informe técnico final - SICA

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BIODIESEL PARA COSTA RICA Energías Boidegradables de Costa Rica S.A. (506) 2537 4510 : (506) 2537 4576 58 7100 [email protected]BIODIESEL PARA COSTA RICA I INFORME TÉCNICO FINAL PROYECTO PARA LA PRODUCCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLE A PARTIR DE ACEITE DE MICROALGAS EMPRESA EJECUTORA ENERGÍAS BIODEGRADABLES DE COSTA RICA JUNIO, 2010 Ministerio para Asuntos Exteriores de Finlandia

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BIODIESEL PARA COSTA RICA

I

INFORME TÉCNICO FINAL

PROYECTO PARA LA PRODUCCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLE

A PARTIR DE ACEITE DE MICROALGAS

EMPRESA EJECUTORA

ENERGÍAS BIODEGRADABLES DE COSTA RICA

JUNIO, 2010

Ministerio para Asuntos

Exteriores de Finlandia

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BIODIESEL PARA COSTA RICA

INDICE

INTRODUCCIÓN ..................................................................................................3

METODOLOGÍA ...................................................................................................5

Establecimiento de un laboratorio para el cultivo de microalgas .......................5

Búsqueda de cepas con potencial para la producción de aceites. ....................6

A. Bioprospección de microalgas autóctonas.................................................6

B. Uso de cepas de colección ......................................................................10

Determinación de las condiciones óptimas de crecimiento para las microalgas

seleccionadas..................................................................................................10

Determinación del potencial para la producción de aceite de las algas

seleccionadas..................................................................................................11

RESULTADOS OBTENIDOS..............................................................................12

Establecimiento de un laboratorio para el cultivo de microalgas .....................12

Búsqueda de cepas con potencial para la producción de aceites. ..................12

Uso de cepas de colección..............................................................................12

Bioprospección de microalgas autóctonas ......................................................13

Determinación de las condiciones óptimas de crecimiento para las microalgas

seleccionadas..................................................................................................15

Determinación del potencial para la producción de aceite de las algas

seleccionadas..................................................................................................20

CONCLUSIONES ...............................................................................................25

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INTRODUCCIÓN

La búsqueda de nuevas fuentes de energías se ha convertido en un asunto de

suma importancia a nivel mundial. La alta dependencia de petróleo y la

reducción gradual de sus reservas mundiales aunados al alto costo del barril ha

hecho que en muchos países busquen alternativas para minimizar los efectos

que estos problemas causan. Dentro de esta búsqueda de posibilidades, los

biocombustibles aparecen como una opción, el uso de biodiesel y etanol en lugar

de diésel y gasolina parece ser una alternativa para reducir el consumo de

combustibles fósiles.

En términos generales, el biodiesel es un biocombustible producido a partir de

aceites vegetales, grasas animales o aceites usados de cocina. Las fuentes de

materia prima que usualmente se utilizan para la fabricación del biodiesel son

diversas, pero las más comunes son el aceite de soya, palma, canola, girasol,

grasas animales, aceite usado de cocina; entre otros.

Uno de los inconvenientes que ha afectado el crecimiento de la industria es el

desabastecimiento de materia prima ya que muchos de los aceites, comúnmente

se han utilizado para la alimentación humana y no es conveniente desplazar

alimentos por combustibles. Por esta razón las microalgas se han convertido en

una alternativa interesantísima debido a sus altas tasas de productividad.

Energías Biodegradables de Costa Rica es una empresa que se dedica al

desarrollo de la industria oleoquímica, fundada hace más de 5 años, se ha

preocupado por ofrecer alternativas de energía de origen natural enfocándose

especialmente a la producción de biodiesel y otros productos derivados de los

aceites.

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Dentro de este contexto y en su afán por ser una empresa innovadora, se

decidió iniciar una investigación para la obtención de aceite a partir de

microalgas. Se presentó la iniciativa a la Alianza en Ambiente y Energía con

Centroamérica quienes creyeron en nuestra capacidad para sacar adelante el

proyecto y brindaron el financiamiento para ejecutarlo.

