Cultivos de microalgas en mezclas de efluentes

Autores
Cuello, María Carolina; Pila, Andrea Natalia; Schmidt, Roberto Martín; de Escalada Plá, Marina Francisca; Chamorro, Ester Ramona
Año de publicación
2023
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión aceptada
Descripción
Hasta que no sea posible reducir el costo de producción de biomasa microalgal, la biorrefinería de microalgas, para obtención de biocombustibles o de otras biomoléculas, no es escalable comercialmente. Los compuestos utilizados para formular los medios sintéticos de crecimiento (fertilizantes) representan el 20% del costo de producción de la biomasa y el 50% de la energía fósil (no renovable) necesaria para el cultivo. En el informe final del “Programa de Especies Acuáticas” (Departamento de Energía de Estados Unidos), creado para investigar, desarrollar y escalar cultivos microalgales para producir biocombustibles, se enfatiza, entre otras conclusiones, que para lograr viabilidad económica de dichos cultivos era preciso desarrollar estrategias que usen aguas residuales o recicladas, particularmente para algas de agua dulce. Durante el desarrollo de tres proyectos consecutivos en el Centro de Investigación QUIMOBI, se trabajó con diversos efluentes como medio para el desarrollo de cultivos microalgales, a saber, efluente de tambo, lixiviado de una planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos, efluente cloacal de municipio pequeño, suero de quesería, aguas de arroyos contaminados, efluentes de cervecerías artesanales. En todos los casos se logró crecimiento microalgal y obtención de metabolitos en la biomasa, sin embargo, en cada caso la composición del efluente (contenido de nitrógeno, fósforo, demanda química de oxígeno) y/o sus características fisicoquímicas (opacidad, muy bajo pH, alto contenido de sólidos totales) eran un obstáculo para el crecimiento óptimo de las células microalgales utilizadas (Chlorella sp., Scenedesmus sp.) y era necesario compensar nutrientes, o diluir el efluente, o corregir el pH para lograr el crecimiento óptimo. En dos de los últimos proyectos, realizamos el cultivo en mezclas de efluentes. En un caso, una mezcla de purín vacuno y suero ácido de quesería. En otro caso, dos efluentes “vecinos”, el lixiviado de una planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos y el efluente de un tambo. Los crecimientos en las mezclas, una vez optimizadas, fueron más exitosos que en los efluentes por separado, y no fue necesario compensar nutrientes mediante agregado de medio sintético o dilución con agua dulce. Los efluentes con alto contenido de fósforo y bajo contenido de nitrógeno (como el cloacal) sirven para inducir estrés en las células y propiciar la producción de lípidos. Los efluentes claros (como el suero) compensan la opacidad de los más oscuros (como el purín) permitiendo el desarrollo de las células fotosintéticas. Altas concentraciones de nitrógeno amoniacal (purín) o muy bajo pH (suero ácido de queso), que impedirían el crecimiento microalgal si no se corrigen, son parámetros que se pueden compensar al mezclar los efluentes.
Fil: Cuello, María Carolina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Resistencia. Centro de Investigación en Química Orgánica Biológica; Argentina.
Fil: Cuello, María Carolina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Buenos Aires. Departamento de Ingeniería Química. Centro de Tecnologías Químicas; Argentina.
Fil: Pila, Andrea Natalia. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Resistencia. Centro de Investigación en Química Orgánica Biológica; Argentina.
Fil: Pila, Andrea Natalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Universidad Nacional del Nordeste. Instituto de Modelado e Innovación Tecnológica; Argentina.
Fil: Schmidt, Roberto Martín. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Resistencia. Centro de Investigación en Química Orgánica Biológica; Argentina.
Fil: de Escalada Plá, Marina Francisca. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Buenos Aires. Departamento de Ingeniería Química. Centro de Tecnologías Químicas; Argentina.
Fil: Chamorro, Ester Ramona. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Resistencia. Centro de Investigación en Química Orgánica Biológica; Argentina.
Peer Reviewed
Materia
biorrefinería residuos
efluentes
microalgas
depuración
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International
Repositorio
Repositorio Institucional Abierto (UTN)
Institución
Universidad Tecnológica Nacional
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En el informe final del “Programa de Especies Acuáticas” (Departamento de Energía de Estados Unidos), creado para investigar, desarrollar y escalar cultivos microalgales para producir biocombustibles, se enfatiza, entre otras conclusiones, que para lograr viabilidad económica de dichos cultivos era preciso desarrollar estrategias que usen aguas residuales o recicladas, particularmente para algas de agua dulce. Durante el desarrollo de tres proyectos consecutivos en el Centro de Investigación QUIMOBI, se trabajó con diversos efluentes como medio para el desarrollo de cultivos microalgales, a saber, efluente de tambo, lixiviado de una planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos, efluente cloacal de municipio pequeño, suero de quesería, aguas de arroyos contaminados, efluentes de cervecerías artesanales. 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Los crecimientos en las mezclas, una vez optimizadas, fueron más exitosos que en los efluentes por separado, y no fue necesario compensar nutrientes mediante agregado de medio sintético o dilución con agua dulce. Los efluentes con alto contenido de fósforo y bajo contenido de nitrógeno (como el cloacal) sirven para inducir estrés en las células y propiciar la producción de lípidos. Los efluentes claros (como el suero) compensan la opacidad de los más oscuros (como el purín) permitiendo el desarrollo de las células fotosintéticas. Altas concentraciones de nitrógeno amoniacal (purín) o muy bajo pH (suero ácido de queso), que impedirían el crecimiento microalgal si no se corrigen, son parámetros que se pueden compensar al mezclar los efluentes.Fil: Cuello, María Carolina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Resistencia. Centro de Investigación en Química Orgánica Biológica; Argentina.Fil: Cuello, María Carolina. Universidad Tecnológica Nacional. 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Fil: Cuello, María Carolina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Resistencia. Centro de Investigación en Química Orgánica Biológica; Argentina.
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Fil: Schmidt, Roberto Martín. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Resistencia. Centro de Investigación en Química Orgánica Biológica; Argentina.
Fil: de Escalada Plá, Marina Francisca. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Buenos Aires. Departamento de Ingeniería Química. Centro de Tecnologías Químicas; Argentina.
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