APUESTA POR LA TIERRA – MÁS BIOCOMBUSTIBLES

APUESTA POR LA TIERRA – MÁS BIOCOMBUSTIBLES

Por: Eugenia J. Olguín, Gloria Sánchez Galván y Erik González Portela

Grupo de Biotecnología Ambiental, Instituto de Ecología A.C. 

 

Palabras clave

Biorrefinerías de tercera generación, microalgas, aguas residuales.

 

Resumen

La política en materia energética en los países más avanzados y que están comprometidos con disminuir las emisiones de gases invernadero de manera significativa, es la disminución de los hidrocarburos de origen fósil y el desarrollo de las fuentes renovables de energía. En este artículo, describimos la producción de biocombustibles a partir de biomasa de microalgas, plantas acuáticas y aguas residuales, en una Biorrefinería de tercera generación diseñada e implementada por nuestro grupo dentro del INECOL.

 

Artículo

El 22 de abril se conmemoró el “Día Internacional de la Tierra” y se levantaron muchas voces a favor de realizar acciones contundentes para lograr mitigar el cambio climático. Entre dichas acciones, 100 Premios Nobel de todo el mundo se pronunciaron en contra de seguir utilizando en forma masiva e indiscriminada los combustibles fósiles y dar prioridad al desarrollo de fuentes alternas y renovables de energía. Una de este tipo de fuentes renovables es la que se deriva de la llamada “Biomasa” y a pesar de que tiene amplio potencial, aún está poco conocida y desarrollada a nivel comercial. En este artículo, nos enfocaremos a presentar diversos aspectos relacionados a los Biocombustibles y en especial a los derivados de las microalgas, que se consideran de tercera generación.

La ONU, en su informe (1) más reciente sobre Cambio Climático (febrero 2021), declara que para que las naciones logren limitar el aumento de la temperatura global en 2° C, e idealmente en 1,5 ° C, para finales de siglo (Acuerdo de París), deben redoblar sus esfuerzos y presentar planes nacionales de acción climática más fuertes y ambiciosos, durante el presente año. Según este informe, si bien la mayoría de las naciones han mostrado su intención de reducir las emisiones, el compromiso de reducción aún es bajo, por lo que el impacto sólo lograría una reducción del 1% para 2030, en comparación con los niveles de 2010.

Por lo anterior, es muy importante que se los países inviertan en el desarrollo de fuentes alternas de energía como lo es la biomasa de microalgas. Ésta puede convertirse en biocombustibles tales como biodiesel, bioetanol, biogás, entre otros, a través de diversos procesos en los que, además de los biocombustibles, se generan productos residuales que puede usarse como alimento para animales y/o biofertilizantes (2).

De manera similar a otras fuentes alternas de energía, la “Biomasa” es una fuente renovable y su aprovechamiento contribuye de manera esencial a una estrategia de sustentabilidad. Es más dentro del concepto muy actual de “economía circular”, su aprovechamiento y transformación se realiza dentro de las biorrefinerías de tercera generación. En el INECOL, el Grupo de Biotecnología Ambiental, diseñó e implementó desde 2011, una Biorrefinería que combina microalgas, plantas acuáticas y aguas residuales (Figura 1). Esta biorrefinería se encuentra dentro de un invernadero de 400 m2 en el Campus III y fue construida dentro de un proyecto financiado por SENER-CONACYT (2011-2014).

El diseño es original y está compuesto por 4 módulos. En el primero, una “Laguna de Fitofiltración” con plantas conocidas como lechuguilla de agua (Pistia stratiotes), realiza el tratamiento de agua que se bombea del río Sordo. Las plantas de esta laguna son cosechadas y procesadas en digestores anaerobios en un segundo módulo, en donde se produce BIOGAS. La laguna genera agua limpia, apta para el cultivo de microalgas de distintos tipos (Figura 2) en el tercer módulo. La fuente de nutrientes han sido digestatos anaerobios de excretas de puerco o digestatos de vinazas. Hemos cultivado Neochloris oleoabundans y hemos logrado que acumule hasta cerca del 40 % de lípidos en base a su peso seco. Esta biomasa tiene todas las características para producir BIODIESEL (3). Por otra parte, también hemos cultivado con éxito una especie de Chlorococcum sp. que aislamos de una planta de tratamiento de aguas residuales.   En este caso, el estrés que hemos impuesto a los cultivos de deficiencia de N, ha resultado en la acumulación de carbohidratos totales en un rango de 29 a 31% en base seca, dependiendo de la estación del año. Dichos carbohidratos pueden ser fermentados para producir BIOETANOL.

 

Desde la instalación de la Biorrefinería en el 2011, se ha trabajado intensamente y se han logrado varias tesis de estudiantes a nivel licenciatura y de Posgrado, así como se han publicado diversos artículos en revistas de alto impacto. Se han logrado colaboraciones importantes con el Dr. Oscar Monroy Hermosillo de la UAM-Iztapalapa, con el Dr. Gabriel Acién de la Universidad de Almería y el Dr. Roberto dePhilippis de la Universidad de Florencia, entre otros. El proyecto reúne las características de un “Proyecto Estratégico” para avanzar en la producción de biocombustibles en México, dado que es urgente que nuestro país promueva la producción de fuentes alternas de energía y en especial de biorrefinerías de tercera generación con la ventaja adicional de tratar aguas residuales de distinto origen. Será muy deseable el apoyo financiero de diversas fuentes para que el proyecto pueda continuar.

 

Referencias

 

(1)FCCC/PA/CMA/2021/2. Naciones Unidas, Convención Marco sobre el Cambio Climático.Feb2021.: https://unfccc.int/sites/default/files/resource/cma2021_02S.pdf

2) Olguín, E.J. 2012. Dual purpose microalgae–bacteria-based systems that treat wastewater and produce biodiesel and chemical products within a Biorefinery. Biotechnol. Adv. 30(5):1031–1046.

(3) Olguín, E.J., Dorantes, E., Castillo, O., Hernández-Landa, V.J. 2015. Anaerobic digestates from vinasse promote growth and lipid enrichment in Neochloris oleoabundans cultures. J. Appl. Phycol. 27(5): 1813-1822.

 

Pies de Figura:

Figura 1: Biorrefinería en el INECOL que integra microalgas, plantas acuáticas y aguas residuales para la producción de biocombustibles. Crédito: Grupo de Biotecnología Ambiental, INECOL.

Figura 2: Microalgas utilizadas en la Biorrefinería del INECOL. Grupo de Biotecnología Ambiental, INECOL.