Las microalgas fueron los primeros organismos con capacidad fotosintética que

aparecieron en la Tierra y participaron en la creación de la actual atmósfera

terrestre. Son claves en el equilibrio planetario ya que se encargan de la mayor

parte de la dinámica de dióxido de carbono, además, constituyen la base de las

cadenas tróficas que permiten la vida en el océano.

Las microalgas tienen la capacidad de producir más aceite que cualquier otra

planta oleaginosa, con rendimientos muy por encima de los cultivos

convencionales. El secreto para la producción industrial de biodiesel a partir de

aceites de microalgas subyace en encontrar una metodología que permita

cultivar las microalgas a gran escala con protocolos de producción de bajo costo

y que la cepa seleccionada sea altamente productiva y tenga la capacidad de

soportar las condiciones industriales de cultivo a las que va a ser expuesta.

Bajo este marco se planteó el proyecto de investigación con la intensión de

generar el conocimiento básico necesario para el establecimiento de una

producción a mediana escala con estos microorganismos.

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METODOLOGÍA

Establecimiento de un laboratorio para el cultivo d e microalgas

Para comenzar con el proyecto se instaló un área que suministrara las

condiciones necesarias para el cultivo de microalgas. Cuando se trabaja en el

cultivo de organismos es importante mantener condiciones de asepsia que

permitan un crecimiento adecuado de las especies con las que se pretende

trabajar y no de otros indeseados que pueden llegar a entorpecer las labores de

investigación.

Inicialmente, se adaptó un espacio de nuestras instalaciones para el laboratorio

de microalgas, se cerró el área, se pintaron las paredes de color blanco para

incrementar la luminosidad, se adquirió estantería en la que se instalaron

fluorescentes F40T12/D luz fría y F40/GRO/AQ/WS y F57W 7212/D, para

proveer las condiciones de luz adecuadas para el crecimiento de las microalgas.

También mesas de trabajo y una computadora para procesar y almacenar los

datos de la investigación.

Se instaló un equipo de aire acondicionado para mantener una temperatura

estable en el laboratorio.

Se compró cristalería básica como lo son erlenmeyers, beackers, probetas,

botellas, espátulas, pipetas, hematocitómetros, tubos de vidrio, placas petri,

tubos de ensayo, envases en general.

También, se compró equipo, entre los que destacan 2 microscopios uno

convencional y otro invertido con contraste de fases, también, un luxómetro y un

refractómetro, equipos básicos para llevar a cabo las labores iniciales de

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investigación. Posteriormente, se adquirió un espectrofotómetro como

complemento para realizar análisis más específicos con las microalgas.

Búsqueda de cepas con potencial para la producción de aceites.

Este proyecto contempló la ejecución de dos procesos paralelos:

1. La bioprospección (búsqueda de organismos) de microalgas autóctonas

capaces de producir aceite a una tasa tal que permita obtener buenos

rendimientos a la hora de realizar su extracción y a la vez que los aceites

obtenidos sean aptos para la fabricación de biodiesel.

2. Uso de cepas puras que previamente han sido utilizadas como fuente de

aceite, esto con el fin de agilizar el proceso de investigación.

A. Bioprospección de microalgas autóctonas

Se realizaron colectas en distintos medios acuáticos, a partir de los cuales se

buscaba aislar las microalgas presentes, en lagunas, ríos y estanques. Una vez

realizadas las colectas se sembraron muestras de las microalgas en medios

ricos en nutrientes para incentivar el crecimiento de las mismas y se expusieron

a luz artificial.

Esta luz artificial fue provista por fluorescentes que producen poco calor, por lo

que no influyen en la temperatura del laboratorio.

Inicialmente al traer las muestras tomadas, se hizo una observación general al

microscopio para determinar si realmente había microalgas en la misma. Una

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vez que se comprobó la existencia de ellas se procedió a enriquecer el medio

para alentarlas a crecer y a reproducirse.

Durante el primer aislamiento de muestras, se obtuvo un cóctel de microalgas,

esto por que los ecosistemas de donde se aislaron son lugares en los que

comúnmente conviven variedad de microorganismos, debido a las condiciones

favorables que ellos tienen en estos sitios.

