Biodiesel de microalgas ¿Oro verde?

La alta dependencia por los combustibles fósiles y el alza en los precios de ellos, afecta fuertemente al sector productivo de nuestro país. Esta situación motiva a debatir sobre la inversión en investigación y desarrollo de nuevas fuentes de energía que permitan diversificar la matriz energética de Chile. Una de estas potenciales fuentes de energía renovables, es el biodiesel a partir de microalgas oleaginosas, el denominado oro verde.

Las microalgas presentan características promisorias como potencial materia prima para la producción de biodiesel. Estas microalgas, además de ser los primeros microorganismos fotosintéticos y responsables principalmente de la actual atmósfera (Oxígeno), pueden ser encontradas en casi todos los ambientes (e.g. océanos, lagos, ríos, pantanos, etc). Estos organismos unicelulares tienen la misma capacidad que las plantas vasculares de convertir la luz solar en energía química mediante la fotosíntesis.

Algunas especies de microalgas son capaces de canalizar esta energía química hacia la biosíntesis de lípidos, los cuales son una excelente fuente para la producción de biodiesel, el cual es altamente biodegradable, no es tóxico, no emite SO2, no contiene productos orgánicos aromáticos (benceno y derivados) y reduce significativamente las emisiones de monóxido y dióxido de carbono.

La estructura unicelular de las microalgas es muy eficiente en el uso de la luz, absorción de nutrientes (que pueden provenir de aguas servidas) y CO2. Tanto, que el crecimiento de las microalgas y la productividad de aceites son entre 30 a 100 veces más alta que las cosechas de Soya. Además, la producción de microalgas no compite con la agricultura tradicional, usan 99% menos agua que la agricultura convencional y pueden estar localizadas en terrenos no aptos para la agricultura, como por ejemplo el desierto chileno.

A diferencia de las plantas vasculares, en las que usualmente sólo la semilla es aprovechada para la producción de aceite, en las microalgas el organismo entero (toda la célula) puede ser aprovechado para este fin. Por lo tanto, su pequeño tamaño celular (< 30 µm) y su naturaleza acuática, las hacen ideales para sistemas de producción a escala industrial, pudiendo crecer en altas concentraciones de dióxido de carbono (CO2) y dióxido de nitrógeno (NO2), los cuales son residuos contaminantes provenientes de la industria pesada (e.g. centrales termoeléctricas).

La  carrera mundial por avances tecnológicos para la obtención de biodiesel de microalgas comenzó hace más de veinte años y está centrada en el logro de obtener aceite de microalgas a un costo competitivo en el mercado. Desde los años 50 (First mass culture project at MIT. USA), pero formalmente desde la década del 70 (Aquatic Species Program: Biodiesel from Algae. NREL. USA) y hasta la fecha se trabaja constantemente y en diversos países (USA, Israel, España, Nueva Zelandia, Australia, Alemania, Holanda, etc.) en la optimización de las ventajas y minimización de las desventajas asociadas a la producción de biodiesel utilizando microalgas como materia prima. No obstante, es recién ahora, que la investigación y desarrollo de tecnologías para esta limpia y renovable fuente de energía cobra mayor atención para científicos, empresarios y políticos de nuestro país.

La producción de bioetanol a  partir de la fermentación de  substratos lignocelulósicos o la de biodiesel a partir de aceites provenientes de plantas vasculares como la Jatrofa, Palma o Soja, no pueden por si solos, dar respuesta a la creciente demanda de combustibles con sustentabilidad ambiental y económica. Las tierras aptas para siembra y bosques son cada vez más limitadas, las cosechas están sujetas a variables climáticas  y no es apropiado, ante el incremento de la población mundial, utilizar alimentos (e.g. Maíz, Trigo, Raps, etc.) en la producción de biocombustibles. Es por esta razón, que las microalgas presentan tan importante potencial como materia prima alternativa para al producción de biodiesel, el cual constituiría un gran aporte diversificando la matriz energética, si consideramos que la mayor demanda y consumo de combustibles fósiles tanto en Chile como en todos los países del mundo, esta dada por el diesel.

Si bien las dificultades asociadas a la producción de biodiesel de microalgas oleaginosas son bien conocidas y existen aspectos tecnológicos a desarrollar  para abaratar costos en el escalamiento de los cultivos y la extracción de aceite, las microalgas ofrecen muchas ventajas comparativas, sobre todo si se considera a nivel industrial, valorizar todos los co- productos del proceso productivo (e.g. Bonos de carbono por medio de la mitigación de CO2 industrial) y sub-productos de la biomasa remanente (e.g. bioetanol, pigmentos, proteínas, vitaminas, aminoácidos esenciales) operando bajo el modelo de bio-refinería.

