dedicados a reducir las emisiones de CO2 y otros gases. La cantidad de iniciativas europeas y del resto del mundo dedicadas a este ámbito ha aumentado sin cesar desde la firma en 1992 de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC).

Hasta ahora se han desarrollado distintos métodos industriales para producir microalgas y aprovechar su potencial, pero la mayoría de ellos no poseen viabilidad económica, sobre todo a gran escala. Las limitaciones encontradas incluyen una productividad inadecuada, el coste excesivo de las instalaciones, una huella ecológica elevada (por superficie ocupada), la elevada demanda de agua y la necesidad de contar con usuarios con un gran nivel de formación.

El proyecto financiado con fondos europeos ALGADISK se creó para dar solución a estos retos mediante una unidad de producción ampliable capaz de generar productos y biomasa de alta calidad a partir de algas y al mismo tiempo reducir las emisiones de CO2.

Las tecnologías comerciales actuales se basan en algas planctónicas sumergidas en una solución acuosa en biorreactores verticales o en granjas de algas dotadas de albercas de gran tamaño. No obstante, estos métodos presentan varias desventajas: su consumo de agua es excesivo durante la fase de producción, se libera CO2 en forma de burbujas durante la fase líquida y la recolección es trabajosa, lenta e ineficiente. Además resulta complicado ampliar la producción y su huella medioambiental es excesiva.

El proyecto está llamado a abastecer la demanda de unidades de producción pequeñas que deseen comercializar productos de biomasa a partir de algas pero que se encuentran con obstáculos para acceder a la tecnología necesaria.

Los estudios de mercado efectuados por el consorcio del proyecto han revelado la falta de reactores eficientes y universales así como de información sobre sostenibilidad y viabilidad en la producción de algas. También sacaron a relucir una demanda de unidades de producción de algas que sean rentables y capaces de generar productos basados en algas de alto valor (nutrientes para humanos y animales, fertilizantes biológicos) así como biomasa (precursores de biodiésel).

La tecnología

Los procesos propuestos por ALGADISK se basan en tecnología de biopelículas en un reactor de disco rotatorio similar a los reactores de rotación utilizados en otros campos de la industria relacionada con la biología. Este sistema permite cultivar algas en distintas superficies biocompatibles y capturar CO2 directamente en la fase gaseosa o en la fase líquida tras el burbujeo. El método ideado aumenta enormemente la eficiencia del proceso y reduce la cantidad de agua necesaria.

Además es posible añadir un sistema automático de cosecha continua. Su ampliación resulta sencilla y la huella generada sería considerablemente menor a la que presenta en la actualidad.

El equipo del proyecto ALGADISK confía en crear un reactor de biopelícula de pequeño tamaño cuya instalación y operación no genere costes elevados y que además sea capaz de capturar una cantidad importante de CO2. Se espera obtener productos orgánicos con una rentabilidad suficiente.

Las pymes participantes en el consorcio del proyecto demostraron su interés en un sistema rentable a pequeña escala y que ocupe la menor cantidad posible de espacio. Además de la tecnología de producción, es necesario contar con una base de conocimientos integrada y estructurada.

Muchos participantes en el proyecto muestran interés en la producción de algas, pero carecen de las herramientas necesarias para calcular la viabilidad económica de un sistema de estas características que asista en la elección del método más adecuado. Uno de los objetivos del proyecto es por tanto lograr un acercamiento entre las actividades científicas y las necesidades de los usuarios finales.

También se programará un paquete de software basado en la información aportada por los usuarios que sugerirá parámetros de instalación, realizará análisis de costes y beneficios para calcular la viabilidad económica y realizará predicciones sobre la sostenibilidad medioambiental del sistema, el cual se diseñará para suplir las necesidades de las pymes.

De hecho, ya se realizan ensayos de laboratorio, un sistema piloto y diseños de la mecánica y la electrónica necesaria que permitirán construir un sistema de reactor prototipo en las instalaciones de un usuario. Se espera poner en marcha y comprobar el primer reactor de ALGADISK en verano de 2014.

El proyecto ALGADISK recibe fondos del Séptimo Programa Marco (7PM) de la Comisión Europea en virtud del plan de apoyo a la investigación en beneficio de las pymes gestionado por la Agencia Ejecutiva de Investigación (AEI). El proyecto contará durante treinta y seis meses con la participación de once entidades de ocho países (tres asociaciones, cuatro pymes y cuatro centros científicos).