Independientemente de las condiciones de crecimiento que se le den a las

microalgas en el laboratorio, no es posible lograr el crecimiento del 100% de las

especies presentes en el ambiente, pues reproducir esas condiciones es

imposible, especialmente cuando se trata del contenido nutricional de los

cuerpos de agua, ya que estos varían constantemente. Sin embargo, se procura

brindar condiciones tales que permita el crecimiento de la mayor parte de los

organismos. Esto se refiere a un medio de cultivo rico en nutrientes, buena

luminosidad, aireación y temperaturas adecuadas.

Conforme iba pasando el tiempo y variando las condiciones de cultivo de cada

muestra, la población algal variaba, por lo que el proceso fue muy interesante

pues aparecían algas que no se habían observado previamente y de esta forma

la diversidad que se logró cultivar fue bastante amplia.

Una vez que se obtuvo buen crecimiento de estos cócteles de microalgas se

dispuso a la separación de las comunidades, el objetivo consistía en separar los

individuos y obtener cultivos lo más puros posible para trabajar con cultivos

unialgales y así investigar de forma más profunda cada una.

Para la separación de las cepas se realizó un reconocimiento morfológico,

aunque este tipo de reconocimiento no es un sistema muy certero pues el nivel

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de observación que tenemos con el microscopio no es lo suficientemente

detallado como para observar diferencias específicas entre especies o géneros,

esta fue la metodología que mejor se ajustaba a los medios con que se contaba

y que en ese momento se podía practicar; por lo tanto diferenciamos las algas

según las características físicas y diferencias generales que se podían detectar

con un aumento de 40x al microscopio como son: forma, tamaño, coloración,

contenido interno, presencia de pared u otros organelos visibles.

Para la separación se utilizaron dos metodologías, el rayado en medio semiduro

para luego tomar colonias diferenciadas y el aislamiento por diluciones seriadas.

En ambos casos, se obtuvieron resultados positivos y se lograron separar

distintas cepas. Es importante recalcar que la identificación completa de las

microalgas con las que se está trabajando no se ha realizado, debido a que es

un proceso lento y complejo y en el que se necesita un profesional especializado

en el área. Para los objetivos y la etapa de investigación en que se encuentra el

proyecto no ha sido relevante la identificación de las mismas, pero si se

considera que en un futuro se debe llegar a realizar la identificación completa de

las mismas.

De la separación morfológica se aislaron aproximadamente 6 microalgas de

distintos hábitats (Figura 1).

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Búsqueda Cepas

Bioprospección

Cepas de Colección

Colección de la UNA

Marinas

Nannochloris

Dunaliella

Nannochloropsis

Lagunas

Ríos

Estanques

Cóctel Algas

Separación de algas según características morfologicas

No se aislaron algas

Cóctel Algas

LLA

LLA2

LLE

Células grandes

Otras

Cervantes

Granadilla

Cóctel Algas

C

G-mezcla

G 3

G med C 2

Otras

Otras

Figura 1. Esquema general del proceso de búsqueda cepas para la producción de biodiesel a partir de microalgas

nacionales.

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B. Uso de cepas de colección

En cuanto a la segunda etapa se compraron 3 cepas a la Universidad Nacional

de Costa Rica, las tres microalgas con las que se trabajó fueron:

Nannochloropsis, Nannochloris y Dunaliella. Los cultivos que nos facilitaron eran

cultivos puros y en buenas condiciones. Se realizó un proceso de adaptación

pues las algas estaban habituadas a las condiciones del laboratorio de la

Universidad Nacional, y debieron adaptarse a las condiciones de nuestro

laboratorio. Las tres cepas son algas de agua salada, por lo que se adaptaron

las variables de cultivo a esta condición.

Determinación de las condiciones óptimas de crecimi ento para las

microalgas seleccionadas

Cada microalga tiene condiciones óptimas de crecimiento. Es importante

determinar las mejores condiciones bajo las cuales ellas se pueden desarrollar;

esto es de suma importancia pues de ello dependerá obtener adecuadas tasas

de crecimiento y de producción de compuestos de interés.

La determinación inicial de estas condiciones se hizo con los cócteles de agua

dulce. Utilizamos condiciones en que se favoreciera el crecimiento de la mayor

parte de las microalgas.

