Lic. Tomás López

Universidad Nacional de Asunción

Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

SEMANA DE LA CIENCIA

Departamento de Biotecnología

Tomás Rodrigo López (Biólogo)

Edgar Galeano (Biólogo)

Sergio Rodríguez (Químico)

Melissa Dos Santos (Bióloga)

Alejandro Giménez (Est. Ing. Amb.)

Compuestos obtenidos de manera renovable a partir de materias primas de origen agropecuario, agroindustrial o de otra forma de biomasa:

Bioetanol Biodiesel

Biogás

BIOETANOL BIODIESEL

BIOGÁS

Primera generación: Elaborados de la extracción del aceite de soja o de girasol, y del alcohol producido tras la fermentación de los azúcares del maíz o de la remolacha

Segunda generación: Aquéllos que se producen de los residuos agrícolas ( residuos lignocelusósicos)

Tercera generación: Son los producidos a partir de plantas no comestibles, algas, etc.

Biocombustibles de 1°

generación

Algas verdes: a-Chlamydomonas sp. b- Dunaliella sp.

a b d

c-Chlorella sp. d-Volvox sp.

Multicelular-talosa laminar

Euglenoides

Dinoflagelados

- Componentes del plancton, mar y agua dulce. Responsables de las “mareas rojas” y los fenómenos de bioluminiscencia

Diatomeas

- Pared celular de dióxido de silicio - Componentes del plancton, mar y agua dulce

Algas doradas (algas verde-amarillas)

Algas pardas

Algas rojas

Generalidades sobre Biotecnología de Microalgas

Separación

Algal

Crecimiento

Algal

Compuestos

químicos

extraídos

comercialmente

Fertilizantes

Suplemento

proteico

para

animales

Acuicultura

Biocombustibles

Tratamiento de

aguas

residuales

Biorremediación

Digestión

Anaeróbica

Compuestos

químicos

comerciales

Energía

Metano

Energía

Solar

Fijación

de

Nitrógeno

CO2

Nutrientes:

Desechos

Compuestos

químicos

Agua Producción

O2

Posibles aplicaciones de la biomasa algal

Prehistoria: tribus de cazadores colectaban masas gelatinosas de algas verdeazuladas, que eran consumidas crudas o cocidas. Para enriquecer sus dietas, también consumian algas filamentosas coletadas en lagos alcalinos, del género Spirulina (Richmond, 1990).

Aztecs harvestin blue-green algae from lakes in the Valley of Mexico. Drawing in Human Nature, March 1978. (by Peter T. Furst)

Spirulina

Lago Chad África

Lago Texcoco México

Nostoc

Mongólia e China

Peru

Región Kanen – Chad

Colecta

Secado

al Sol

http://www.algaecompetition.com/projects/spirulina-ladies/

http://www.algaecompetition.com/projects/spirulina-ladies/

http://www.algaecompetition.com/projects/spirulina-ladies/

http://www.algaecompetition.com/projects/spirulina-ladies/

http://www.spirulinasource.com/earthfoodch6c.html

Bernal Díaz del Castillo, a member of Hernán Cortez´s troops, reported in

1521, that Spirulina was harvested from the Lake Texcoco, dried and sold for

human consumption in a Tenochtitlán (today Mexico City) market. This author

makes reference to "..small cakes made of a mud-like algae, which has a

cheese-like flavor, and that natives took out of the lake to make bread,..."

(Ciferri, 1983).

1890: primer cultivo unialgal Chlorella vulgaris

1950: estudios de aumento de escala

1960: inicio de cultivos con fines comerciales en Japón

1970: cultivo de Spirulina en el lago Texcoco - México

1977: cultivo de Spirulina en Tailandia – Dai Nippon Ink and Chemicals Ink

1980: cerca de 46 indústrias producen hasta 1000 Kg de microalgas/mes en Ásia

1996: produción de 2000 ton Chlorella en Japón

>2000: China mayor produtor mundial de microalgas

Producción de microalga Spirulina (Borowitzka, 1999)

Varfolomeev e Wasserman (2011)

Ventas total de microalgas: 6.109 dólares

Produtividad: 7,5 .106 t/año

Dos caracteristicas importantes, rápido crecimiento y almacenamiento de lípidos (propriedades antagónicas) Montero et al., 2011

Gong e Jiang 2010

Biodiesel de microalgas

Argentina

http://www.oilfox.com.ar/

http://rc.prochile.gob.cl/noticia/29 http://www.pigmentosnaturales.cl/106/1 http://www.pswsa.com/nuevosite/

Earthrise, Califórnia

Israel

Tanques de CO2

Cyanotech, Hawaii, USA

Chlorella Production in Japan

Flamant Vert Spirulina Farm - Equador

Alemania

http://www.biodisol.com/biocombustibles/refutan-tesis-sobre-baja-rentabilidad-del-cultivo-de-microalgas-para-biocombustibles-chile-energias-renovables-cultivos-energeticos/

Trabajos actualmente en

proceso de ejecución en la

FACEN

1- Toma de muestras de aguas superficiales

2- Aislamiento y Selección de las microalgas nativas

3-Cultivo de Cepas en Medio Líquido:

4-Escalamiento de cultivos de microalgas:

5- Filtrado y Separación de la biomasa algal:

6- Secado de biomasa algal

7-Análisis y caracterización lipídica

7-Análisis y caracterización lipídica

8- Transesterificación

Mediante la fotosíntesis, transforman energía solar y CO2

en biomasa utilizable.

• Biocombustibles que no requieren suelos agrícolas, no compiten con alimentos.

• Mayor rendimiento productivo y eficiencia fotosintética.

FUENTE DE ENERGÍA

RENOVABLE:

• Créditos de carbono

• Pigmentos: carotenoides…

MITIGACIÓN DE

CO2

OBTENCIÓN DE

SUBPRODUCTOS

• Especies aptas para crecer en ambientes hostiles.

• Capacidad de transformar materia orgánica e inorgánica en biomasa

MEJORÍA DE LA CALIDAD DEL

AGUA

CO2

O2

Mayor rendimiento de producción que otra fuente convencional.

Menor requerimiento en cuanto a superficie de cultivo para cubrir la

demanda actual de combustible.

Fácil adaptación en agua dulce, agua salada, agua salobre o en aguas

residuales.

Disminución del uso de agua dulce requerida para la producción de

alimentos.

Contribuyen al consumo de CO2.

(Loera y Olguín, 2010)

Selección de cepas y estrategias de cultivos para inducir elevadas

productividades de biomasa y de lípidos a menor costo.

Uso de aguas residuales para reemplazar agua destinada al uso

agrícola.

Selección del tipo de reactor para lograr máxima producción de

biomasa al menor costo.

Optimización de los métodos para extracción de lípidos y

transesterificación de ácidos grasos.

(Loera y Olguín, 2010)

Varfolomeev e Wasserman 2011

Biodiesel de microalgas

Biodiesel de microalgas