cultivo y transformacion de algas – asturias

IDENTIFICACION DEL PROYECTO :
CULTIVO Y TRANSFORMACION DE ALGAS – ASTURIAS
PRESENTACION DEL PROYECTO:
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FOTOBIOREACTORES
En todos los tipos de reactores, las áreas más importantes de trabajo implican:
-
Caracterización fluido-dinámica y de transferencia de materia
Cuantificación de los fenómenos de estrés a que se ven sometidas las células
Determinación de la disponibilidad de luz en el interior de los reactores
Control de las variables de operación (pH, temperatura, oxígeno)
Influencia de las variables anteriores en la productividad de los sistemas
El conocimiento de todos estos factores permite el diseño y operación de fotobiorreactores óptimos,
así como su escalado a niveles de producción industriales.
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Los fotobiorreactores tubulares horizontales consisten en un desgasificador vertical conectado a un
lazo horizontal, sumergido en un baño termostatizado, a través de dos tubos provistos de diferentes
válvulas para toma de muestras e inyección de CO2. Se dispone además de dos depósitos de 0,50 m3 de
capacidad, así como bombas dosificadoras para trabajo en continuo y una bomba de caudal superior
para adiciones rápidas de medio. Cada fotobiorreactor está provisto de una sonda de temperatura, así
como electrodos de pH y oxígeno disuelto.
Posee además, una entrada de aire estéril en uno de los conductos verticales, para producir la
circulación del cultivo, y una doble entrada de gases para inyección de CO2, estando todo el sistema
controlado mediante una unidad de control. El sistema se encuentra orientado al sur para maximizar
la captación de energía solar durante el día. En el desgasificador se encuentran los electrodos y sonda
de temperatura, así como un rebosadero para trabajo en continuo, y conducciones de entrada de
medio en continuo, entrada rápida de medio y salida de gases. Todas estas conexiones están aisladas
del exterior para evitar posibles contaminaciones. El tanque de cosechado, por el que salen al exterior
las corrientes gaseosas de cada reactor, se encuentra provisto de filtros de esterilización Millipore de
0,2 µm de diámetro de poro.
La circulación del cultivo se induce mediante burbujeo de aire en uno de los conductos verticales
(conducto de ascenso). La mezcla entre el cultivo y el aire burbujeado produce una disminución de la
densidad del fluido en dicho conducto, que por diferencia produce la circulación del cultivo. Por tanto,
para modificar la velocidad de circulación se pueden modificar dos factores: la altura del
desgasificador y el caudal de aire aportado al conducto ascendente. Durante la experimentación,
ninguna de las dos variables se ha modificado por lo que la velocidad de circulación se ha mantenido
constante e igual en ambos reactores, con un valor de 0,35 m·s-1.
Los reactores tipo columna de burbujeo con recirculación consisten esencialmente en un tanque de
líquido dividido en dos zonas interconexionadas, de las cuales sólo una es burbujeada con un gas. La
diferencia de gas retenido entre la zona gasificada y no gasificada origina una diferencia de densidad
del fluido que produce la circulación en el reactor.
La parte de reactor en la que se inyecta el gas y se produce la impulsión del fluido se denomina
conducto ascendente, mientras que la parte por la que desciende dicho fluido se denomina bajante, o
conducto descendente
En teoría, las columnas de burbujeo con recirculación se pueden emplear para cualquier sistema gaslíquido. De esta forma, se ha establecido la técnica y el desarrollo económico para utilizar este tipo de
unidades en numerosos procesos, siendo cada vez más frecuentes en fermentaciones aeróbicas,
tratamiento de aguas residuales y otras operaciones similares. La simplicidad de su diseño y
construcción, la mejor definición de los flujos (Merchuk, 1986) y los comparativamente bajos
consumos de potencia para las velocidades de transporte alcanzadas, hacen de ellos unos reactores
muy atractivos desde el punto de vista industrial (Chisti, 1989). Así, la producción continua de cerveza,
vinagre, ácido cítrico y biomasa de levaduras, bacterias y hongos, se lleva a cabo en columnas de
burbujeo con recirculación a diferentes capacidades de trabajo. En Rusia y Europa del Este se han
empleado estos reactores para la obtención de proteínas mediante cultivo de levaduras (Blakerbrough
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y col., 1967) y en Inglaterra la compañía ICI ha trabajado con un fermentador tipo columna de
burbujeo de 1500 m3 para el proceso PRUTEEN (Westlake, 1986).