Una vez que se logró el crecimiento estable de los cócteles se inició con la

separación de cepas para determinar las condiciones óptimas de cada alga.

En el caso de las algas de agua salada, se empezaron los cultivos utilizando el

mismo medio de cultivo en el que habían venido creciendo las microalgas esto

con el objetivo de disminuir el tiempo de adaptación.

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Se variaron condiciones nutricionales, de luminosidad, de pH, aireación y

temperatura como las variables más importantes y determinantes a modificar.

Determinación del potencial para la producción de a ceite de las algas

seleccionadas

Las determinaciones iniciales del contenido lipídico de las microalgas se

realizaron a los cócteles, esto con el objetivo de tener una idea del potencial de

las microalgas que formaban parte de esta comunidad algal. Posteriormente se

realizaron los análisis a los cultivos unialgales y luego se plantearon variaciones

en las condiciones de cultivo analizando como objetivo principal el efecto en la

producción de aceite por parte de las algas. De igual forma se procedió con las

microalgas de agua salada.

Para la determinación del contenido lipídico de las microalgas los cultivos se

llevaron por un período determinado de tiempo, posteriormente se procedió a

realizar la cosecha de los mismos, se secaron en una estufa hasta peso

constante (se deshidrata la muestra), posteriormente se ha utilizado la

metodología de extracción con Soxhlet en matriz seca usando éter etílico y éter

de petróleo (1:1).

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RESULTADOS OBTENIDOS

Establecimiento de un laboratorio para el cultivo d e microalgas

Con el establecimiento del laboratorio se logró obtener un área de trabajo apta

para el cultivo de microalgas. Este laboratorio brinda las condiciones mínimas

para trabajar con este tipo de microorganismos, un espacio con una asepsia

aceptable, que permite brindarles un ambiente adecuado para su crecimiento e

investigación.

Búsqueda de cepas con potencial para la producción de aceites.

En cuanto a la búsqueda de cepas con potencial para la producción de aceites,

se logró obtener a nivel nacional todas las cepas con las que se está trabajando.

Inicialmente se había pensado en la posibilidad de importar cepas, sin embargo,

por el tiempo y la tramitología que esto conlleva se decidió utilizar cepas que se

pueden obtener en Costa Rica, tanto de agua dulce como de agua salada.

Uso de cepas de colección

Las cepas de colección que se compraron se cultivaron. Se obtuvieron buenos

resultados de cultivo con las especies Nannochloropsis y Dunaliella; sin embargo

con Nannochloris no sucedió lo mismo. Existen muchos factores por los cuales

esta microalga no creció como se esperaba principalmente porque las

condiciones de cultivo no fueron las más adecuadas para su desarrollo.

Posiblemente, el contenido nutricional o el balance de los nutrientes no fue el

que ella necesitaba para un buen desarrollo, también pudo influir la temperatura

a que permanece el laboratorio, el pH del medio de cultivo o bien las condiciones

de luminosidad.

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En cuanto a Nannochloropsis es un microalga ampliamente estudiada y con la

cual se han realizado numerosas investigaciones, su facilidad de crecimiento es

muy alta y se adapta fácilmente a condiciones diversas de cultivo por lo que no

presentó problemas de crecimiento.

Dunaliella es la única alga móvil con la que se trabajó, esta microalga cuenta con

un flagelo por medio del cual se moviliza por todo el medio de cultivo. Durante el

proceso investigativo se determinó que necesita una buena iluminación para

crecer de forma adecuada y es el alga de mayor tamaño que se cultivó en agua

salada.

Bioprospección de microalgas autóctonas

Durante el proceso de bioprospección se trabajó con gran diversidad de

microalgas, la variabilidad de microorganismos existente en nuestro país,

permitió que ha nivel de laboratorio tuviéramos la posibilidad de trabajar con

distintos tipos de microalgas (Figura 2).

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Figura 2. Diversidad de algas presente en algunas de las muestras tomadas de

distintas fuentes de agua dulce.

