Investigaciones de la UCA mejoran el cultivo de microalgas para fines energéticos

Investigadores de la Universidad de Cádiz, pertenecientes a los grupos RNM-214, ‘Estructura y dinámica de ecosistemas acuáticos’, y TEP-181. ‘Tecnologías del Medio Ambiente’, trabajan junto con la empresa Aqualia en un proyecto que tiene como objetivo general la optimización del cultivo de microalgas y de los procesos ‘downstream’ (concentración y secado de la biomasa) para mejorar la producción de biocombustible. En este proyecto, enmarcado dentro del subprograma Innpacto 2011 del Ministerio de Ciencia e Innovación, que es financiado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (Feder), los investigadores del grupo ‘Estructura y dinámica de ecosistemas acuáticos’ de la Universidad de Cádiz centran su labor en el aislamiento y selección de cepas nativas de aguas continentales. De esta forma, “se realizan muestreos en sistemas acuáticos continentales de características diversas, se generan blooms artificiales en laboratorio (incremento rápido de la población de microalgas) y a partir de éstos se aíslan cepas, mediante técnicas como la micromanipulación, que posteriormente son caracterizadas y seleccionadas considerando como criterio fundamental la potencialidad en la producción de biocombustible”, como explica el profesor y catedrático de la UCA José Ángel Gálvez Lorente.

La caracterización de cepas es un trabajo de investigación que se comenzó con la colaboración en un proyecto previo financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación, dentro del subprograma de apoyo a Proyectos Singulares y Estratégicos, y que “se realiza fundamentalmente considerando el contenido en lípidos (como precursores del biodiésel) y las tasa de crecimiento en distintas condiciones experimentales, como base para estimar el potencial productivo. Este trabajo se está realizando a escala de laboratorio, aunque los resultados podrán ser trasladados a escala piloto y preindustrial. La caracterización permite realizar un screening (cribado o selección) que sirve de referencia para la recomendación de determinadas especies según su potencial uso”, en palabras del investigador Gálvez Lorente, miembro del grupo RNM-214.

De igual forma, es importante que “las cepas seleccionadas estén adaptadas a las condiciones de cultivo a escala preindustrial, habitualmente condicionado por las características climáticas de la zona, por lo que el aislamiento de cepas autóctonas representa una ventaja para el mantenimiento de la productividad. Un objetivo relevante es ofrecer un abanico amplio de microalgas, mediante la formación de una colección de cepas, que permita la elección en función del uso que se pretenda dar a la biomasa generada”, como explica la profesora Ana Bartual Magro, investigadora del proyecto y miembro del grupo RNM-214.

Es importante indicar que este proyecto, titulado ‘Optimización de la producción y desarrollo del secado y almacenamiento de microalgas a escala preindustrial’, contempla, una vez finalizado, la cesión de las cepas con las que los investigadores de la UCA trabajan al Banco Español de Algas. Por ello, sería un objetivo prioritario establecer las bases para la creación de un banco propio de cepas procedentes de aguas continentales, “una colección que sería muy importante para el grupo de investigación y que podría llevarse a cabo como una de las iniciativas integradas en el Campus de Excelencia Internacional del Mar (CEI.Mar) si se amplía con cepas marinas”, y es que no se debe pasar por alto que los dos grupos de investigación de la UCA que participan en el proyecto trabajan dentro del área de especialización de recursos del mar, que se recoge en este Campus de Excelencia Internacional.

Investigadores del grupo FQM-286 ‘Alelopatía en plantas superiores y microorganismos’ de la Universidad de Cádiz, que dirige el catedrático Francisco Antonio Macías, han desarrollado un proceso para el aprovechamiento del residuo de la industria cervecera centrado en la producción de biocombustibles, alimentos funcionales y cosméticos. Un proyecto que se enmarca en el programa científico andaluz del ceiA3, Campus de Excelencia Internacional Agroalimentario, donde participa la UCA junto a las Universidades de Jaén (coordinadora), Almería, Córdoba y Huelva.

La industria agroalimentaria (incluida en este grupo las fábricas de cerveza) genera una serie de residuos o subproductos que, tratados convenientemente, pueden ser utilizados para la obtención de precursores de biocombustibles y de productos de alto valor añadido. Los residuos contienen lípidos, carbohidratos, proteínas y otros compuestos interesantes. La única limitación a su uso, como precedente de los biocombustibles, radica en la rentabilidad económica de su proceso de obtención y en su calidad.

Para que “el proceso que hemos diseñado sea efectivo se estima que el contenido mínimo en lípidos y carbohidratos que lo hace rentable se sitúe en un 5 y un 20% respectivamente; algo que sí nos da el bagazo o la cebadilla de cerveza”, explica el profesor e investigador del grupo FQM-286, José Manuel Igartuburu, quien, junto al ingeniero químico Carlos López Fernández, ha trabajado en esta patente. De esta forma, “hemos conseguido sacar provecho a algo que no tenía ningún valor comercial y que hasta la fecha se estaba utilizando principalmente para ser usado como pienso para el ganado vacuno y ovino”. Una salida muy poco rentable para las industrias cerveceras, ya que “el precio de venta del bagazo era en muchas ocasiones simbólico a condición de que les retiraran este residuo en el menor tiempo posible o cubriera el coste del transporte”, como indica el investigador de la UCA. Y es que el bagazo no solo no supone una fuente de ingreso, sino que además “la razón de su venta es el evitar tener que realizar una gestión de residuos, algo que tiene un coste elevado”.

El proceso, diseñado en la institución gaditana, tiene la finalidad de obtener dos productos. El primero es una sustancia compuesta por la mayor cantidad posible de las grasas contenidas en el bagazo, que es un aceite; y el segundo, es una sustancia rica en azúcares, “cuyo contenido en agua dependerá de las diferentes finalidades que se le quieran dar, como la producción de biocombustibles o como suplemento de azúcar para la producción de la propia cerveza que ha generado este residuo, por lo que aquí cerraríamos el ciclo”, en palabras del profesor Igartuburu.

Para poder llevar a cabo la producción de biocombustibles o de cualquier otro tipo de productos que puedan derivar del residuo de la cerveza, los investigadores del grupo FQM-286 tienen previsto dar un paso más y trasladar este estudio a nivel de laboratorio a “una planta piloto que podríamos ubicar cerca de alguna industria cervecera que ya existiese en la zona”. De esta forma, sentencian desde la Universidad de Cádiz, “nosotros nos aseguraríamos la materia prima y la fábrica se desharía de sus residuos de una forma rápida y eficaz”.