Crean mexicanos invento que produce biodiesel con microalgas

Un invento mexicano, generó dos patentes internacionales, permitió a la empresa Asepro Ecología obtener en una planta piloto 23 veces más cantidad de aceite para biodiesel utilizando microalgas, en lugar de otros organismos que también generan ese producto como la palma aceitera o el árbol de Jatropha.

Este emprendimiento mexicano innovó dos eslabones diferentes de la cadena de producción de biodiesel a partir de microalgas: 1) elevó la cantidad de gramos de biomasa de algas que se puede obtener por cada litro de agua, y 2) aumentó la cantidad de aceite para biodiesel que se puede extraer de la biomasa que ya generaron en el paso anterior del proceso.

Al respecto, Alejandro Peralta, director de operaciones de Asepro Ecología, declaró que “algo muy importante es que se utiliza mucho menos terreno que el que se requiere actualmente para fabricar otro tipo de aceites para biocombustibles. El que tiene mayor rendimiento actual, por ejemplo, es la palma africana que llega a tener un rendimiento de entre 5 mil y 5 mil 500 litros de aceite al año por hectárea. Nosotros podemos llegar a 400 mil litros al año por hectárea y además no necesitamos que la tierra sea fértil. Puede ser una tierra arenosa o arcillosa. Esas tierras nosotros las podemos convertir en productoras de biomasa de microalgas”.

A nivel de laboratorio, este proceso ya está probado al 100 por ciento. Se tuvo una planta en Mérida, Yucatán, en la frontera sur, con la cual probaron la tecnología. Actualmente construyen una nueva planta piloto, de mayores dimensiones, en el estado de Tabasco.

Añadió que “algo muy importante es aclarar que no se tienen desperdicios en esta planta: la glicerina la podemos refinar y llevar a grado médico, y la biomasa que se obtiene después de separar el aceite, tiene cualidades estupendas para el ser humano y para alimentación animal, o puede ser también utilizada como fertilizante, para reconstrucción de tierras”.

El incremento en la producción de aceite para biodiesel se obtuvo después de 12 años de investigación de un equipo liderado por Antonio Echevarría, tiempo en que se probaron diferentes cepas de microalgas para encontrar la que tuviera las condiciones óptimas para la producción del mayor volumen posible de aceite para biodiesel.

En esos años quedó claro que el proceso que estaban proponiendo generaría dos grupos de productos comercializables: 1) el aceite extraído de las microalgas que se puede usar como base para producir turbosina para aviones; biodiesel para transporte, calefacción y generación de electricidad; y glicerina, que se puede vender a la industria cosmética, farmacéutica y de producción de jabones; y 2) la biomasa residual de las microalgas o lo que queda después de retirarle el aceite puede ser usado para forrajes, alimento en acuacultura, suplementos alimenticios, fertilizantes y galletas de alto contenido proteico.

Desarrolla la UNAM sistema para depurar biogás a base de microalgas

Armando González Sánchez, del Instituto de Ingeniería (II) de la UNAM, desarrollo un sistema de enriquecimiento de biogás basado en microalgas y luz solar, a fin de eliminar gases indeseables que obstaculizan el empleo del metano (CH₄) como energía, lo que reduciría su emisión a la atmósfera.

Esta mezcla generada de manera natural por la degradación de materia orgánica contiene principalmente CH₄ (del 40 al 60 por ciento de volumen), con una capacidad de efecto invernadero 34 veces superior a la del dióxido de carbono (CO₂).

Además comprende dos compuestos no esperados: el CO₂, con una constitución del 30 al 60 por ciento, que sólo ocupa volumen y diluye su capacidad calórica al ser usado como comburente, y ácido sulfhídrico (H₂S), producto de la putrefacción de proteínas azufradas (como la cisteína) de típico olor a huevo podrido y tóxicas en concentraciones elevadas.

Al usarlo energéticamente, el H₂S causa corrosión en los equipos de conducción y combustión y genera óxidos de azufre que, en contacto con la humedad ambiental, producen ácido sulfúrico susceptible de precipitarse sobre ciudades y áreas verdes en forma de lluvia ácida.

Aprovechar el metano evita que éste sea venteado a la atmósfera y disminuye su contribución al calentamiento global, una de las justificaciones al enriquecimiento de biogás basado en microalgas, trabajo de ciencia básica a cargo de González Sánchez.

El proceso natural de generación se lleva a cabo en biodigestores, en los cuales se controlan las condiciones de pH, temperatura y oxígeno para estimular la actividad bacteriana asociada a la digestión de la materia orgánica y generar el producto referido.

Para eliminar los compuestos no deseados, pero presentes en el comburente (CO₂ y H₂S), el investigador utiliza fotobiorreactores (biorreactores iluminados) que promueven el crecimiento de microalgas consumidoras de dióxido de carbono y productoras de oxígeno.

El objetivo de este método de depuración es lograr que sea barato, sencillo y con bajo impacto tanto en el ambiente como en la economía global de generación, distribución y explotación energética.

En la azotea del II se ha montado un sistema piloto. Se trata de una laguna de alta carga, iluminada artificialmente, que intensifica la reproducción de estos organismos enriquecedores del biogás.