Conforme se iba desarrollando el proyecto el cóctel variaba las condiciones y se

incentivaba el crecimiento de una u otra alga. Este proceso que podría llamarse

de autoselección se produce debido a que las algas excretan una serie de

compuestos producto de su metabolismo que influyen en el crecimiento de las

algas de su especie o de las otras especies, inhibiéndolas o más bien

promoviendo su crecimiento.

De los cócteles de microalgas obtenidos al inicio de la investigación y luego de

trabajar en los procesos de aislamiento se logró obtener cultivos unialgales de

algunas de ellas, con las que posteriormente se continúo realizando pruebas y

experimentos de distinto índole.

M

L

A

B C D E

F

G

H

IJ K

M

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B C D E

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Figura 3. Algunos de los cultivos unialgales obtenidos a partir de los procesos

de aislamiento y purificación realizados.

Determinación de las condiciones óptimas de crecimi ento para las

microalgas seleccionadas

Al iniciar con la idea del proyecto de investigación se realizó una extensa

revisión bibliográfica sobre investigaciones y material impreso en el campo de la

ficología. Desde hace mucho tiempo, se han establecido una serie de medios de

cultivo que han sido utilizados en numerosos ensayos y en los cuales se ha

determinando un balance nutricional adecuado que permite el crecimiento de

muchos tipos de algas.

En un principio se utilizó un medio pre-establecido tanto para las algas de agua

dulce como para las marinas. En el caso de las algas de agua salada en lugar de

agua dulce se utilizó agua de mar que se recolectó de distintos puntos del país,

el objetivo de utilizar el agua de mar es tratar de reproducir el medio natural en

que usualmente estas microalgas se desenvuelven. También, se experimentó

con un medio hecho a base de nutrientes para agricultura. El balance nutricional

y las concentraciones de los elementos mayores y menores pueden llegar a ser

determinantes para el crecimiento y desarrollo de las microalgas.

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La temperatura de trabajo del laboratorio se estableció en alrededor de los 20ºC,

sin embargo, en algunos casos fue un poco difícil de controlar pues el ambiente

en la fábrica varía considerablemente entonces algunos días la temperatura

subía, con picos de hasta 28ºC o bien durante las madrugadas ésta bajaba

inclusive hasta los 14ºC. Pero en promedio se trató de mantener la temperatura

cercana a los 20ºC. A pesar de las variaciones las algas no presentaron

inconvenientes perceptibles y continuaron con su crecimiento habitual.

Las condiciones de asepsia del laboratorio no son las ideales. A pesar de que se

procura mantener el espacio limpio y libre de contaminantes, debido al entorno

en que se encuentra el laboratorio (se encuentra dentro de una fábrica de

producción de biodiesel) a veces se puede dar la contaminación de muestras por

hongos o bacterias. Sin embargo, se ha determinado que el nivel de asepsia que

se maneja es aceptable y el hecho de no estar en un estado completamente

aséptico o estéril permite acercarse un poco más a las condiciones de

escalamiento que en un futuro esperamos alcanzar, pues a gran escala es

necesario contar con una microalga lo suficientemente fuerte como para

competir contra otros microorganismos que quieran colonizar el entorno en que

éstas se desarrollan.

Durante la ejecución del proyecto se lidió con contaminación por distintos

agentes como hongos, bacterias y protozoarios (Figura 4). Para combatirlos se

extremaron las condiciones de asepsia y se trabajó con antibióticos y filtros para

tratar de eliminarlos de los cultivos.

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Figura 4. Contaminación de cultivos por diversos microorganismos como

protozoarios (A) y hongos (B).

En la literatura se puede encontrar referencias de la simbiosis que se puede

llegar a dar entre microalgas y bacterias, muchas veces esta relación es positiva

y ambas especies se benefician de vivir en comunidad logrando aumentar la

producción de los compuestos deseados o el crecimiento de la microalga. Se ha

trabajado con especies en simbiosis con bacterias ya que hemos determinado

que no en todos los casos las bacterias han sido perjudiciales sino más bien

algunas no han afectado los procesos normales de crecimiento de las

microalgas a escala laboratorio.

