Sudáfrica – Un equipo de investigadores determinó que los efluentes de una piscigranja de tilapia pueden ser empleados para el cultivo de microalgas que pueden ser empleadas para la producción de biodiesel.
Los efluentes de las piscigranjas requieren de tratamientos antes de ser reusada o descargados para evitar la eutrofización de los cuerpos de agua naturales. No obstante, el tratamiento del agua incrementa los costos de producción.
El cultivo de microalgas en los efluentes de las piscigranjas puede ser una alternativa importante para mejorar el rendimiento económico de la producción de biomasa de microalgas, además del tratamiento de aguas.
La integración del tratamiento de aguas y el cultivo de microalgas para la producción de biodiesel es una opción prometedora para mitigar la crisis de energía debido a la disminución de las reservas de combustibles fósiles.
El uso de los efluentes de las piscigranjas podrían proveer de grandes volúmenes de agua, necesarios para la producción de biomasa de microalgas.
El uso de los nutrientes de los efluentes para el cultivo de microalgas puede proveer una biorefinería sostenibles con una ventaja doble: producción de biomasa para biodiesel y tratamientos de efluentes.
Suministro de nitrógeno
El suministro de nitrógeno es un importante impulsor de la sustentabilidad y comercialización de biodiesel en base a las microalgas.
La producción de 1 kg de triacilglicerol mediante el uso de microalgas, con una producción de 20% de triacilglicerol requiere cerca de 0.36% de nitrógeno.
De esta forma, se requiere el descubrimiento de nuevas formas para reducir los requerimientos externos de nitrógeno en la producción de microalgas para mejorar el balance de energía, la sustentabilidad y la economía de los biocombustibles en base a microalgas.
Los requerimientos de nitrógeno externo para el cultivo de microalgas puede ser reducido de dos formas:
– El reciclaje de nitrógeno en las aguas servidas o efluentes
– La recuperación de nitrógeno de un componente diferente al triacilglicerol de la biomasa de microalgas.
Efluentes de las pisciculturas para cultivar microalgas
Los investigadores de la University of the Witwatersrand y de la Federal University of Technology Owerri usaron los nutrientes presentes en los efluentes de una piscigranja para el cultivo de microalgas, las mismas que pueden ser empleadas para la producción de biodiesel.
Ellos investigaron el crecimiento de las microalgas en efluentes de piscigranja sin modificar y modificados para determinar si estos nutrientes son apropiados para el cultivo de las microalgas, con la finalidad de producir biodiesel.
Los investigadores recolectaron los efluentes de una piscigranja de cultivo de tilapia del Nilo en sistema de recirculación. Asimismo, emplearon agua destilada para modificar la carga de nutrientes en efluentes esterilizados y no esterilizados (sin modificación).
Cultivo de microalgas
En la investigación se emplearon tres especies de microalgas: Tetradesmus obliquus, Heterochlorella luteoviridis y Chlamydomonas reinhardtii; las mismas que fueron cultivadas en fotobiorreactores.
Características de los efluentes
La eficiencia de la remoción de nutrientes fue determinada al final del período de cultivo.
“Esto demostró que el efluente de la piscigranja cumple con el requerimiento de nutrientes para sustentar el crecimiento de las microalgas y la acumulación de bioquímicos”, reportan.
Los investigadores creen que las bajas concentraciones de nutrientes en los efluentes con y sin modificación crean una condición de estrés de nitrógeno para la acumulación de una mayor cantidad de lípidos.
Efluentes de piscigranjas
El rápido crecimiento de la industria de la acuicultura continuará produciendo enormes volúmenes de efluentes.
Los investigadores destacan que los efluentes de las piscigranjas pueden ser utilizados para el cultivo de microalgas, con la finalidad de producir biomasa valiosa para la producción de biocombustibles, reducir los costos del tratamiento de agua, y al mismo tiempo, reducir el costo de la producción de biodiesel en base a microalgas.
Conclusión
“Los resultados obtenidos de este estudio mostraron que los nutrientes en los efluentes de las piscigranjas (amoniaco, nitrato y fósforo) son adecuados para el cultivo de microalgas” concluyen los investigadores.
Ellos también destacan que las microalgas utilizan los nutrientes presentes en los efluentes de las piscigranjas para el crecimiento, producción de biomasa y acumulación de compuestos bioquímicos.
“Cuando se compara al medio de crecimiento estándar, el cultivo de microalgas en los efluentes de las piscigranjas tuvo mayor producción de biomasa y productividad de biomasa, mayor contenido de lípidos y productividad, mayor asimilación de CO2, contenido de carbono y composición comparada de carbohidratos”, destacan.
Los investigadores destacan la capacidad de los nutrientes de los efluentes de las piscigranjas pueden sostener mejor el crecimiento de las microalgas y el mayor contenido de lípidos muestra que los efluentes pueden sustituir la compra de nutrientes requeridos para el cultivo de microalgas con la finalidad de producir biodiesel.
Chlamydomonas reinhardtii en los efluentes de piscigranjas sin modificación tuvieron la mejor composición bioquímica para la producción de biocombustibles, especialmente biodiesel.
Referencia (acceso abierto):
Uzochukwu Enwereuzoh, Kevin Harding, Michelle Low. 2021. Microalgae cultivation using nutrients in fish farm effluent for biodiesel production. South African Journal of Chemical Engineering. https://doi.org/10.1016/j.sajce.2021.03.007