Se estima que la utilización de estos reactores reduce en un 50% los consumos de potencia, lo cual
repercute en una reducción de un 50% en los costos de la biomasa producida. La diferencia de
productividad observada respecto a los reactores tanque agitado se atribuye al hecho de que en los
últimos los coeficientes de transferencia de materia son mucho menores, además de que la agitación
mecánica puede producir daños en las células debido a las fuerzas de corte que introducen.
En cuanto a la clasificación de estos reactores, se ha investigado una amplia variedad de ellos, los
cuales a menudo se confunden en bibliografía. Básicamente se pueden distinguir dos tipos; (a) la
columna de burbujeo con recirculación interna, que básicamente podría consistir en una columna de
burbujeo en la que se coloca una entrada inferior de aire y unos paneles para separar las dos zonas de
circulación, y (b) la columna de burbujeo con recirculación externa, donde las zonas de ascenso y
descenso están separadas y se conectan horizontalmente por el extremo superior e inferior. Estos
tipos básicos se pueden subdividir más atendiendo a los diseños particulares de cada uno.
El último aspecto en el que se está trabajando en el grupo es en la relación entre la frecuencia de
exposición de las células a la luz y su productividad. Para ello se ha trabajado con una técnica muy
usual en el campo de los catalizadores y la circulación de fluidos por sistemas complejos, como es el
CARPT (Computer Assisted Radiactive Particle Tracking). La técnica consiste en insertar una partícula
radioactiva en el sistema y registrar, mediante detectores adecuados situados en diversas posiciones,
como es la trayectoria de estas partículas. La información obtenida se analiza y de ella se obtiene el
campo de velocidades, de trayectorias, e incluso los tiempos de residencia en cada zona del reactor.
(OPCIOONAL) TAMBIEN ES POSIBLE EL SISTEMA ABIERTO DE VIVEROS:
Granjas para Cultivo de Micro-Algas
Es posible obtener bio-aceite y biodiesel mediante el cultivo micro-algas en granjas. Se requieren
micro-algas con alto contenido de aceite y de desarrollo rápido. Al contrario de los cultivos terrestres,
las microalgas no requieren suelos agrícolas, y su producción de biomasa por unidad de superficie, es
hasta 100 veces mayor que la de cultivos agrícolas. El tamaño de las granjas para cultivo de microalgas se mide por la superficie que ocupan los estanques. La profundidad de los estanques debe
permitir el ingreso de luz solar.
Regiones:
En regiones templadas y cálidas, así como en desiertos y costas donde los suelos no son adecuados
para producción de alimentos, pueden cultivarse micro-algas en estanques poco profundos para que la
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luz pueda penetrar. Así mismo, las micro-algas pueden cultivarse en foto-reactores que se
mencionarán en este documento.
Estanques:
Los estanques se diseñan de tal manera que dentro ellos sea posible hacer circular agua y nutrientes
constantemente, alrededor y conjuntamente con las micro-algas. De tal manera las microalgas se
mantienen suspendidas en el agua y, con frecuencia regular, son traídas a la superficie. Es decir, el
agua y los nutrientes para las microalgas son suministrados constantemente. El agua que contiene
algas es recibida al otro lado del estanque. Es necesario un sistema de "cosecha" para separar el agua
de las algas que contienen aceite natural.
Dióxido de Carbono: (CO2)
La habilidad de los cultivos de micro-algas para utilizar altos volúmenes de dióxido de carbono (CO2)
es tan grande que, el desarrollo de esta tecnología fue motivado con la idea de mitigar las emisiones de
gases de efecto invernadero, haciendo pasar el CO2 proveniente de procesos industriales y de
generación de energía eléctrica mediante cultivo de micro-algas.
De tal manera, se presenta posibilidad para que el cultivo de micro-algas se efectúe cerca de refinerías
y plantas industriales que generan el CO2 que sirve como alimento a las microalgas.
Los estanques para cultivo de micro-algas pueden ser altamente eficientes en la utilización de CO2.
Hasta 90% ó más del CO2 inyectado en los estanques puede ser utilizado eficientemente por las
microalgas.
Las investigaciones sobre cultivos de micro-algas se ha centrado en:
• Selección de cultivos e ingeniería genética para incrementar la cantidad de lípidos en las microalgas.