AB

AB

AB

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Figura 5. Cultivo de microalgas en exteriores (A) y en laboratorio (B)

También, se probó cómo sería el desarrollo de las microalgas en ambientes

externos (no controlados) (Figura 5) para tener una idea de cómo reaccionarían

al pasar de estar en el laboratorio (ambiente en el cual se controlan algunas

condiciones) a pasar a exteriores. Los resultados obtenidos fueron buenos, las

algas se adaptaron a los constantes cambios de temperatura que era el factor

que más inquietaba.

El crecimiento de los microorganismos en general está descrito por una curva

teórica de crecimiento. La curva se divide en cuatro áreas principales: un periodo

inicial de adaptación, seguido por uno de crecimiento exponencial, luego hay un

periodo en el que empieza a cesar el crecimiento para luego pasar a la etapa

final o de muerte. Es importante establecer estas curvas de crecimiento en las

microalgas para conocer cuál es su periodo de crecimiento exponencial o su

fase estacionaria, según el interés particular. Para establecer el crecimiento de

las distintas cepas se realizaron conteos diarios para determinar la curva de

A BA B

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crecimiento de la microalga y así establecer el periodo en el cual produce el

aceite y así alargarlo o potenciarlo según mejor convenga.

Figura 6. Curva de crecimiento teórica de un microorganismo.

De las curvas de crecimiento elaboradas a partir de los datos de los

experimentos se han obtenido distintos resultados ya que según las condiciones

de crecimiento y las variables que se manejen durante el ensayo su curva de

crecimiento cambia. Sin embargo, se han logrado obtener curvas que tienen una

tendencia muy semejante a la teórica (Gráfico 1).

Fase de crecimiento exponencial

Fase estacionaria

Edad del cultivo

Células/m

l

Fase de adaptación

Fase de muerte

Fase de adaptación

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-

5.000.000

10.000.000

15.000.000

20.000.000

25.000.000

30.000.000

35.000.000

40.000.000

0 1 2 3 4 5 7 8 10 11 14 15 16 17 18

Tiempo (días)

Con

cent

raci

ón (

cel/m

l)

Curva Crecimiento de un alga de agua dulce

Gráfico 1. Curva de crecimiento de un alga de agua dulce

Determinación del potencial para la producción de a ceite de las algas

seleccionadas

Para determinar el potencial para la producción de aceite de las microalgas, se

han planteado una serie de pruebas y experimentos con los que se pretende

aumentar el conocimiento sobre las condiciones de crecimiento idóneas, y

además establecer las variables que incrementan la producción de aceites,

según la especie con la que se ha estado trabajando.

Como punto de partida, simplemente se hicieron pruebas de crecimiento para

conocer cómo se desarrollaban las cepas.. Se cosecharon (Figura 7) y se

mandaron a analizar cócteles y pruebas con cultivos unialgales, los resultados

en cuanto a contenido de aceite fueron muy variables; inclusive, mandando a

Fase de crecimiento exponencial

Fase estacionaria

Fase de muerte

Fase de adaptación

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analizar la misma cepa cultivada bajo distintas condiciones de crecimiento el

porcentaje de aceite presente era diferente (Gráfico 2). Con estos resultados se

concluyó que la determinación de las variables críticas para promover la

producción de aceite es de suma importancia.

Figura 7. Biomasa algal separada del medio líquido.

Por ejemplo en el caso del comportamiento del contenido de aceite del alga

ilustrado en el gráfico 2, se puede observar la importante variación de este

compuesto, pasando de un 1% hasta un 49%, todas las pruebas se realizaron

con el mismo tipo de alga, sin embargo, esta fue cultivada bajo distintos

tratamientos.

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1%3% 3% 3% 4% 4%

8% 9%11%

16% 16%19%

33%

49%

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

L G J K A M F B D H C I N E

Tratamiento

% A

ceite

Gráfico 2. Variación del contenido de aceite de un alga determinada según

distintas condiciones de cultivo.

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

C C D D D D D A A A A A A A A A A A A A A A A A A B B B E M M M M N N N

Microalga

Por

cent

aje

de a

ceite

Gráfico 3. Variación en el contenido de aceite según la microalga evaluada

En el caso del gráfico 3 vemos cómo las algas denominadas A y M presentan

importantes porcentajes de aceite de un 35% y 49%, mientras que otras de las

algas no alcanzan el 10% de contenido de aceite con respecto al peso seco. Con

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esta información se ha logrado establecer la necesidad de dar un trato

personalizado a cada microorganismo pues es muy obvio que cada uno posee

sus condiciones óptimas de crecimiento y de producción de compuestos, como

lo es en este caso el aceite.

