domingo, 4 de mayo de 2008


La producción de biodiésel a partir del aceite de cultivos de algas va saliendo poco a poco de los laboratorios para llegar a ser una realidad en plantas industriales. Las ventajas de esta tecnología parecen contundentes: las algas tienen un alto rendimiento por superficie cultivada, bajos costes de producción y no compiten con productos alimentarios como otros cultivos energéticos. Además algunas experiencias aprovechan las emisiones de CO2 de centrales térmicas o de otro tipo de industrias para el cultivo de las algas, convirtiendo un problema ambiental en materia prima para la producción de combustible.

¿En qué consiste la técnica?

Las algas necesitan tres componentes esenciales para su desarrollo: luz, anhídrido carbónico y agua.

Algunas especies contienen un alto contenido en grasas, que resultan esenciales para la producción de aceite o biodiésel.

Se cultivan en balsas, tubos o canales de escasa profundidad, para permitir una mayor iluminación.

En su interior se mantiene un flujo y temperaturas constantes, y se inyecta CO2 y nutrientes.

Una vez desarrolladas, se extraen de su medio de crecimiento mediante un adecuado proceso de separación y se extrae el aceite sin necesidad de secarlas de antemano. Los factores que controlan su crecimiento, como nutrientes o temperatura, deben estar monitoreados en todo momento y el enriquecimiento con CO2 posibilita la producción de aceites y acelera el desarrollo. Se ha avanzado en la intensificación de estos cultivos mediante la producción en invernaderos, o en los llamados fotobiorreactores, sistemas cerrados que permiten el control y monitoreo de los distintos factores de crecimiento.
Por lo general este tipo de producción se reduce a algunas experiencias piloto, pero en algunos casos ya se está produciendo a gran escala. Es el caso de la empresa
Oil Fox, con sede en Argentina, dónde están produciendo del orden de 100.000 litros de biodiésel por hectárea cultivada de algas cada mes, una cantidad sorprendente si se compara con los 400 litros de media que produce una hectárea de soja, al año.
En España, la empresa alicantina
Biofuel Systems está produciendo biodiésel en baterías de cilindros de plásticos transparentes de 3 metros de altura y 70 centímetros de diámetro que contienen una sopa de color verde con las microalgas. Utilizan un sistema mediante el cual aceleran el crecimiento de las algas a través de un "Acelerador Bio Electromagnético" y recuperan la energía captada en la fotosíntesis con una extrema eficacia de transferencia energética. Cada día extraen la mitad del contenido de estos cilindros, se centrifugan y se rellenan de nuevo con agua, las algas doblan su producción cada 12 horas. Más del 50% de su biomasa es aceite y cada kilo contiene 5.700 kilocalorías. Cada dos metros cúbicos de agua producen seis kilos de biomasa. Esta técnica se empleará en una planta de producción eléctrica de 30 megavatios, con una hectárea de cultivos, dónde producirán la electricidad de 3.000 viviendas, con calderas que mueven generadores alimentados por el biodiésel que se genera con el cultivo de algas. Además reciclan las emisiones de CO2 derivadas de su producción eléctrica.
De forma reciente, Biofuel Systems firmó un acuerdo de colaboración con el Insituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE) para avanzar hacia la producción a gran escala y otra compañía española, esta andaluza, Gádir Biodiésel, ha cerrado otro convenio con la Junta de Andalucía para la construcción de una fábrica de biocarburante en la Bahía de Cádiz, en el que se empiecen a utilizar algas.


Aguas residuales
En Nueva Zelanda, la tecnología desarrollada es diferente. La empresa
Aquaflow Bionomic Corp cultiva algas en estanques de aguas residuales, ricas en nutrientes. Así pues, elabora biodiésel con estas algas y además depura las aguas residuales. Ya en el año 2006, la empresa produjo un biocarburante de algas que fue utilizado en una mezcla al 5% con combustible para vehículos. Aquaflow ha previsto la producción de biodiésel para el mercado neozelandés y proyecta venderlo directamente a agencias gubernamentales locales y nacionales para el suministro de combustible en flotillas de vehículos.
En Estados Unidos, hay al menos seis proyectos en funcionamiento, varios de los cuales están dirigidos a producir electricidad de la biomasa de algas.
GreenFuel Technologies , ubicada en Massachussets, tiene en marcha un proyecto demostrativo en Arizona cuya previsión es producir unas 80 toneladas de alga por hectárea anualmente a partir de 2008.
Para ello inyectan en los cilindros dónde cultivan las algas CO2 procedente de chimeneas de centrales térmicas.
Resulta llamativo también el sistema que ha generado la empresa
Solazyme, en San Francisco. Está compañía ha desarrollado una nueva metodología basada en algas modificadas genéticamente que crecen en tubos plásticos sin necesidad de luz solar. Según dicen, a oscuras las algas producen más aceite, lo que podría abaratar los costes de producción.

