Científicos mexicanos, en colaboración con investigadores de Italia y España, desarrollaron una biorrefinería para generar biogás e hidrógeno a partir de plantas acuáticas, así como biodiésel, pigmentos y etanol a partir de microalgas, ambos organismos cosechados y cultivados en aguas residuales que son tratadas en esta innovadora planta, instalada en el Instituto de Ecología (Inecol) de Xalapa, Veracruz.

Se trata de la primera biorrefinería de cuarta generación que cosecha plantas acuáticas en una laguna, en este caso, alimentada por las aguas del río Sordo (que corre cerca del Inecol). Éstas se transforman en biogás e hidrógeno. Por otro lado, el agua tratada en esa laguna es fitofiltrada y se utiliza para el cultivo de microalgas, con las cuales se obtiene biodiésel, pigmentos y/o etanol.

La idea del proyecto titulado “Biorrefinería para la producción de biogás, biodiésel e hidrógeno a partir de microalgas y aguas residuales domésticas”, nació en 2010, cuando investigadores del Inecol monitoreaban la calidad del agua del río Sordo. Después, el plan fue apoyado por el Fondo de Sustentabilidad Energética (FSE) de la Secretaría de Energía, que le destinó 10 millones de pesos, con lo cual se iniciaron los primeros experimentos en 2012. Fue a partir del año 2015 cuando comenzó a operar la biorrefinería como una planta piloto de 400 m2 compuesta por cuatro módulos.

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El primero de ellos comprende una laguna de fitofiltración, con capacidad de 13 mil litros, en donde se trata el agua contaminada que proviene del río Sordo y en donde se cosechan plantas acuáticas. En el segundo módulo se utilizan estas plantas para generar biogás e hidrógeno.

En el tercer sector se cultivan microalgas con agua tratada y con aguas residuales agroindustriales. Y en el cuarto modulo se realiza la transformación de los compuestos de las microalgas para generar biocombustibles y otros productos de alto valor agregado.

Este proyecto es multi-institucional y cuenta con la participación de tres investigadores del Inecol (la doctora Eugenia Olguín, la doctora Gloria Sánchez-Galván y el doctor Omar Castillo), además de científicos de la UNAM (la doctora Idania Valdés y el doctor Eberto Novelo), de la UAM-I (doctor Óscar Monroy), de la Universidad de Nuevo León (doctora Katiushka Arévalo), de la Universidad de Almería, España (los doctores Gabriel Acién y Emilio Molina Grima) y de la Universidad de Florencia, Italia (el profesor Roberto de Philippis).

El uso de microalgas para la producción de biocombustibles tiene varias ventajas, tales como que éstas pueden ser cultivadas en aguas residuales, dejan una pequeña huella ecológica y su rendimiento de aceite es de 100 a 200 veces mayor que el derivado del aceite de soya.

“Se está demostrando, con esta planta piloto, que es factible la generación de cada biocombustible a partir de sustratos novedosos”.

“El diseño de esta biorrefinería es muy original y cuenta con diversas unidades. Utilizamos dos tipos de microalgas: una que se conoce a nivel internacional llamada Neochloris oleoabundans, que acumula bastantes lípidos, factibles de ser transformados en biodiesel, y otra que aislamos en el Inecol a partir de aguas residuales, una especie nueva del género Chlorococcum, lo cual la hace más atractiva”, comenta la doctora Eugenia Olguín Palacios, Investigadora Nacional Nivel III y que trabaja en el Inecol.

Fotobioreactores de 200lt. cada uno.

Fotobiorreactores de 200 litros cada uno.

La científica, con un doctorado en Ingeniería Bioquímica obtenido en la Universidad de Birmingham, Inglaterra, lleva más de 30 años trabajando con microalgas y explica que, por ahora, la cantidad de producción de cada módulo es muy variable porque depende de varios factores, como las estaciones del año. “Por ahora, la producción de biocombustibles en la biorrefinería se hace a pequeña escala; sin embargo, se está demostrando, con esta planta piloto, que es factible la generación de cada biocombustible a partir de sustratos novedosos, como las plantas acuáticas y las microalgas. Los biocombustibles en general ya tienen una validez y una aprobación internacional para diferentes usos con el fin de sustituir a los combustibles fósiles”. Lo original, en este caso, es la forma de producirlos.

El proyecto obtuvo dos premios en el congreso Biorefinery Research en 2014.

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