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· b io C omb UT ible S de Se GUN d A G eN er AC i ÓN ·

El fotobiorreactor más utilizado es de la temperatura. Esto se puede realizar Las investigaciones sobre los combus-
diseño tubular, y cuenta con una canti- utilizando intercambiadores de calor tibles a partir de algas surgieron en
dad de tubos claros y transparentes, que ubicados en los propios tubos o en la 1979, cuando el Departamento de Ener-
están normalmente alineados con los columna desgasificadora. gía de los EE.UU. (U.S. Department of
rayos solares (Figura 3). Los tubos gene- Energy - DOE) inició su programa de
ralmente tienen menos de 10 centímetros Las ventajas de los fotobiorreactores investigación denominado Programa
de diámetro para optimizar la penetra- cerrados son obvias. Estos equipos de Especies Acuáticas (Aquatic Species
ción de la luz solar. El caldo se circula a pueden resolver los problemas de con- Program - ASP). El programa se cerró
los tubos por medio de una bomba, y en taminación y evaporación que se pro- en 1995 por una reducción del presu-
los tubos se expone a la luz para la foto- ducen en las lagunas abiertas (Molina puesto. Durante el período de 16 años
síntesis, luego retorna a un tanque. Por Grima et al. 1999). La productividad que duró el proyecto, el ASP buscó
lo general se recolecta una porción de las de la biomasa de los fotobiorreactores investigar tres campos principales.
algas después de pasar por los tubos de puede promediar 13 veces más que la
recolección solares, permitiendo el cul- productividad de la laguna tradicional El primer campo fue el estudio de los
tivo continuo de las algas. En algunos con canales. La recolección de la bio- aspectos biológicos de las microalgas.
fotobiorreactores, los tubos son espira- masa de los fotobiorreactores es menos El estudio incluyó el análisis y la reco-
les en forma de serpentina para formar costosa que la de las lagunas con cana- lección de una variedad de especies de
lo que se conoce como fotobiorreactores les porque la biomasa algal típica tiene algas para acceder a su potencial para
tubulares helicoidales. Dichos sistemas una concentración aproximadamente 30 una significativa producción de aceite,
a veces requieren iluminación artificial, veces superior a la de la biomasa que se investigando la fisiología y la bioquími-
incrementando los costos de producción, encuentra en los canales (Chisti 2007). ca de las algas, y utilizando técnicas de
por lo tanto, dicha tecnología sólo se uti- biología molecular e ingeniería genética
liza para productos de alto valor, y no Sin embargo, los fotobiorreactores para mejorar el rendimiento de aceite.
para materia prima para la producción cerrados también presentan algunas
de biodiesel. Para evitar que la biomasa desventajas. Por ejemplo, los reactores El segundo campo de investigación
algal se deposite se puede utilizar una son difíciles de modernizar. Es más, la fue el desarrollo de sistemas de cultivo
bomba mecánica o una bomba de ele- limitación de la luz no se puede resol- masivo de algas. Durante la duración
vación de aire para mantener un caudal ver completamente porque la penetra- del proyecto se desarrollaron varios sis-
altamente turbulento dentro del reactor ción de la luz es inversamente propor- temas de cultivo para demostración en
(Chisti 2007). cional a la concentración celular. La California, Hawai y Nuevo Méjico. Sin
adhesión de las células a las paredes de embargo, en estos sistemas al aire libre,
El proceso de fotosíntesis genera oxí- los tubos también puede evitar la pene- resultó difícil mantener la capacidad de
geno. En un sistema abierto de cana- tración de la luz. Aunque los sistemas producción de aceite de algas obtenida
les, esto no resulta un problema porque cerrados pueden mejorar la concentra- originalmente a escala de laboratorio, y
el oxígeno vuelve a la atmósfera. Sin ción de biomasa, el crecimiento de las los investigadores observaron una con-
embargo, en un fotobiorreactor cerrado, microalgas continúa siendo subóptimo taminación severa de especies nativas
los niveles de oxígeno se incrementa- por las variaciones de la temperatura y indeseadas. Es necesario destacar que
rán hasta inhibir y contaminar las algas. de la intensidad de la luz. el DOE sugirió que las lagunas abier-
Los cultivos deben volver periódica- tas son el principal sistema para la pro-
mente a una zona desgasificada, que es Después del desarrollo en lagunas ducción de biocombustibles a partir de
un área en donde el caldo de algas se abiertas o en fotobiorreactores, es algas por su bajo costo relativo. El cos-
burbujea con aire para eliminar el exce- necesario recolectar la biomasa de las to de los biorreactores cerrados conti-
so de oxígeno. microalgas para un procesamiento adi- nuaba siendo prohibitivo por los costos
cional. El método de recolección más de capital y mantenimiento necesarios,
Además, las algas utilizan dióxido de comúnmente utilizado es por sedimen- en particular para la producción de bio-
carbono que puede causar una depri- tación por gravedad o por centrifugado. combustibles.
vación de carbono y un incremento del El aceite de la biomasa se extrae con
pH. Por lo tanto, es necesario introdu- solvente y se convierte en biodiesel uti- El tercer campo de investigación fue
cir dióxido de carbono en el sistema lizando un proceso adicional. el análisis de la disponibilidad de los
para lograr que el cultivo de microal- recursos, incluyendo las tierras, el agua
gas a gran escala resulte exitoso. Los y el CO . El DOE concluyó que hay
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fotobiorreactores requieren ser enfria- · Investigación y desarrollo de la cantidades significativas de tierras,
dos durante las horas diurnas, y por producción de biocombustibles a agua y CO para abastecer la tecnología
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la noche también es necesario regular partir de algas de biocombustibles a partir de algas. En

622 A&G 101 • Tomo XXV • Vol. 4 • 618-624 • (2015)