viernes, 2 de mayo de 2008

BIODIESEL A BASE DE ALGAS - BIOCOMBUSTIBLES

Producción de biodiésel utilizando algas. ¿QUE ES UN BIOCOMBUSTIBLE?
Los biocarburantes o biocombustibles son combustibles que se generan a partir de procesos biológicos, son de origen biológico no fosilizado. Presentan una gran cantidad de ventajas frente los combustibles fósiles, entre ellas producir bastante menos cantidad de C02, principal gas causante del efecto invernadero. Al tratarse estos de recursos inagotables, son excelentes para reemplazar los combustibles que se producen en base al petróleo, el cual escasea y por otro lado produce grandes efectos contaminantes en la atmósfera, como el efecto invernadero entre muchos otros. Este tipo de biocombustibles, están caracterizados por la posibilidad de aplicación a los actuales motores de combustión interna, y ya son muchos los vehículos que se están fabricando para funcionar con este tipo de carburantes.
Existen diferentes tipos de biocombustibles que mencionaremos a continuación: Bioetanol: Etanol generado a partir de la biomasa o de una fracción biodegradable de residuos. Biodiésel: éster metílico generado a partir de un aceite vegetal, algas o animal de calidad similar al gasóleo. Biogás: combustible gaseoso generado a partir de la biomasa de vegetales y/o a partir de la fracción biodegradable de los residuos Biometanol: metanol generado a partir de la biomasa de vegetales.
Biodimetiléter: dimetiléter generado a partir de la biomasa de vegetales. BioMTBE (metil ter-butil éter) : combustible generado a partir del biometanol. Biocarburantes sintéticos: hidrocarburos sintéticos o sus mezclas, generados a partir de la biomasa vegetal. Aceite vegetal puro: obtenido a partir de plantas oleaginosas mediante presión, extracción u otros procedimientos comparables, crudo o refinado, pero sin modificación química. En este trabajo se va a analizar la producción de biodiésel utilizando como materia prima algas, las propiedades de este tipo de biocombustibles frente a otros de origen vegetal, los tipos de algas que se utilizan, los distintos procedimientos que se realizan para la obtención de biodiésel a partir de algas, el desarrollo de investigaciones para la producción de este tipo de biocombustible en el mundo, así como las ventajas y las desventajas de utilizarlo. ALGUNAS CONSIDERACIONES DEL BIODIESEL
Como se menciono anteriormente el biodiésel es un éster metílico generado a partir de un aceite vegetal, algas o animal. No es contaminante ya que aunque su combustión produce C02 que va a pasar a la atmósfera, se supone que es el mismo que las plantas o las algas de las que proviene absorbieron durante su crecimiento, por lo tanto se libera a la atmósfera prácticamente la misma cantidad de CO2 que se consumió. Es biodegradable, no es tóxico, y típicamente produce cerca de 60 % menos emisiones de dióxido de carbono. Sus emisiones de smog son 65 % menores que el diesel derivado del petróleo. Algunos de los usos del biodiésel son autos movidos a biodiésel, calefacción para el hogar en base a biodiésel, generadores de electricidad en base a combustible biodiésel, etc.
Producción de biodiésel en base a algas Para obtener biodiésel a partir de algas primero se debe extraer el aceite de estas y por un proceso química llamado transesterificación es posible obtener biodiésel. El cultivo de microalgas y la obtención de aceite a partir de este presenta muchas ventajas con respecto a los cultivos terrestres. Por un lado presentan una tasa de crecimiento mucho mayor y por otra lado la producción de aceite por área esta estimada entre 4.6 y 18.4 l/m2, esto es de 7 a 30 veces mayor que los mayores cultivos terrestres. No requiere de grandes superficies para su producción. En una superficie de 1 km2, se pueden obtener 10.000 M3 de biodiésel al día a un precio sensiblemente inferior al del petróleo actual. Se trata de una fuente de producción de energía en continuo, inagotable y no contaminante porque no moviliza carbono fósil, sino que utiliza el exceso de carbono (CO2). Contribuye de esta forma a paliar el efecto invernadero y a restablecer el equilibrio térmico del planeta. En comparación con otros vegetales utilizados para la producción de biodiésel, el fitoplancton parece ser el que mas rendimiento tiene. Algunos estudios señalan los siguientes niveles de producción anual de volumen de aceite por km2: • Colza: de 100 a 140 m3/km2. • Mostaza (Brassica nigra) 130 m3/km2. • Jatropha: 160 m3/km2. • Palma: 610 m3/km2. • Algas: 10.000 m3/km2.

ALGUNAS CARACTERISTICAS Y VENTAJAS DEL BIODIESEL PRODUCIDO A PARTIR DE ALGAS SON LAS SIGUIENTES: • Las algas tienden a producir una alta cantidad de ácidos grasos poliinsaturados, lo que disminuye la estabilidad del biodiésel. Pero los ácidos grasos poliinsaturados tienen puntos de fusión bajos por lo que en climas fríos es mucho más ventajoso que otros tipos de biocombustibles. • La producción de aceites a partir de algas es 200 veces mayor que en plantas. Por lo que también es mayor la producción de biodiésel • Posee un alto rendimiento y por lo tanto un bajo costo. • La producción de biodiésel de algas tiene las características de reducir las emisiones de CO2 y compuestos nitrogenados de la atmósfera. CULTIVOS DE ALGAS PARA LA PRODUCCION DE ACEITES:

