Sistemas de Cultivo

Cultivo de microalgas en aguas residuales para la producción de biomasa y remoción de contaminantes

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By Milthon Lujan

Zigong, China.- Un equipo de científicos publicó una revisión sobre el cultivo de microalgas en aguas residuales para la producción de biomasa y remoción de contaminantes.

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La escasez de agua es uno de los principales problemas en el mundo, junto con la disminución de los recursos de energía y el deterioro del ambiente. Las fuentes de aguas residuales están categorizadas como efluentes domésticos, agrícolas e industriales, y su disposición en los cuerpos de agua posee un peligroso impacto para la salud humana y animal debido a la presencia de altas cantidades de nitrógeno, fósforo, sulfuros, metales pesados y otros contaminantes orgánicos/inorgánicos.

Varios métodos convencionales de tratamiento vienen siendo empleados, pero ninguno de ellos puede ser considerado como un método universal debido a sus altos costos, menor eficiencia y su naturaleza no amigable con el ambiente. Alternativamente, el tratamiento de aguas residuales usando microalgas (fitorremediación) ofrece varias ventajas sobre los métodos de tratamientos basado en químicos.

El cultivo de microalgas usando aguas residuales ofrece la mayor tasa de fijación de carbono atmosférico y la más rápida productividad de biomasa. Además, la biomasa de las microalgas puede contener metabolitos altamente valiosos, entre los cuales se incluyen ácidos grasos omega-3, pigmentos, aminoácidos y un alto contenido de azúcar. Finalmente, después de la extracción de compuestos altamente valiosos, la biomasa residual puede ser convertido en energía mediante la transformación termoquímica o puede ser usada para producir biocombustibles a través de la fermentación biológica o transesterificación.

Los científicos de Sichuan University of Science and Engineering, Government College University Faisalabad (Pakistán), North Minzu University, Xiamen University, University of Agriculture Faisalabad y de la Zhengzhou University, publicaron una revisión científica en donde resalta los recientes avances de la biotecnología microalgal para el establecimiento de un enfoque de biorefinería para tratar las aguas residuales usando microalgas.

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La revisión resume los diferentes métodos de tratamiento de aguas residuales y se concentra en los costos y la eficiencia, junto con los problemas y oportunidades potenciales. El estudio también resalta las posibilidades de explotar las aguas residuales como un medio de crecimiento de bajo costo y como un impulsor natural para incrementar la productividad de la biomasa y el contenido de metabolitos en las algas.

Las aguas residuales son el recurso más adecuada para la producción de biomasa de microalgas debido a: (i) un medio barato de crecimiento, (ii) producción de biocombustibles, (iii) puede proveer una amplia cantidad de nutrientes, y (iv) ofrece la posibilidad de integrar el cultivo de algas con la infraestructura existente de tratamiento de aguas residuales.

Las microalgas son un destacado recursos biológico para la producción de biocombustibles y productos de valor agregado a escala industrial de una forma eco-amigable. Sin embargo, los costos asociados con la producción de biomasa y el procesamiento de las microalgas cuestionan la viabilidad comercial del proceso. Afortunadamente, el cultivo de microalgas en las aguas residuales ofrece una prometedora alternativa para enfrentar los altos costos operativos.

Los científicos realizaron las siguientes recomendaciones:

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a) Cultivo: los sistemas de cultivo de microalgas necesitan ser mejorados mediante el desarrollo de medios de crecimiento de bajo costo o usando aguas residuales como medio de cultivo para reducir el costo.

b) Cosecha: incluye el 20-30% del costo en la producción y procesamiento de la biomasa de microalgas, que pueden ser reducidos mediante el desarrollo de técnicas robustas de cosecha.

c) Desarrollo de cepas: los sistemas de ingeniería metabólica no han sido totalmente establecidos para las cepas de algas.

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d) Procesamiento: el procesamiento de la biomasa de microalgas en productos es tedioso y caros. Es mejor si se adopta un enfoque multiproducto para la biorrefinería de algas.

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Referencia:
Shahid A., S. Malik, H. Zhu, J. Xu, M. Zohaib, S. Nawaz, M. Alam, M. Mehmood. 2019. Cultivating microalgae in wastewater for biomass production, pollutant removal, and atmospheric carbon mitigation; a review. Science of The Total Environment.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969719352957 

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