Ahí, este último es capturado y alimentado a una columna o torre de contacto que separa sus componentes. El metano purificado se transfiere a un contenedor para su posterior usufructo y el CO₂, junto con el H₂S, es conducido a una fase acuosa con microalgas, donde ambos son fijados a la biomasa mediante fotosíntesis. Esto último se verifica en presencia de luz solar o artificial de LED.

Los seres presentes en el lagunaje provienen del ex lago de Texcoco (destacan dos tipos de microalgas: unas primitivas, como las cianobacterias tipo Spirulina sp., y otras más evolucionadas, como la Picochlorum sp).

En el fotobiorreactor también se desarrollan bacterias que oxidan el H₂S mediante el oxígeno producido por las microalgas al crecer por fijación de dióxido de carbono. Adicionalmente, la biomasa puede servir como fertilizante y alimento para peces.

Con este método, si se mete un litro de biogás (consideremos que la mitad es metano) se obtiene medio de CH₄ y, en composición, casi el 100 por ciento. Esto tiene implicaciones en la economía de su manejo.

A más de dos años del desarrollo del proyecto Sistema de Enriquecimiento de Biogás a Base de Microalgas, financiado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), está por concluir su fase piloto. Como parte de la experimentación en la laguna de alta carga, González Sánchez y su equipo aún realizan la caracterización cinética de los microorganismos.

Aunque se tiene suficiente información para llevar este enriquecimiento a una aplicación en escala real, hay que evaluar cómo afectarían ciertas variables técnicas, económicas y ambientales en su escalamiento.

Si bien el compromiso principal es aportar conocimiento básico, González Sánchez buscará financiamiento para aplicar la iniciativa. “Sería deseable que alguna empresa participara para financiar gastos asociados e hiciera suyos los beneficios del desarrollo tecnológico”.

Aunque se busca un proceso sencillo y barato, los costos de operación e inversión aún no lo son debido al grado actual de tecnificación y control del enriquecimiento a base de microalgas.

Por eso, los clientes potenciales serían firmas interesadas en crear biogás a partir de la gran cantidad de residuos orgánicos producidos. “Dentro de su balance económico, podrían sumar este reaprovechamiento. Por un lado, evitarían la emisión de gases de efecto invernadero y, por otro, generarían este comburente útil en calentamiento o producción de energía para la operación de equipos”.

Obtienen investigadores del IPN, biodiésel derivado de microalgas

Se dio a conocer que en la Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología (Upibi) del Instituto Politécnico Nacional (IPN),  el investigador, Luis Gilberto Torres Bustillos, en colaboración con Luis Fernández Linares, desarrollan una investigación sobre el cultivo de microalgas fotosintéticas para la producción de biodiésel y otros productos de valor agregado.

 La investigación es una respuesta al aumento en la demanda de fuentes alternas de energía, que se incrementó de manera significativa a causa del crecimiento poblacional y por la dificultad de acceso a yacimientos de combustibles fósiles.

 Ante ello, el profesor Torres Bustillos destacó que la producción de biodiésel es a partir de aceites obtenidos de algas es “un proceso es rápido y sencillo. Una vez cosechadas, son separadas del medio acuoso a través de un tipo de goma y quitosano que se encuentra en la cáscara de los camarones. Después es sometida a una técnica de secado y de extracción de lípidos”.

 Indicó que se han desarrollado exploraciones para saber el momento adecuado para la extracción de la biomasa, de la cual se extraen los lípidos, que al ser procesados en una combinación con alcohol que formará un éster y después se obtendrá el biodiésel, compuesto que es similar al extraído de la gasolina.

Para cosechar microalgas se requiere de CO2, luz solar y una serie de sales, la cantidad reside en su origen, si son de agua dulce o salada. Las sales minerales son obtenidas de orina humana, implementación realizada por el catedrático politécnico.

“Actualmente la orina se comienza a separar de las aguas residuales, se conoce como baño seco. Es más usado en el caso de los hombres, donde los mingitorios no usan agua con el fin de recuperar la excreción y evitar que pase a un sistema de tratamiento”, explicó.

La orina humana es una fuente rica de nutrientes como nitrógeno, fósforo y otras sales. Utilizarla como fertilizante después de pasar por un tratamiento de esterilizado en cultivos hidropónicos surgió hace pocos años. La propuesta es, por lo tanto, orientarla para solucionar problemáticas de tipo ecológico y económico.

“Actualmente en la escuela contamos con un edificio que trabaja con sistema de baño seco de donde obtenemos la orina, la esterilizamos y mandamos analizar para saber los niveles y el tipo de sales que contiene”, agregó Gilberto Torres.

La velocidad de crecimiento de la planta marina es de alrededor de 15 días, el tiempo de duplicación es de dos días, lo que hace que sea una producción rápida y basta. Es probable que dentro de tres a cinco años se pueda cosechar a nivel industrial.

Existen producciones para formar biodiésel que requieren de azúcares o una fuente de carbón para desarrollarse, pero las algas son fotosintéticas (captan energía luminosa que transforman en energía química y fabrican materia orgánica), utilizan el CO2 y la luz para producir azúcares que se convierten en biomasa y posteriormente en lípidos, compuesto necesario para la producción del energético y de donde se puede obtener entre 30 y 70 por ciento.

La producción de combustible a partir de esta planta aún no ha sido explotada por ninguna empresa en el mundo y sólo se han desarrollado dos investigaciones sobre el tema en Estados Unidos y España, aún sin resultados contundentes.