Las algas son capaces de crecer en un amplio rango de condiciones por la que se las encuentra en cualquier zona del planeta: dentro de plantas acuáticas, sobre sustrato artificial como madera o botellas, en lagunas, ciénagas, pantanos, nieve, lagos de agua dulce o salina, sobre rocas, etc. Por lo que no es difícil encontrar zonas para cultivarlas. En principio, al igual que las plantas, las algas necesitan de tres componentes básicos para su crecimiento: luz solar, CO2 y agua. Encontrar cepas de algas para hacerlas crecer no es difícil, pero es complicado encontrar cepas que permitan la producción de biodiésel debido a que este tipo de algas necesitan de un alto mantenimiento y por otro lado se contaminan fácilmente con otras especies. Debido a que las algas necesitan de luz SOLAR celular , CO2 y agua para crecer, pueden ser cultivadas en estanques y lagos. A estos tipos de cultivos se los llaman
"sistemas abiertos".
El riesgo de este tipo de sistemas de cultivos es la alta probabilidad de ser contaminados por otros tipos de algas, ya que las algas que tienen el mayor componente en aceite no necesariamente son las que más rápido crecen, por lo que algunas cepas de algas contaminantes podrían invadir masivamente el cultivo. Por otro lado en este sistema se tienen poco control frente a condiciones ambientales tales como temperatura del agua, CO2, intensidad lumínica, por lo que el crecimiento del cultivo depende de las condiciones del medio y en general se produce en los meses más cálidos. En general, para el cultivo en sistemas abiertos se buscan cepas que puedan crecer bajo condiciones en las que otros organismos les resultaría difícil desarrollarse como Ph altos o bajos, T º especificas, requerimientos nutritivos específicos, etc. Es por esta razón que solo pocas especies fueron cultivadas con éxito en este tipo de sistemas. La ventaja que tienen los sistemas abiertos es que son muy baratos y fáciles de construir ya que básicamente lo que se hace es construir estanques o piletones en el suelo. Un sistema alternativo para el crecimiento de algas es mediante invernaderos (*), también en estanque. Aunque se reduce el área de cultivo se solucionan muchos problemas que poseen los sistemas abiertos: menor probabilidad de contaminación por especies no deseadas, pueden cultivarse un mayor numero de especies, el periodo de cultivo es mayor ya que hay control de la temperatura y puede incrementarse la cantidad de C02 en el ambiente, con lo que también aumentaría la tasa de crecimiento de las algas. Los estanques poseen sistemas que permiten a las algas mantenerse en movimiento en el medio, de forma que todas reciban la misma cantidad de luz y nutrientes. Por otro lado se renueva continuamente la cantidad de C02 y nutrientes del medio.
Otro tipo de sistemas cerrados de cultivos son los Fotobiorreactores los que incorporan luz blanca y natural y donde las condiciones son mas controladas que en los sistemas abiertos. Son sistemas muy costosos pero que tienen un alto rendimiento en cuanto a la producción de aceite de algas. Algunos tipos de fotobiorreactores son: • Tubos plásticos o de vidrio de forma triangular (*): Gases como C02 y O2 se hacen fluir desde la parte baja de la hipotenusa y algas con medio de cultivo se hacen fluir en el sentido opuesto. • Fotobiorreactores tubulares en forma horizontal (*): Son tubos de acrílico en el que se hace circular en forma horizontal medio de cultivo mas algas para que están no precipiten y todas reciban la misma cantidad de luz y nutrientes • Columna vertical de burbujas: Se genera circulación del medio con algas en una columna vertical a través del flujo de gases como dióxido de carbono. Se ilumina a través de tubos de luz a lo largo del tubo, cuyo objetivo es disminuir el costo del cultivo de algas a gran escala y hacerlo mas simple. • Equipos de fermentación: Algunas compañías obtuvieron aceite de algas sin crecimiento fotosintético, sino alimentando a las algas con azucares que luego estas fermentaban. Una de estas compañías ese llama Solazyme, una empresa de biotecnología que esta desarrollando técnicas para producir combustible para autos y aviones a partir de algas. TIPOS DE ALGAS QUE SE CULTIVAN:

Las algas están compuestas básicamente por proteínas, carbohidratos, ácidos nucleicos y ácidos grasos. Los ácidos grasos se encuentran en las membranas, en los productos de almacenamiento, metabolitos, etc. El porcentaje de ácidos grasos varía según la especie, aunque hay especies cuyos ácidos grasos representan 40% de su peso seco. Estos son los ácidos grasos que luego son convertidos en biodiésel. Para la producción de estos se buscan algas que contengan un alto contenido en lípido y que sean fácilmente cultivables. Especie Proteína Carbohid-Lípidos Ácidos Nucleicos Scenedesmus obliquus 50-56 10-17 12-14 3-6 Scenedesmus quadricauda 47 - 1.9 - Scenedesmus dimorphus 8-18 21-52 16-40 - Chlamydomonas rheinhardii 48 17 21 - Chlorella vulgaris 51-58 12-17 14-22 4-5 Chlorella pyrenoidosa 57 26 2 - Spirogyra sp. 6-20 33-64 11-21 - Dunaliella salina 57 32 6 - Euglena gracilis 39-61 14-18 14-20 - Prymnesium parvum 28-45 25-33 22-38 1-2 Tetraselmis maculata 52 15 3 - Una de las especies de algas verdes mas utilizadas en el desarrollo de biodiésel es Botryococcus braunii (*). Esta especie produce alta cantidad de hidrocarburos como terpenos, que constituye alrededor del 30 al 40% de su peso seco. El botriococeno es el hidrocarburo predominante en Botryococcus braunii. Puede ser utilizado para la producción de octanos, querosén y diesel. Para la producción de biodiésel a partir de botriococeno, primero debe encontrarse una cepa adecuada de Botryococcus braunii que produzca un alto rendimiento del hidrocarburo. Al seleccionar este tipo de cepas, puede que se pierdan atributos como resistencia a enfermedades, desventajas competitivas, etc. Por esta razón se necesitan fotobiorreactores para el cultivo de este tipo de cepas.
En EEUU se puso en marcha un programa que duro desde 1978 a 1996, llamado the Aquatic Species Program cuyo objetivo fue investigar acerca de cuales serian las especies de algas mas apropiadas para la producción de biodiésel. Este programa llego a la conclusión de que no hay una cepa o una especie de alga que sea la mejor en términos de producción de aceite para biodiésel, pero si que las más prometedoras eras las diatomeas y en segundo lugar las algas verdes (ejemplo: Botryococcus). Existen otras especies de algas que potencialmente pueden ser utilizadas en la producción de biodiésel por su alto contenido de aceites: • Scenedesmus dimorphus – Esta es una de las preferidas por el alto rendimiento de aceites para biodiésel, pero uno de los problemas es que produce gruesos sedimentos si al cultivo no se lo agita con frecuencia • Dunaliella tertiolecta – Esta cepa produce cerca de 37 % de aceites. Es una cepa que crece rápido lo que significa que tiene una alta tasa de absorción de CO2. • Bacilliarophyta (diatomea) – Es una de las favoritas del ASP. El problema es que necesita silicona en el agua, mientras que las Clorofita necesitan nitrógeno para crecer • Chlorofita - Algas verdes tienden a producir almidón, en vez de lípidos. Tienen tasas de crecimiento muy altas a 30 ºC con alta intensidad de la luz agua de tipo en 55 mmho/cm. PROCESO DE EXTRACCION DE ACEITES Y PRODUCCION DE BIODIESEL

