Enfoque energético de las microalgas: madurez tecnológica

Por: Paola Cuji, Analista Técnico de Servicios Especializados IIGE.

Los programas de investigación científica a menudo están relacionados con la madurez de las tecnologías o el nivel requerido para su desarrollo, en este sentido la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA, por sus siglas en inglés), durante la década de los 70’s desarrolló una metodología para estimar la madurez de los elementos críticos de una tecnología, la misma es conocida como Technology Readiness Level (TRL).

Este sistema permite que cada proyecto de tecnología pueda ser evaluado en una escala de nueve niveles basada en el progreso de preparación tecnológica con fines productivos, siendo TRL 1 el más bajo y asociado a “investigación básica” y TRL 9 el más alto y relacionado a un “Sistema probado y operando con éxito en un entorno real” [1].

Figura 1 Niveles de madurez tecnológica [1]

En el campo de la bioenergía, el uso de microalgas es una alternativa que ha despegado en los últimos treinta años. Inicialmente la masificación y cosecha estaba relacionada a la obtención de espirulina como complemento alimenticio, con el pasar del tiempo y el avance de la tecnología, actualmente se analiza la producción de otros compuestos de interés, es así que, se toma como un caso de éxito de biorefinería la diversificación del uso de microalgas ya que, la biomasa producida puede convertirse en varios productos energéticos (metanol, hidrógeno o aceites), alimentos, fertilizantes o bioproductos [2].

En el caso de la producción energética, las microalgas oleaginosas son las más utilizadas por el contenido de lípidos y triglicéridos (hasta 40% de rendimiento), la ventaja del cultivo de estos microorganismos es su capacidad de reproducción, consumo de luz solar para crecimiento, extensiones pequeñas para reproducción y que no comprometen el uso de tierras cultivables (la productividad de una alga puede estar entre 25 y 30 gramos de biomasa seca/ metro cuadrado/ día).

Figura 2 Masificación de microalgas Chlorella Sp – Laboratorio de Biomasa IIGE, 2020

A pesar de las ventajas antes mencionadas, la tecnología necesaria para obtener biocombustibles a escala industrial se encuentra aún en estudio, ya que se debe demostrar que es económicamente viable, ambientalmente sostenible y que sus balances energéticos y de carbono sean favorables. Una de las alternativas que se estudia es la obtención de CO2 y agua a bajo costo, lo que significaría reducciones de hasta un 50% del presupuesto [3].

En este sentido, si se analiza la tecnología de obtención de biocombustibles y su nivel de madurez tecnológica, se encontraría en TRL 7 “Prototipo validado en el entorno operativo”, lo que implica que la tecnología funciona y opera a escala pre-comercial y se ha evaluado el ciclo de vida y la evolución comercial.

En el caso de América Latina, algunas empresas comercializan biomasa microalgal y bioproductos en distintas presentaciones, las mismas se ubican en México, Cuba, Chile y Brasil, siendo este último, el que lidera en cuanto al número de mercados.

Ecuador, en el año 2016 presentó el “Catálogo de Microalgas y Cianobacterias de agua dulce del país”, siendo un inicio para las investigaciones en este campo, adicionalmente, universidades y centros de investigación están trabajando en distintas aplicaciones del uso de microalgas, especialmente en el sector energético. El Instituto de Investigación Geológico y Energético (IIGE) con el apoyo de la Agencia Española de Cooperación Internacional para el Desarrollo (AECID), se encuentra ejecutando el “Estudio de captura de carbono para la producción de biocombustibles a partir de biomasa microalgal, Chlorella Sp, empleando fotobiorreactores”. Este estudio pretende utilizar CO2 generado en una termoeléctrica como fuente de carbono en la nutrición de las microalgas, esto contribuye por un lado a la disminución de emisiones y por otro lado al uso del mismo como una fuente de carbono alternativa a la utilización de medios de nutrición y cultivo de microalgas.

El cultivo de microalgas con fines energéticos es una tecnología en desarrollo y con futuro, de ahí que es clave continuar con procesos investigativos que permitan optimizar la tecnología haciendo énfasis en la reducción de costes y mejora en cada una de las etapas de cultivo; al igual que otros tipos de biomasa, como una fuente alterativa de generación.

REFERENCIAS

[1] Technology Readiness Level. [Online]. Disponible: https://www.nasa.gov

[2] Petroquimex, Revista de la industria Energética. Microalgas como fuente de energía y para procesos de bioremediación, 2017.

[3] A. Santos, Uso y aplicaciones potenciales de las microalgas, 2014