Se variaron condiciones de luminosidad, temperatura, pH y el balance nutricional

de las microalgas para determinar de qué forma se puede inducir una mayor

producción de aceite. Se ha notado que la variación de alguna de estas

condiciones tiene un efecto crítico en el crecimiento y productividad de aceite.

También, las condiciones ideales para cada cepa van a diferir de las que son

óptimas para otra, por lo que el establecimiento de estas condiciones es un

trabajo minucioso y lento.

0,0%

10,0%

20,0%

30,0%

40,0%

50,0%

60,0%

70,0%

80,0%

90,0%

100,0%

C10:0

C12:0

C12 insat o C

13sat

C14:0

C16:0

C16:1

C18:0

C18:1

C18:2

C18:3

C20:0

C20:1

C20:4

C22:0

Tipo de ácido graso

Por

cent

aje

de a

ceite

A B C D

Gráfico 4. Variación en la composición del contenido lipídico de 4 cepas

evaluadas, A, B, C y D.

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La composición del aceite que contienen las microalgas varía según la especie y

las condiciones de cultivo. La importancia de determinar la composición, es que

se puede definir la conveniencia del uso de los ácidos grasos presentes para la

producción de biodiesel: fin primario que se va a dar a este producto. De las

cuatro microalgas que se presentan en el gráfico 4, la microalga B presenta la

mejor composición lipídica para la producción de aceite por su alto contenido de

ácidos grasos oléico (C18:1) y linoléico (C18:2). Además, tienen un bajo

porcentaje de palmítico (C16:0) y estéarico (C18:0) que dificultan la obtención de

un biodiesel de buena calidad y encarecen el proceso de producción.

La microalga D presenta un contenido de ácido araquidónico muy alto, este es

un ácido omega 6 muy utilizado como suplemento alimenticio, debido a esta

característica, se podría evaluar la conveniencia de utilizar su aceite para la

formulación de otros productos de valor agregado.

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CONCLUSIONES

El establecimiento del laboratorio de investigación de microalgas se llevó a cabo

de forma exitosa. Se contrataron los servicios de una experta en acuicultura que

capacitó a la biotecnóloga a cargo del proyecto con el conocimiento básico

necesario para llevar adelante las investigaciones y el trabajo con las

microalgas.

El proceso de bioprospección fue muy provechoso, se lograron aislar gran

diversidad de microalgas, entre ellas 6 con potencial para la producción de

aceite.

Esta diversidad de microalgas obtenidas del proceso de bioprospección nos dio

la posibilidad de montar un banco de almacenamiento de muestras en medio

semi-sólido con el objetivo de tenerlas disponibles para pruebas en un futuro y

mantener un respaldo de las mismas.

A nivel de laboratorio, se ha hecho un escalamiento interesante, empezando con

cultivos de un volumen aproximado de 10 a 20 mililitros hasta cultivos de 20

litros Contamos con un fotobioreactor listo para empezar a operar con un

volumen de 180 litros.

Con base en el conocimiento generado a partir del estudio de las cepas, se ha

logrado aumentar los índices de crecimiento de las mismas y la capacidad de

carga de los ensayos.

El proceso de investigación llevado a cabo, ha permitido definir las condiciones

óptimas de crecimiento de las microalgas, determinando bajo qué parámetros,

son capaces de dar la mayor productividad de aceite. Gracias a estos

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resultados, se ha logrado una evolución importante en la producción de mayores

contenidos de aceite, pasando de porcentajes de un 3 o 4 % hasta 33% y 49%.

Los resultados obtenidos a lo largo de la ejecución del proyecto incentivan a

fortalecer el proyecto y a continuar investigando, se ha logrado avanzar con paso

seguro y se debe continuar innovando. La meta siguiente, es conseguir el

escalamiento del proceso para lograr a mediano plazo, una producción real de

biodiesel a partir de aceite de microalgas.