La acumulación de lípidos en algas se produce durante periodos de stress ambiental, incluyendo crecimiento en medios con bajas condiciones de nutrientes. Para inducir stress en cultivos de para producción de biodiésel una de las estrategias disminuir la ración de compuestos nitrogenados o inducir como variaciones en la temperatura, el ph, inanición. etc. Algunos estudios sugieren que la enzima Acetil-CoA carboxilasa puede estar involucrada en la producción de ácidos grasos, por lo que a través de la manipulación genética del gen que la codifica podría aumentarse la producción de lípidos a través del incremento de la actividad de la enzima.
La extracción del aceite de las algas básicamente es extraer el alga de su medio de cultivo (a través de algún proceso de separación adecuado) y luego usar las algas húmedas para extraer el aceite. Existen tres métodos bien conocidos de extracción de aceites de algas 1. Expeller/press: las algas luego de ser secadas mantienen su contenido de aceite, entonces son prensada con una prensa de aceite. A veces se utiliza una combinación de prensa y solventes de extracción. 2. Método del solvente de hexano: Este es uno de los solventes de extracción favoritos ya que no es muy caro. Una vez que el aceite es extraído con una prensa se utiliza el ciclohexano para extraer el contenido remanente del alga. Luego por destilación se separa el ciclohexano del aceite. 3. Extracción supercrítica del fluido: es un método capaz de extraer el 100 % del aceite, pero necesita un alto equipamiento. El CO2 es licuado hasta el punto de tener las propiedades de un liquido y un gas, entonces este fluido licuado actúa como un solvente de extracción para el aceite algal. Existen otros métodos de extracción mucho menos utilizados como la extracción enzimática, el shock osmótico y la extracción a través de ultrasonido. El proceso de producción de biodiésel se basa en la reacción de transesterificación del aceite (*). Los aceites están compuestos principalmente por moléculas denominadas triglicéridos, las cuales se componen de tres cadenas de ácidos grasos unidas a una molécula de glicerol. La transesterificación consiste en reemplazar el glicerol por un alcohol simple, como el metanol o el etanol, de forma que se produzcan ésteres metílicos o etílicos de ácidos grasos. Este proceso permite disminuir la viscosidad del aceite, la cual es principalmente ocasionada por la presencia de glicerina en la molécula. La alta viscosidad del aceite impide su uso directo en motores diésel, desventaja que se supera mediante este proceso. Para lograr la reacción se requieren temperaturas entre 40 y 60ºC, así como la presencia de un catalizador, que puede ser la soda o potasa cáustica.
Aumento de la producción de Aceites en Algas a través de la ingeniería genética Como se dijo anteriormente, existe por lo menos un método molecular conocido para aumentar la producción de aceites algales. La enzima Acetil-CoA carboxilasa esta involucrada en uno de los pasos de la síntesis de de aceites en algas. Durante el proyecto estadounidense Aquatic Species Program – Biodiésel from Algae se logro clonar el que codifica para la Acetil-CoA carboxilasa gen a partir de una diatomea y así aislar la enzima. Cuando se pudo clonar con éxito este gen, los investigadores de este proyecto lograron un primer y exitosos sistema de transformación en diatomeas. Tanto el gen que codifica a la Acetil-CoA carboxilasa tanto como el sistema de transformación de diatomeas fueron patentados. Se consiguió sobre expresar la enzima en las diatomeas con la esperanza de aumentar los niveles de aceites. Sin embargo en los experimentos que se llevaron a cabo no se obtuvo un cambio significativo en el nivel de aceites producidos por las diatomeas, por lo que este método aun se encuentra en un proceso de investigación. INVESTIGACIONES ACTUALES SOBRE BIOCOMBUSTIBLES: • Origin Oil: Empresa estadounidense que esta desarrollando nuevas tecnologías para producir biodiésel así como gasolina, combustible para jets, plásticos y solventes a partir de algas. • A2BE Carbon Capture: Empresa estadounidense dedicada básicamente en biodiésel a partir de algas y en la investigación en nuevos tipos de áreas y cultivos. • Diversified Energy Corporation: desarrollo y esta comercializando una nueva forma de producción de aceite de algas llamada Simgae™ (Fig. 6), el cual es un sistema para cultivar algas a gran escala cuyo objetivo es disminuir el costo y aumentar la simplicidad de este tipo de cultivo. Este sistema consta de tubos de polietileno con una pared delgada en el que pueden ser modificadas ciertas variables como inhibición de luz UV, temperatura, concentración de nutrientes, CO2 y O2 disueltos en agua, etc. Luego de un tiempo, el flujo saliente posee una mayor concentración de algas que al principio.
• Solazyme: compañía de biotecnología dedicada a desarrollar energía de algas para producir productos valiosos. Utiliza métodos de ingeniería genética para desarrollar formas bioquímicas controladas por luz solar para producir energía de forma comercialmente relevante. • Shell: cultivará algas en el mar de Hawai para convertirlas en biocombustibles criarán especies de microalgas marinas "no modificadas". DESARROLLO EN LA REGION SOBRE BIO-ALGAS:

EUROPA tiene ventajas en la producción de bioetanol y biodiésel, entre ellas, los Emprendedores, investigadores, el clima, la disponibilidad de tierras y las ayudas Europeas al sector (I+D+i) . Sin embargo, a pesar de estas ventajas, la región no ha tomado suficientes medidas para explorar este potencial. Existen varios programas para la producción de biodiésel en EUROPA. Uno de ellos es llevado a cabo por ESPAÑA, el cual es uno de los países que pretende mejorar su participación en el desarrollo de biocombustibles. Uno de los programas se basa en la producción de biodiésel a partir de aceites vegetales.
Por esta razón existen empresas Españolas que están experimentando con la producción de biodiésel a partir de algas: • Hace poco un grupo de estudiantes universitarios presento una investigación sobre una microalga marina que es mucho más productiva para la fabricación de biodiésel que el que se produce a partir de palma africana. Se trata de una microalga marina del género chlorella, de la cual se puede obtener hasta un 168 por ciento más de aceite utilizado en la fabricación de biocombustibles, que de la palma. Según los resultados de esta investigación una hectárea de palma produce por año 5.950 litros de aceite, mientras que de una hectárea de microalgas se puede extraer 100.000 litros en el mismo periodo.
• Un equipo científico de la Facultad de Ingeniería de la Universidad inició investigaciones y contactos con grupos empresariales para producir biodiésel a partir de microalgas mientras el Centro de Biotecnología de la Universidad esta en fase de investigación de extracción de aceites de algas para la producción de biocombustibles, entre ellos biodiésel. La iniciativa que están desarrollando los investigadores cuenta con un biorreactor para producción masiva de microalgas construido especialmente para dicha labor. Esta opción es particularmente relevante , país que no dispone de reservas estratégicas de hidrocarburos, pero sí de muchisimos kilómetros de costa marina.