• Manipulación genética del mecanismo por el cual las microalgas cambian de su estado normal
crecimiento a la producción de lípidos, a fin de mantener mejor producción de ambos (crecimiento y
producción de lípidos).
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• Optimizar las características de los lípidos producidos por micro-algas para convertirlos en
combustibles mediante hidro-procesos.
• Trabajar en conjunto con personal de refinerías de petróleo para mejorar el hidroproceso, a fin de
convertir el aceite de micro-algas en diesel ó gas-avión.
Las granjas para cultivo de micro-algas pueden ser diseñadas y construidas para utilizar aguas
residuales provenientes de municipalidades y sector agropecuario. De este modo podría propiciarse la
expansión de estas granjas.
Es posible extraer nutrientes de las algas para producción de fertilizantes que contengan nitrógeno y
fósforo. Al utilizar aguas residuales en el cultivo de micro-algas, se crea la cadena de reciclaje:
Fertilizantes-Alimentos-Residuos-Fertilizantes.
Al utilizar agua de mar en los estanques se evita el costo de desalinización. Pero usar este tipo de agua
puede conducir a problemas como acumulación de sales en los estanques.
Habrá que tomar en cuenta también la evaporación. Hay soluciones para estos problemas.
En regiones costeras, los estanques podrían colindar con los océanos para utilizar el agua mar.
BIOD2 proporciona una solución innovadora a instalaciones industriales que generan grandes
cantidades de CO2 y que se encuentran sujetas al régimen del Plan Nacional de Asignaciones, mediante
la absorción del CO2 producido con microalgas.
BIOD2 es una empresa que realiza su actividad en los sectores medioambiental y energético,
ofreciendo una innovadora oportunidad de negocio con una alta rentabilidad, Proyecto BIOD2.
“ La búsqueda de medidas a través de nuevas tecnología que reduzcan la actual contaminación y
garanticen un medio ambiente sano en el futuro, suponen el MOTOR DE ARRANQUE DE NUESTRO PLAN
DE NEGOCIO”.
El Proyecto BIOD2 , plantea el uso de una nueva tecnología que aplicada en las instalaciones de las
empresas cliente, reduce sus emisiones de CO2 al tiempo que genera un producto derivado (biomasa)
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cuya transformación y elaboración se comercializa como materia prima para diferentes actividades,
una de las más importantes la elaboración de biocombustible.
Dicha tecnología consiste en convertir, mediante la fotosíntesis, el CO2 en O2 a través de
microorganismos, invirtiendo de esta manera el proceso del ciclo, una vez generado el CO2.
Esperamos poder estar situados geográficamente cerca de fuentes emisoras de CO2 , lo que favorecería
mucho al desarrollo y multiplicación de la producción de algas, que estimamos para un predio de
10.000 m2 (una hectárea) unos 1900 kgs. diarios de algas .
Estamos seguros y convencidos que la misma será una gran fuente de energía renovable .
Evolución del proyecto:
Pretendemos producir biomasa algas en foto-biorreactores para el suministro a plantas de biodiesel y
.su posterior transformación en derivados (biodiesel, etanol, otros).
La escasez de empresas que den este servicio y la aparición de nuestra empresa como una de las
pioneras en el mercado, especializada en la reducción de emisiones de CO2, supone una ventaja
competitiva, al tiempo que crea una importante barrera de entrada para nuestros futuros
competidores.
Por lo tanto, se han identificado dos necesidades en el mercado materializables en oportunidades de
negocio. Empleando una novedosa tecnología basada en algas unicelulares, se plantea un modelo de
negocio capaz de responder a ambas necesidades:

 Reducir emisiones de CO2,
Producir biomasa (aceite y harina proteica) para fabricación de biocombustibles entre otros
productos derivados.
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TIPOS DE ALGAS:

Arthrospira platensis
Chlorella vulgaris
-
Haematococcus pluvialis
Botryococcus braunii
Nitzschia sp.
- Dunaliella salina
-
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- Isocrysis sp.
Chlorella vulgaris B
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EXTRACCION SIN SECADO:
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
Valoración global del proyecto:
Cultivos de algas para la producción de Aceites BIOD2
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 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 (Fig. 1), 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.
