Sistemas de Cultivo

Micro-nano-burbujas mejoran crecimiento y cosecha de las microalgas

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By Milthon Lujan

Resumen gráfico de la investigación. Fuente: Xiaogang et al., (2024); Algal Research.
Resumen gráfico de la investigación. Fuente: Xiaogang et al., (2024); Algal Research.

El mundo se encuentra en una encrucijada. Los combustibles fósiles han impulsado nuestro progreso, pero también han provocado una crisis climática. A medida que aumentan las temperaturas y el clima extremo se convierte en la norma, necesitamos desesperadamente soluciones. Aquí entran las microalgas, maravillas microscópicas con el poder de capturar dióxido de carbono y producir biocombustibles sostenibles.

Pero, ¿cómo liberamos todo su potencial? Aquí es donde entran las micronanoburbujas (MNB).

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Los científicos de la Tongji University, del State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse, y del Key Laboratory of Rural Toilet and Sewage Treatment Technology del Ministry of Agriculture and Rural Affairs publicaron una revisión científica para comprender cómo las multinacionales pueden revolucionar la industria de las microalgas, no solo para la captura de carbono, sino también para una variedad de productos valiosos como biocombustibles, fertilizantes e incluso alimentos. Es hora de abrazar el poder de lo pequeño, de observar cómo las microalgas, armadas con sus superpoderes MNB, limpian los cielos y allanan el camino hacia un futuro más verde.

El cuello de botella: Obtener suficiente CO2 para las microalgas

Las microalgas son las máquinas devoradoras de CO2 de la naturaleza. Se alimentan de dióxido de carbono, lo fijan en biomasa y liberan oxígeno a la atmósfera. Este proceso natural tiene un inmenso potencial para mitigar el cambio climático. De hecho, ¡las microalgas pueden capturar 10 veces más CO2 que las plantas terrestres!

Pero hay un problema. Para que las microalgas prosperen, necesitan un acceso eficiente al CO2. Tradicionalmente, esto implica burbujear el gas en los tanques de cultivo de microalgas. Sin embargo, estas burbujas a menudo suben y escapan antes de que las microalgas puedan utilizarlas por completo. Aquí es donde intervienen las micronanoburbujas.

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Micronanoburbujas (MNB)

Imagine burbujas tan pequeñas que apenas son visibles: esa es la magia de MNB. Gracias a su tamaño minúsculo, tienen una superficie enorme para que se adhiera el CO2, lo que aumenta la transferencia de gas-líquido y alimenta a nuestras amigas las microalgas con un festín de CO2. Pero sus beneficios van más allá de la simple captura de carbono.

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Los beneficios de las micronanoburbujas en el cultivo de microalgas incluyen:

  • Aumenta la captura de CO2: Los MNB pueden aumentar la absorción de CO2 por las microalgas hasta en un 300 %, mejorando significativamente su potencial de captura de carbono.
  • Mejora el crecimiento de las microalgas: Con más CO2 disponible, las microalgas crecen más rápido y producen más biomasa, lo que las convierte en productoras de biocombustibles más eficientes.
  • Abre el camino para el tratamiento de aguas residuales: Las aguas residuales se pueden utilizar como fuente de nutrientes para las microalgas, pero su complejidad puede obstaculizar su crecimiento. Los MNB se pueden utilizar para pretratar aguas residuales, eliminando sustancias nocivas y haciéndolas aptas para el cultivo de microalgas.
  • Reduce la contaminación de las membranas: La separación de microalgas a menudo involucra membranas, que pueden obstruirse con impurezas. Las multinacionales pueden ayudar a prevenir esto, simplificando el proceso y reduciendo costos.
  • Mejora la flotación: La recolección de microalgas puede ser complicada. Los MNB pueden adherirse a las células de microalgas, haciéndolas flotar hacia la superficie para facilitar su recolección.

Liberando el futuro de la sostenibilidad

Si bien los MNB ofrecen una solución prometedora, todavía queda mucho por explorar. Se necesita investigación para optimizar la generación de MNB, integrarlos en los sistemas de cultivo de microalgas existentes y explorar nuevas aplicaciones como la biorremediación y la producción de alimentos.

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A pesar de su innegable potencial, los investigadores todavía están descubriendo los secretos de las MNB. La revisión científica profundiza en:

  • Las propiedades únicas de los MNB y su papel en la mejora de la captura de CO2.
  • Métodos de generación efectivos para producir un flujo constante de estas pequeñas burbujas.
  • Los intrincados mecanismos mediante los cuales las MNB impulsan la transferencia de masa gas-líquido y liberan todo el potencial de captura de carbono de las microalgas.
  • Efectos sinérgicos de los MNB en el pretratamiento de aguas residuales y la separación de microalgas.

Aprovechando el poder de estas pequeñas burbujas, podemos desbloquear el verdadero potencial de las microalgas y allanar el camino hacia un futuro más sostenible. Entonces, la próxima vez que veas una maravilla unicelular, recuerda: podría ser la clave para resolver algunos de nuestros mayores desafíos ambientales.

Conclusión

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“Existe un creciente interés de investigación en mejorar los procesos de producción de microalgas y la captura de carbono con tecnología de MNB. Los MNB promueven la degradación de matrices complejas de aguas residuales mediante gases oxidantes, como el ozono, mejorando así la bioquímica de las microalgas de las aguas residuales”, concluyen los científicos.

La sinergia entre las microalgas y las micronanoburbujas ofrece una visión de un futuro en el que podremos combatir el cambio climático, limpiar nuestra agua y producir recursos sostenibles. Aprovechando el poder de estos pequeños titanes, podemos allanar el camino hacia un planeta más verde, limpio y resiliente.

El estudio fue financiado por National Natural Science Foundation of China, Shanghai Science and Technology Innovation Action Plan, China Baowu Low Carbon Metallurgy Innovation Foundation, Sino-German Cooperation 2.0 Strategic Support Program Project of Tongji University, y el State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse.

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Contacto
Yalei Zhang
College of Environmental Science and Engineering,
Tongji University, Shanghai 200092, China.
Email: zhangyalei@tongji.edu.cn

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Referencia
Xiaogang You, Libin Yang, Huaqiang Chu, Lei Zhang, Yongyuan Hong, Yi Lin, Xuefei Zhou, Yalei Zhang. 2024. Micro-nano-bubbles and their application in microalgae production: Wastewater treatment, carbon capture and microalgae separation, Algal Research, 2024, 103398, ISSN 2211-9264, https://doi.org/10.1016/j.algal.2024.103398.