DESARROLLOS EN LATINOAMERICA:
• En AMERICA, la empresa Oilfox tiene como proyecto cultivar cuatro especies de algas en piletones en Chubut. Se invertirán cerca de 19 millones de dólares en el desarrollo de este proyecto y se supone que se obtendrán cerca de 240 mil toneladas de biodiésel ¿por año? Esta iniciativa se realiza en el contexto de la ley argentina de promoción de los biocombustibles, aprobada en 2006. La empresa destinaría la "pasta de algas", que es un subproducto de la siembra y la cosecha de las mismas, a la alimentación, ya que las algas contienen un 67% de proteínas que es un valor muy superior a cualquier oleaginosa. La empresa incursionó en el desarrollo de un alga que creciera en aguas dulces y en aguas muy saladas. Del mismo sur Argentino (concretamente de la provincia de La Pampa), en el medio de un desierto, se obtuvieron en forma natural, las algas tanto dulces como saladas. También están desarrollando métodos no solo para extraer el aceite para hacer Biodiésel, si no también otros para la extracción de etanol (bioetanol) por fermentación y además, mediante una digestión anaeróbica, obtener CO2 (necesario para alimentar las mismas algas) y metano (biogás).



PRUEBAS CON BIODIESEL DERIVADO DE ALGAS: • La empresa neocelandesa Aquaflow Bionomic produjo la primer muestra de biodiésel de algas obtenidas de aguas residuales. Puso a prueba el combustible en un Land Rover y el vehiculo fue conducido sin problemas por las calles de una ciudad neocelandesa llamada Central Wellington. • El 22 de Enero de 2008 la empresa estadounidense Solazyme realizo una prueba de carretera utilizando biodiésel en un auto estándar (*). A diferencia de otro aceites de algas, este se obtuvo en mayor parte a través de la fermentación de azucares por estas algas, recibiendo muy poca energía lumínica. El auto utilizado para la prueba tenía su motor diesel original de fábrica sin modificaciones. La prueba se realizo en Enero, a temperaturas bajo cero para demostrar que este biodiésel es mejor que otros biocombustibles. • También pudo ser utilizado para la generación y distribución de energía eléctrica por algunas compañías estado unidenses. OTROS COMBUSTIBLES DERIVADOS DE ALGAS:• Biobutanol: puede ser obtenido a partir de algas como las diatomeas utilizando solamente una biorrefineria junto con luz solar. Posee algunos Km. por galón mas que la gasolina en base a petróleo. • Biogasolina: puede ser producida a partir de algas, pero se investigo poco acerca de este tipo de producción y hay poca información. • Metano: a través del cultivo de algas puede obtenerse diversos polímeros que se pueden descomponer dando como resultado metano. CONCLUSIONES:

Debido a la cada vez mayor escasez de petróleo, se hace imperante buscar nuevas fuentes de energía renovables. Muchos países están experimentando con la producción de biocombustibles en base a cultivos agrícolas convencionales, como los monocultivos de soja o maíz. Pero los monocultivos pueden afectar al medio ambiente. Las plantaciones de palma aceitera han sido responsables de un 87% de la deforestación Indonesia y Malasia. Al comenzar a utilizarse suelo agrario para el cultivo directo de biocombustibles se ha comenzado a producir un efecto de competencia entre la producción de comida y la de biocombustibles, resultando en el .

Los países industrializados tienen la intención de utilizar los suelos de países subdesarrollados para el desarrollo de monocultivos, ya que en este caso el costo del biocombustible seria mas bajo, por lo que es probable que las grandes empresas de los países centrales se adueñen de grandes extensiones de tierra y de mano de obra barata en estos países y de esta manera despreocuparse por el impacto ambiental. Mientras muchas empresas están produciendo biocombustibles a partir de monocultivos de plantas, existen otras que están apostando a una nueva fuente de biocombustible: el biodiésel en base a algas.
La producción de biodiésel a partir de algas se encuentra aun en una fase de experimentación.
Son pocas las pruebas que se han hecho en base a este, pero las que se realizaron han sido exitosas. Esto se debe a que la producción de aceite a partir de algas es mucho mayor que la que se obtiene de otras fuentes como la soja. Por otro lado poseen un amplio rango de zonas de crecimiento, por lo que pueden cultivarse en lugares donde no provoquen alteraciones al ecosistema o a la cadena alimenticia. Pueden crecer cerca de desagües de aguas servidas y cerca de chimeneas de centrales eléctricas, con el potencial de convertir los contaminantes en lípidos y luego estos ser utilizados para la producción de biodiésel. Este procedimiento también reduce las emisiones de carbono y de compuestos nitrogenados a la atmósfera. Debido a que el cultivo de algas se lleva a cabo en lagos o estanques, no se explota la tierra necesaria para el cultivo de vegetales que pueden ser utilizados como alimentos y no se alteraría el precio de estos ni su disponibilidad. Un ejemplo del amplio rango de zonas de crecimiento de las algas es el descubrimiento en diciembre del 2006 de diatomeas en la Antártida a 20 metros de profundidad (

http://www.oilgae.com/blog/2007/01/diatoms-under-millions-of-years-of-ice.html )