Es necesario destacar, que el objetivo del biodiesel de microalgas no es por el momento, reemplazar totalmente al petróleo (oro negro) y sus derivados, sino que diversificar la matriz energética del país, incorporándolo por medio del uso de mezclas  como B5 (5% biodiesel y 95% petrodiesel) y B10 (10% biodiesel y 90% petrodiesel), permitiendo con esto, disminuir gradualmente la importación de petróleo, la cual actualmente constituye un 98% del abastecimiento total de Chile.  Sin embargo, tampoco podemos dejar pasar la oportunidad de generar ahora nuestra propia tecnología y transferirla al sector productivo nacional para que en el futuro seamos nosotros los responsables de producir nuestros combustibles, actualmente alternativos, cuando ya no tengamos la posibilidad de importar los combustible fósiles.

Dar una solución parcial – sin descartar la total – a la demanda de diesel en el país, diversificar la altamente dependiente matriz energética, aumentar el valor agradado de los co- y sub-productos de la biomasa microalgal y disminuir las emisiones de gases invernadero, constituyen incentivos más que suficientes para que la comunidad científica,  empresarial y política de Chile se orienten definitivamente a fomentar la producción de biodiesel a partir del aceite de las microalgas oleaginosas. Este escenario, es la motivación y oportunidad del multidisciplinario Grupo de Biocombustibles Algales del Centro de Biotecnología UdeC, el cual persigue concentrar sus esfuerzos en desarrollar proyectos I+D que se focalicen en la ingeniería genética, metabólica, ingeniería de fotobiorreactores y tecnología extractiva, para luego transferir sus resultados al sector productivo publico-privado nacional.

No obstante, ¿qué tan informada y preparada esta la comunidad civil, científica,  empresarial y política chilena para fomentar este tan poco desarrollado rubro tecnológico y energético en nuestro país?, y de existir un compromiso de  todas las partes ¿Seremos capaces de producir a escala industrial el denominado oro verde, reemplazando parcial o totalmente al aún poderoso oro negro? O ¿tendremos que también importarlo (oro verde = biodiesel de microalgas) en un futuro no muy lejano?.

Dr. Cristian Agurto Muñoz
Investigador
Centro de Biotecnología
Universidad de Concepción

14 comentarios sobre “Biodiesel de microalgas ¿Oro verde?”

  1. Pedro Massarelli Filho dijo:

    Prezado Dr. Cristian
    Acredito muito no biodiesel a partir de algas e estou iniciando algumas investigações sobre o assunto.
    Gostaria de pedir ao senhor indicações e referências de leituras e trabalhos científicos sobre as microalgas ou macroalgas mais indicadas para a produção de biodiesel.
    Sou de Brasil e tenho procurado divulgar e incentivar a pequenos produtores agricolas para que plantem oleaginosas ou coletem óleo de cozinha usado para converter em biodiesel.
    No momento preciso de toda informação possível sobre as algas mais indicadas.
    Tais algas podem ser cultivadas em agua doce ( de rios e lagos ), ou apenas em ambiente maritimo?

    Quais as algas ( nome cientifico ) são as mais indicadas?

    Pretendemos iniciar uma pequena produção a titulo de experiência em um sitio afastado do mar.

    Fico muito grato por sua atenção.

    Fico a sua disposição para ajuda-lo no que for possível em meu País.

    Pedro

    551137420315
    5511-34922591
    5511-85570920

    skype ( pedro.skn )

  2. Alejandro Barrera M dijo:

    Estimado Cristian, junto con felicitarlos por su trabajo y este resumen de las enormes implicancias potenciales de estas tecnologías de sustentabilidad energética, te cuento me intereza de sobremenera la posibilidad de intalar un centro de cultivo experimental (fotoreactor) en el norte del pais, nuestra empresa cuenta con unas pertenencias mineras al interior de la bahia de camarones, al sur de chañaral, para esto he tenido conversaciones via correo electronico con una empresa llamada algealink subsidiaria de bioking una empresa europea de BioDiesel, pero sin conocimiento en microbiologia me es dificil el tema, bueno si tienes info y consejos te lo agradesco de ante mano.
    Saludos y suerte.

