informe técnico final - SICA
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BIODIESEL PARA COSTA RICA
Energías Boidegradables de Costa Rica S.A.
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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
BIODIESEL PARA COSTA RICA
Energías Boidegradables de Costa Rica S.A.
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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
L
A
B C D E
F
G
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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.