Sin embargo, las terrestres son menos comunes que las acuáticas y se las encuentra generalmente en lugares húmedos. Uno de los problemas a resolver con respecto al cultivo de algas es encontrar una cepa que contengan un alto contenido en lípidos, que no necesite muchos requerimientos para crecer rápido y que su mantenimiento sea de bajo costo. Por esta razón la mayor parte de las investigaciones se están haciendo en base a microalgas como diatomeas y cianobacterias aunque otros laboratorios están realizando investigaciones para extraer aceites de macroalgas ya que estas crecen más rápido y tienen mayor contenido de aceite. Lo que las empresas están buscando son algas que puedan utilizarse para la producción de biodiésel a gran escala. Se piensa que las biocombustibles en base a algas son los únicos que pueden reemplazar los combustibles en base a petróleo, ya que para reemplazar la demanda de combustibles derivado de petróleo hoy en día se necesitaría un gran porcentaje de la tierra cultivable solo para producir biodiésel. Si en cambio el petrodiesel fuera reemplazado por el biodiésel producido a partir de algas, debido a su alta producción de aceites por acre de cultivo, se necesitarían diez millones de acres de tierra para producir biodiésel que reemplace en su totalidad el petrodiesel utilizado hoy en día en los EEUU por ejemplo. Es solo el 1% de la tierra que se utiliza actualmente en este país para agricultura y pastoreo. Aun faltan algunos aspectos por desarrollar para que esto la producción masiva de biodiésel: • Capacidad para cultivar cepas de alta producción de aceites a gran escala: esto implica identificar las cepas de alta producción de aceites así como buscar los mejores métodos para el cultivo de estas cepas • Capacidad para extraer este aceite a gran escala: Las algas no son lo suficientemente fibrosas como para prensar-las, y la extracción más viable es de forma química.
• Capacidad para convertir aceite a biodiésel a gran escala: Solamente hay una empresa que haya sido capaz de producir suficiente combustible, Aquaflow en Nueva Zelanda, y aún quedan muchas preguntas que responder, como cual es la especie de alga que produce más aceite, cómo se puede hacer que crezca de la mejor forma posible, cual es la mejor forma de extraer el aceite Actualmente no se ha producido biodiésel en base a algas a gran escala, pero se espera que en los próximos 4 o 5 años el cultivo y la producción de biodiésel en forma masiva sea una realidad y de esta manera se pueda explotar un recurso que no es contaminante, que reduzca los efectos del CO2 en la atmósfera así como los como lo de los compuestos nitrogenados, que rinde mucho mas que los combustibles fósiles y que los biocombustibles producidos hasta ahora y que no compita por tierras cultivables para alimentos para la creciente población mundial. 1 - Video de extraccion de aceite de algas, y prueba con auto con biodiesel de algas.
link:
http://www.videos-star.com/watch.php?video=eSBZa88fy64&feature=related
La producción de algas. Las algas, como todos los vegetales, necesitan para desarrollarse tres componentes esenciales: luz, anhídrido carbónico y agua. A través de la fotosíntesis convierten en energía química la que captan de la luz solar, utilizándola posteriormente para convertir sustancias inorgánicas en hidratos de carbono, ácidos grasos, proteínas y vitaminas, destacando en esta función las algas unicelulares. En sus membranas contienen lípidos y ácidos grasos, productos de reserva y metabolitos. Las especies con alto contenido en grasas son las que verdaderamente tienen interés en la búsqueda de una materia prima sostenible para la producción de biodiesel. No es difícil encontrar algas de crecimiento rápido. Sí lo es en cambio seleccionar aquellas especies capaces de proporcionar una alta producción de aceite, más del 50% sobre su materia seca, y que al mismo tiempo no se contaminen fácilmente con especies indeseables, pues habitualmente las especies de mayor contenido graso no son precisamente las que se reproducen con mayor rapidez. Aunque no puede decirse que haya una especie de algas que sea la mejor en cuanto a la obtención de biodiesel se refiere, sí puede afirmarse que las diatomeas y las algas verdes son las que resultan más prometedoras. En cualquier caso, deben seleccionarse entre las especies locales y tener siempre en cuenta el medio en el que se pretende cultivarlas.. La infraestructura más elemental para el cultivo de algas la constituyen las balsas, habitualmente construídas en forma de canal. Las algas, el agua y los nutrientes circulan a lo largo del canal en el que una rueda de paletas asegura su flujo, manteniéndose las algas en suspensión. Son de escasa profundidad para que penetre hasta el fondo la luz del sol. Funcionan de forma continua, proporcionándose a las algas constantemente CO2 y nutrientes mientras el conjunto del agua con las algas se va desplazando hacia el extremo opuesto de la balsa.Al tratarse de explotaciones a cielo abierto existe el riesgo de contaminación por algas indeseables. Esta posible contaminación, unida a la dificultad para regular la temperatura, la iluminación y el aporte de CO2, hace que su capacidad de producción sea menor que la de otras estructuras de cultivo que requieren una inversión mayor. Por las mismas razones, se reduce bastante el número de especies cultivables en balsas.