  3. Miguel Muñoz Flores dijo:

    Estimado Cristian, el tema sobre la produccion de biodiesel con microalgas es de verdad facinante, me encantaría como estudiante de biotecnología llegar a ser un aporte con este tema, ya que si se llega a optimizar la produccion de este combustible, sería más rentable que el “oro negro”. Por lo que tengo entendido se utilizan biorreactores para cultivar estas algas, y en donde está la tecnología de punta es en países como USA, Israel, España, Nueva Zelandia, Australia, Alemania, Holanda… Me interesa la idea de ir al extranjero tomar un curso sobre este tema, aun que no sé si acá en concepción estaremos a la altura o al menos cerca de estos paises mencionados.

    Espero que pronto chile llegue a ser potencia energetica gracias a estas microalgas, ya que contamos con todo el territorio nacional para poder instalar plantas de produccion de biodiesel.

    Tambien me gustaría tener consejos sobre este tema, como estudiante para presentar proyectos o ideas.

    Saludos y Exito con sus adelantos.

  4. home loan dijo:

    Lovely. Great site.

  5. Ariel Vinuesa Soto dijo:

    Estimado Cristian:
    Me gusto mucho este artículo y me parecen muy buenas las ideas que planteas. Solo me gustaría saber un poco mas, cuales son los principales inconvenientes que tiene la producción del biodiesel. ¿Podrías indicarme alguna fuente de información al respecto? Yo soy estudiante de ingeniería química y estoy trabajando en un proyecto que estudia la modelizacion del crecimiento de microalgas, variando las fuentes de luz y carbono. Para esto necesito conseguir mucha información, conoces alguna página o material que pueda ayudarme?

    Espero no haberte causado muchas molestias y te deseo toda la suerte en tus investigaciones.

  6. AGUSTIN CAMPOS dijo:

    Hermano en los actuales momentos voy a iniciar una tesis para la obtención del titulo de MSc. en Ing. Químico y escogí el tema de producción de biodiesel a partir de microalgas por lo encantador, mucho sabria agradecer el apoyo en experiencias y bibliografias que me pudieran facilitar.

  7. Sabine dijo:

    Usted ha hecho algunos buenos puntos de all. Hice una bsqueda sobre el tema y encontr la mayora de la gente estar de acuerdo con su blog.

  8. Ivan Donoso A dijo:

    Estimado Cristian, primero felicitarlo por el excelente trabajo desarrollado. Estoy muy interesado en implementar un proyecto de cultivo de microalgas para biodiesel en el Norte de Chile específicamente en las costas de Antofagasta, donde tenemos una maravillosa exposición solar. Nuestra empresa cuanta con talentos jóvenes y nuestra idea es implementar una empresa familiar de desarrollo biotecnológico. me seria muy grato que nos pudiera aportar con datos específicos, sobres las especies más adecuadas para el desarrollo de biocombustibles y si tiene información sobre especies endémicas de la zona.

    Agradeciendo de antemano

    saluda atentamente

    Iván Donoso A

  9. SALOMON BRAVO ROJAS dijo:

    cristian hola como estas como empresa de biodiesel nos interesa tomar contacto contigo te dejo mi mail y cualquier detalle se te dara personalmente
    sbravo@bioquality8.com saludos

  10. Juan Carlos dijo:

    Estimado Dr. Christian muy interesante su tema, Soy Biologo y me interesa saber mas acerca de su tema de investigacion. tiene mas articulos publicados acerca de su tema?

    Gracias por su tiempo

  11. katerin dijo:

    cristian… tu articulo es muy interesante, es una nueva forma de abrile paso a una nueva economia no solo en tu pais sino en todos los que la implementase, ademas de contribuir con la descontaminacion de los mismos…y como estudiante de microbiologia agradeceria tu colaboracion brindandome mas infromacion de este tema, pues me interesaria realizar mi proyecto de grado con el mencionado…

  12. grupo explora dsv dijo:

    somos un grupo de alumnos del colegio aleman de valparaiso y quisieramos tener informacion de cuales son las microalgas nativas que pueden separar los lipidos para transformarlos en biodiesel.
    dejo un mail para que por favor responda nuestra duda.

    ATTE grupo explora dsv.

  13. Maru dijo:

    Muy bueno el blog y la pagina! te cuento que tenemos nuestro sitio en facebook GRUPO BIOTECNOLOGIA TUCUMAN, de Argentina y lo pusimos como enlace.
    Saludos!

  14. Carla dijo:

    Resulta alentador evaluar este tipo de alternativas energéticas. Estoy interesada en conocer más del tema, con lo cual si es posible solicito una ruta de información al respecto (links, papers, libros, tesis, etc).
    Dede ya muchas gracias,
    Ing. Carla García Prieto

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