Cultivo de algas fuera de las aguas residuales

  Agricultura 2022 UE
Cultivo de algas

Crédito: CC0 Public Domain

by brandie jefferson, Universidad de Washington, San Luis

GLas algas en remo en las aguas residuales han sido un tema candente en la investigación durante años. Los informes noticiosos han promocionado las últimas investigaciones como las que nos han puesto al alcance de nuevas fuentes de fertilizantes o biocombustibles más amigables con el medio ambiente durante décadas.

Hasta el momento, sin embargo, estas promesas no se han cumplido. Una de las razones es que las algas que crecen en las aguas residuales tienden a estar contaminadas. Pero incluso si no fuera así, no está claro que las aplicaciones para las algas que se han ideado en el laboratorio serían las aplicaciones más realistas fuera del laboratorio.

Sin embargo, dentro de un laboratorio, en la Escuela de Ingeniería McKelvey de la Universidad de Washington en St. Louis, los investigadores tenían aplicaciones en mente cuando desarrollaron un nuevo método para utilizar los nutrientes recuperados de aguas residuales para cultivar algas que son más del doble de puras que las algas cultivadas directamente en aguas residuales convencionales.

La investigación se publicó en línea a finales del año pasado en la revista Investigación del agua.

Zhen él, profesor de ingeniería energética, ambiental y química, dijo que el problema comienza con la calidad de las algas que obtenemos actualmente de las aguas residuales. “Los precios de la gasolina pueden parecer caros, pero siguen siendo relativamente baratos en los Estados Unidos”, dijo el Dr. He. En cuanto al precio, los biocombustibles de algas cultivadas en aguas residuales simplemente no pueden competir.

Una de las razones por las que cultivar algas de esta manera es tan costoso es el control de calidad. Las algas pueden crecer en las aguas residuales debido a los nutrientes que se encuentran en ellas; el desecho de una persona es el alimento de otra alga. Nitrógeno, fósforo, carbono orgánico disuelto: estos subproductos de nuestros desechos son los nutrientes que las algas necesitan para crecer.

Sin embargo, como era de esperar, cuando intenta cultivar algas en aguas residuales, "lo que obtiene es desordenado", dijo el Dr. He. “Son aguas residuales. Sí, obtienes algas. También tienes bacterias. Cualquier cosa crecerá allí. Por lo tanto, la biomasa de algas cultivada en aguas residuales tiene un valor bajo, lo que reduce el beneficio económico general”.

Dando la vuelta al proceso

El Dr. He y su equipo desarrollaron una forma de cambiar el proceso, llevando los nutrientes de las aguas residuales a las algas, en lugar de poner algas en las aguas residuales. El proceso depende de un sistema electroquímico microbiano desarrollado en el laboratorio del Dr. He.

Usando este sistema, el equipo usó bioelectricidad para extraer nutrientes y luego llevarlos a las algas, alimentándolas de manera más eficiente y generando una biomasa de algas más pura.

Para probar su pureza, tomaron aguas residuales de los servicios de alimentos de la Universidad de Washington; en la mitad de la muestra, agregaron algas. En la otra mitad, usaron el sistema de tratamiento de aguas residuales del Dr. He para extraer los nutrientes de las aguas residuales, que luego usaron para alimentar a las algas. Luego midieron la pureza de la biomasa de algas resultante.

Las algas alimentadas con nutrientes extraídos eran más del 90% de algas. Cuando las algas se cultivaron en las aguas residuales, la biomasa resultante fue solo un 32 % de algas. “Era casi un 70 % de bacterias”, dijo el Dr. He.

En última instancia, estas algas podrían usarse para sintetizar ciertos compuestos en un biorrefinería — como una refinería de petróleo donde el petróleo (petróleo crudo) se transforma en gasolina y otros productos útiles — pero sin las mismas repercusiones ambientales peligrosas.

Primero, sin embargo, el Dr. He está decidido a aumentar la pureza de la biomasa de algas que puede producir y afirma: "Quiero un 95 % o un 98 % de algas". Luego continuará investigando qué condiciones son más propicias para determinadas algas para determinar cuál podría ser el compuesto económicamente más viable para producir.

“Las aguas residuales municipales son similares en todas partes”, dijo el Dr. He. “Las aguas residuales en Europa son las mismas que las aguas residuales en Los Ángeles. Y quieres desarrollar algo en lo que la gente de otros lugares pueda decir: 'Eso puede funcionar aquí'”.

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