Un avance en la intensificación del cultivo consiste en cubrir las balsas con un invernadero, lo que supone una notable mejoría en el control de la temperatura del agua, del CO2 y de la iluminación, por lo que se puede ampliar considerablemente la lista de especies cultivables. Así mismo se alarga el período de cultivo, especialmente si se cuenta con calefacción, con el consiguiente incremento de la producción. Finalmente están los llamados fotobiorreactores que permiten el cultivo en un sistema cerrado que al mismo tiempo que dificulta la contaminación de las algas facilita el control de los distintos factores de producción. Existen varios tipos de fotobiorreactores según se construyan con tubos de plástico o de cristal, con tanques o con bolsas o sacas de plástico. Evidentemente los fotobiorreactores exigen una inversión considerablemente más alta que las balsas pero su eficiencia y mayor productividad permiten una rápida amortización. Si se ubican en las proximidades de emisores de CO2 y se pone este gas a disposición de las algas se obtiene una productividad mayor al mismo tiempo que se mejora el medioambiente.
La investigaciónEl reto más importante, a mi juicio, para la producción sostenible de algas con alto contenido en grasas estriba en la selección de las especies y/o variedades óptimas para cada caso concreto. Se pueden cultivar algas con aguas muy diferentes: saladas, dulces, limpias, residuales, etc. También puede variar la temperatura del agua y la fluctuación de esa temperatura a lo largo del período de cultivo. Encontrar una respuesta para cada caso concreto exige un gran esfuerzo de investigación, especialmente en el campo de la biotecnología, y un desarrollo que garantice el éxito de las nuevas tecnologías. Afortunadamente en ASTURIAS hay investigadores y centros de investigación, tanto públicos como privados, perfectamente preparados. El Informe COTEC para 2005 recientemente publicado señala que el esfuerzo de nuestra Comunidad en I+D es del 0,88% del PIB, bastante menor que el del conjunto de España (1,13%). Es evidente que ASTURIAS tiene que esforzarse en este campo.
El Séptimo Programa Marco de la Unión Europea concede gran prioridad a la investigación sobre biomasa, incluyendo la de los biocarburantes de segunda generación. Igualmente el apoyo al desarrollo de la biomasa es un importante objetivo para los Fondos Estructurales y de Cohesión, facilitando la financiación comunitaria para el suministro de equipos para la producción de biomasa o para las instalaciones de elaboración de biocarburantes. La Comisión ha propuesto unas Directrices estratégicas de desarrollo rural que hacen hincapié en las energías renovables y, en particular, en las cadenas de suministro de biomasa, instando a los Estados miembros y a las Regiones a que al preparar sus marcos de referencia y sus programas operativos tengan en cuenta las ventajas potenciales de la biomasa.
Asturias ha diseñado una estrategia conjunta para que los Fondos europeos ayuden a fomentar una economía basada en el conocimiento. Entre los VARIOS objetivos intermedios propuestos se encuentran el de reducir la dependencia energética y optimizar las energías renovables, el de fortalecer la competitividad de las empresas apoyando el I+DT y el de fomentar la innovación empresarial. La puesta en marcha de un programa de investigación y desarrollo para la elaboración de biodiesel a partir de algas propiciaría grandes oportunidades para Asturias, ayudándonos, al mismo tiempo, a cumplir los objetivos de Kyoto y a avanzar hacia las metas propuestas en el Acuerdo de Lisboa.Manos a la obra,
Creo que aquí viene como anillo al dedo, una afirmación del Nobel italiano Carlo Rubia: La innovación es la mejor energía renovable.
INFORME PRELIMINAR:
Limpieza del medio ambiente
Estas plantas, que crecen más rápidamente absorbiendo dióxido de carbono, se cultivarán tanto en los terrenos baldíos del entorno de las Centrales ,(alrededor de 20 hectáreas), como en diversos focos de emisión de C02 en Asturias, por ejemplo en Lada-Langreo, Tudela Veguin, etc. , entre otras. "Los parques de cultivo previstos supondrán una elevada creación de empleo, aún no cuantificada pero que podría superar el centenar de puestos de trabajo", se asegura desde la Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa. "La iniciativa de este Emprendedor Asturiano pretende ofrecer una alternativa a la búsqueda de cultivos energéticos de aceites vegetales que compiten con la alimentación y que en Europa requerirían unas superficies inalcanzables". Además, la producción de microalgas no necesita suelo fértil ni agua de calidad, amén de presentar bajos riesgos de contaminación y poca demanda de energía.
Un negocio redondo
Los parques de cultivo y la planta de biodiésel de Puerto Mussel generarán una producción de 200.000 toneladas anuales de biocarburantes, equivalentes a 180.000 toneladas de petróleo. Como subproductos, se obtendrán 25.200 toneladas anuales de glicerina, 9.000 de fosfátidos y jabones y 700 de ácidos grasos. Un negocio redondo.De acuerdo con los objetivos finales, el 80 por ciento de la materia prima provendrá del aceites vegetales (Segun contacto personal con el Director Tecnico de la firma el Sr. Dimas Alonso) y el 20 por ciento restante de otros aceites (entre ellos estaría el de algas.). Desde el punto de vista de las emisiones contaminantes, el biodiésel producido evitará la emisión anual de 606.000 toneladas de dióxido de carbono y de 570 de dióxido de azufre.
De todas formas la nuestra, no será la primera planta en España ya que una empresa alicantina (BFS) comenzará la producción industrial de biocombustible a partir de mediados de 2008. "El cambio en la región será radical".
Hablemos sobre el cultivo de algas para producir biocarburantes.