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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 para producir biodiesel
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
Hydrocarbon Oil Constituents of Botryococcus braunii
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COMPOUND
Isobotryococcene
Botryococcene
C34H58
C36H62
C36H62 (*)
C37H64
Other hydrocarbons
% MAX
4%
9%
11%
34%
4%
20%
18%
(*) The two listed C36H62 entries are not typos; they are for two different isomers
En EEUU se puso en marcha un programa que duro desde 1978 a 1996, llamado the Aquatic Species
Program (ver en referencias), 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.
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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.
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 -
Desarrollo y Productividad:
El desarrollo de micro-algas por hectárea es hasta 100 veces mayor y más rápido que el de las
plantas terrestres utilizadas para producción de aceite. Actualmente, el bajo costo de los
recipientes de plástico hace posible la producción de micro-algas en sistemas cerrados, como por
ejemplo reactores tubulares transparentes de plástico.
Se han reportado producciones de hasta 50 Gramos de Alga/Día/M2. Esto equivale a: 18.25 Kg. de
Alga/Año/ M2. Y 182,500 Kg. De Alga /Año/ Hectárea. Esta producción depende por supuesto de
diversos factores entre los que se encuentra la disponibilidad de luz solar.
La productividad en las granjas para cultivo de micro-algas se mide en términos de biomasa
producida por día y unidad de superficie disponible. La superficie necesaria (hectáreas) estará en
relación con la cantidad de bio-combustible que se desea producir. Es en ocasiones conveniente
iniciar con proyectos piloto, a fin de tener oportunidad para expandir los cultivos y las
experiencias. En este sentido, sería conveniente distribuir los cultivos y producción de micro-algas
para minimizar los costos de transportación de la biomasa hacia refinerías.
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Inversión y Costos:
SE ADJUNTA INTEGRAMENTE EN FORMATO EXEL
Las ventajas de los biocombustibles a base de algas incluyen:
1) Representan el ciclo del CO2, la mayoría de ellos tienen mejores emisiones, son
biodegradables y contribuyen a la sostenibilidad; y bajo condiciones de stress y con mucho
CO2 en su entorno, su producción se multiplica.
2) Son “amigables” al ambiente, no contaminan y captan grandes cantidades de CO2, pero su
mayor ventaja es que se producen diariamente grandes cantidades.
• 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.
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.
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RESEÑA DE LA INDUSTRIA DE LAS ALGAS MARINAS :
Se ha documentado que las algas marinas se utilizaban como alimento ya en el siglo IV en el Japón y en
el siglo VI en China. Hoy en día, esos dos países y la República de Corea son los mayores consumidores
de algas marinas como alimento y sus necesidades constituyen la base para una industria que
recolecta seis millones de toneladas de algas frescas al año en todo el mundo, por un valor de unos 3
500 millones de Euros.
Durante los 50 últimos años, la demanda ha crecido más deprisa que la capacidad para satisfacer las
necesidades con las existencias de algas naturales (silvestres). La investigación sobre el ciclo vital de
las algas ha propiciado el desarrollo de industrias dedicadas a su cultivo, que actualmente cubren más
del 90 por ciento de la demanda del mercado.
China es el principal productor de algas marinas comestibles, con unos cinco millones de toneladas. La
mayor parte de esta cantidad corresponde al kombu, producido a partir de Laminaria japonica cuyo
cultivo en cuerdas suspendidas ocupa cientos de hectáreas en el océano. La República de Corea cultiva
unas 800 000 toneladas de tres especies diferentes, el 50 por ciento de las cuales corresponde al
wakame, producido a partir de Undaria pinnatifida cuyo cultivo es similar al de Laminaria en China. La
producción japonesa asciende a unas 600 000 toneladas, de las que el 75 por ciento corresponde al
nori, producido a partir de especies de Porphyra; se trata de un producto de gran valor (unos 11.000
euros por tonelada), en comparación con el kombu (2 000 euros y el wakame (5 000 €.).
El alginato, el agar y la carragenina son espesantes y gelificantes que se extraen de las algas marinas y
constituyen la base principal de los usos industriales de éstas. La utilización de las algas marinas como
fuente de esos hidrocoloides se remonta a 1658, cuando se descubrieron en el Japón las propiedades
gelificantes del agar, extraído mediante agua caliente de un alga roja. Los extractos de musgo perlado,
que es otra alga marina, contienen carragenina y fueron muy utilizados como espesantes en el siglo
XIX, mientras que las extractos de algas pardas no empezaron a producirse comercialmente y a
venderse como espesantes y gelificantes hasta el decenio de 1930. Los usos industriales de los
extractos de algas marinas se expandieron rápidamente después de la segunda guerra mundial,
aunque en ocasiones estuvieron limitados por la disponibilidad de materias primas.