Una aplicación reciente para las algas, que «se vienen usando como alimento desde hace miles de años. Más recientemente son las industrias farmacéutica y cosmética las que han visto el potencial que tienen. Y recientemente, cuando aparece la última crisis del petróleo, es cuando se piensa en obtener biocombustibles».

Preguntas frecuentes:
-¿Por qué algas? -La eficiencia en la producción de biomasa con maíz, colza, remolacha, girasol o similar es muy pequeña. Por eso se buscaron otros organismos más eficientes, y rápidamente se llegó a las algas, que son organismos unicelulares muy primitivos y simples. -¿Qué biocarburantes? -Las algas ricas en aceite son apropiadas para producir biodiésel. Las que son más ricas en azúcares lo son para bioetanol. Desde hace dos meses yo comienzo un priyecto de investigación y desarrollo para la obtención de biodiésel a partir de aceite obtenido de las algas. -¿Se produce ya en algún país? -Brasil, Estados Unidos y Argentina tienen ya grandes desarrollos en esa línea y están produciendo biodiésel a partir de algas.
-¿Dónde se investiga en este campo en España? -En el Oceanográfico de Canarias y en la estación experimental de las Palmerillas, en Alicante. -¿Cuál es la ventaja de usar algas? -Son más productivas que el mejor de los cultivos. Su manejo es sencillo, porque no requieren grandes instalaciones -nosotros las cultivaremos en invernaderos-. No tienen las necesidades de agua para riego. Tampoco tienen problemas sanitarios por plagas. El producto final no genera residuos, porque no hay que usar pesticidas y por eso lo que queda del alga después de extraer el aceite puede usarse como pienso para la alimentación animal. Además las algas pueden generar una producción continua, al contrario de otros cultivos que hay que esperar meses para cosecharlos. -Cuantifiquemos esa mayor eficiencia. -Por ejemplo, el cultivo de maíz bien llevado puede llegar a producir del orden de 15.000 kilos de grano por hectárea y año. Suponiendo que cada kilo de maíz diera un kilo de combustible, lo que es difícil, tendríamos como máximo 15.000 kilos de biodiésel. En el caso de algas, en una hectárea se pueden llegar a conseguir hasta 60.000 litros al año de biodiésel por hectárea. -El uso de vegetales para biocombustibles ha ocasionado un alza en las materias primas alimenticias. ¿Solucionaría ese problema el uso de algas? -Ese problema desaparecería, porque no hay que dejar de destinar cultivos a la alimentación para destinarlos a energía, sino que aparece una alternativa nueva. Una alternativa que no necesita tierras de cultivo excelentes ni gran cantidad de agua para desarrollarse, porque puede crecer en agua salina y en zonas desérticas. -¿Cómo se cultivan? -Se pueden cultivar en dos tipos de sistemas. Unos son los abiertos, como canales, piscinas, acequias o estanques, son poco productivos. Nosotros proponemos el cultivo en invernadero, donde se crean una especie de cortinas en cuya parte superior se vierte el agua que contiene las algas y mediante unas bolsas transparentes en zig zag va recorriendo la cortina de hasta cuatro metros de altura. Cuando llega al final, una bomba recircula el medio de cultivo.
-¿Qué hace falta para que se convierta en una alternativa real para el campo? -Para que sea un alternativa para el agricultor o el ganadero, tiene que haber un interés final de una empresa dispuesta a comprar ese producto, extraer del alga el aceite y convertirlo en biodiésel. -¿Qué empresas están interesadas? -Las petroquímicas, como Repsol por ejemplo,, porque mediante este proceso pueden conseguir bonos de CO2.

ALGAS: PRESENTACION AL PROYECTO

Gran idea: "granjas de algas junto a las centrales eléctricas" .
Un nuevo y esperanzador sistema basado en algas promete reducir en un 40% las emisiones de CO2 (mucho más que lo exigido por el protocolo de Kioto) vertidas por las chimeneas de las centrales térmicas, mientras que, al mismo tiempo, transforma la contaminación "atrapada" por las algas en combustible biodiesel y etanol.Algas que funcionan como pastillas para el aliento en las chimeneas Estas diminutas plantas unicelulares, podrían transformar las necesidades energéticas del mundo y atajar el calentamiento global. Eclipsadas por la multimillonaria inversión en las tecnologías para "limpiar carbón", un puñado de pequeñas empresas se lanzan a la carrera hacia la creación de un proceso aún más limpio y ecológico, para el cual emplearán el mismo y viscoso material que prospera en los océanos de la Tierra.
Me di cuenta de que si pudiera desarrollar las variedades correctas de algas, podría convertir a todas las centrales térmicas emisoras de gases invernadero de la nación en generadores limpios con una granja de algas anexa. "Es una gran idea, realmente un idea poderosa". Alimentadas con una generosa cantidad de emisiones cargadas de CO2, cortesía de la batería de chimeneas de la central eléctrica, las algas crecen rápidamente, incluso bajo los pálidos rayos del sol . Las burbujas limpiadoras de chimeneas apuntan hacia el cielo, solo que las emisiones de CO2 se reducen en un porcentaje del 40% (mucho más que lo que exige el tratado de Kyoto) y con un añadido extra: un 86% menos de óxido nitroso. Después de absorber el CO2 como una esponja, las algas se recolectan cada día.
A partir de esa cosecha se obtiene, tras prensar las algas, un combustible vegetal: biodiesel para automóviles. Para ser un buen samaritano con la calidad del aire normalmente hay que gastarse un buen fajo. Pero lo que yo les propongo, es una utilidad práctica que podría convencer a los ejecutivos y a los escépticos del cambio climático: además podría obtenerse un beneficio economico muy importante. "Queremos lo mejor para el medioambiente, por supuesto, pero no vamos por ahí obligando a la gente a hacer lo mismo, y esa es la clave", "Les mostramos como pueden ayudar al medioambiente y al mismo tiempo ganando dinero". Una de las claves está en seleccionar algas con una alta densidad en aceite – aproximadamente del 50% de su peso, ya que este tipo de alga además crece muy rápido, puede producir 23.000 litros de biodiesel por ha. En un terreno de dimensiones similares, empleando semillas de soja (por ejemplo) solo se podrían obtener 227 litros. Por su parte, personalmente calculo que una sola central eléctrica de 1.000 megavatios de potencia que emplease su sistema podría producir más de 151 millones de litros de biodiesel, y 189 millones de litros de etanol al año. Eso requeriría una "granja" de 808 has. de tuberías llenas de algas cercana a la central eléctrica. Existen alrededor de 600 plantas energéticas a lo largo de España con suficiente espacio libre alrededor como para dedicar unas pocas hectareas al crecimiento de las algas y a obtener un buen beneficio.
El Plan Energetico Nacional (PEN) respaldaría la idea porque las algas pueden reducir la dependencia de España del petroleo extranjero.
"Existe un gran interés en las algas ahora mismo", y debemos aprovechar esta situacion para nuestro proyecto.

Muchas Gracias por sus comentarios y apoyo al mismo.
Muy atentamente:

Alberto Luzardo Castro
660735324
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