En la actualidad se recolecta aproximadamente un millón de toneladas de algas frescas de las que se
obtienen extractos para producir los tres hidrocoloides antes mencionados.
Se producen en total 55 000 toneladas de hidrocoloides por un valor de 400 millones de Euros .
La producción de alginato (150 millones de Euros ) se realiza a partir de extractos de algas pardas,
recolectadas en su totalidad; resulta demasiado costoso cultivar algas pardas para obtener materias
primas destinadas a usos industriales.
La producción de agar (90 millones de Euros) se realiza principalmente a partir de dos tipos de algas
rojas, uno de los cuales se cultiva desde 1960 o 1970, pero en una escala mucho más amplia desde
1990, y ello ha permitido la expansión de esta industria.
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La producción de carragenina (160 millones de Euros) se basaba al principio en las algas marinas
silvestres, en particular el musgo perlado, que es una pequeña alga que crece en aguas frías con una
base de recursos limitada. Sin embargo, desde los primeros años del decenio de 1970 la industria ha
crecido rápidamente a causa de la disponibilidad de otras algas que contienen carragenina, cultivadas
con éxito en países de aguas templadas con bajos costos de mano de obra. En la actualidad, la mayor
parte de las algas utilizadas para producir carragenina son cultivadas, aunque sigue habiendo una
pequeña demanda de musgo perlado y de algunas otras especies silvestres de América del Sur.
En el decenio de 1960, Noruega fue el primer país en producir harina de algas, hecha con algas pardas
desecadas y en polvo, que se utiliza como aditivo para piensos. La desecación suele hacerse en hornos
alimentados con petróleo, por lo que el precio del crudo influye en su costo. Anualmente se recolectan
unas 50 000 toneladas de algas marinas frescas, con las que se fabrican 10 000 toneladas de harina de
algas por un valor de 3 millones y medio de Euros .
El valor total de los productos industriales derivados de las algas marinas es de 400.000.000
€ (cuatrocientos millones de Euros) .
El valor total de todos los productos de la industria de las algas marinas se estima en
3.500.000.000 € ( tres mil quinientos millones de Euros)
Las algas marinas pueden clasificarse en tres grandes grupos basados en su color: pardas, rojas y
verdes. Los botánicos denominan a estos grandes grupos feofíceas, rodofíceas y clorofíceas,
respectivamente. Las algas pardas suelen ser grandes y comprenden desde el gran kelp que a menudo
mide 20 metros de longitud, hasta las especies más pequeñas de 30 a 60 cm, pasando por algas gruesas
y coriáceas de dos a cuatro metros. Las algas rojas suelen ser más pequeñas, y por lo general su
longitud varía de unos pocos centímetros a un metro; pero las algas rojas no siempre son rojas: a veces
son de color púrpura, e incluso de color rojo pardusco, pero a pesar de ello los botánicos las clasifican
como rodofíceas debido a otras características. Las algas verdes son también pequeñas, y el margen de
variación de sus dimensiones es similar al de las algas rojas.
Las algas marinas reciben también el nombre de macro-algas, para distinguirlas de las micro-algas, de
tamaño microscópico, que suelen ser unicelulares y son conocidas sobre todo por las algas de color
azul verdoso que a veces proliferan en ríos y corrientes y los contaminan.
Las algas marinas que crecen en estado natural se denominan en ocasiones algas silvestres, para
diferenciarlas de las algas que se cultivan.
El Proyecto -Promotores
Promotor: Alberto Luzardo Castro – BIOD2
C/Raigosu 24 2º E – (33930) Langreo
Asturias-España
660735324 - 984181443
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MICROALGAS:
Fragillaria
Melosira
La Idea
Proceso de extracción de aceites y producción de biodiésel
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.
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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.
Algunas empresas que están llevando a cabo investigaciones al respecto:
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™, el cual es un sistema para cultivar algas a
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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”.
Plan de Marketing
En este apartado, elaboraremos la mejor estrategia de marketing según el siguiente
diagrama:
Objetivos del proyecto empresarial
Desarrollar el Cultivo de algas controlado en sistemas abierto y cerrado.
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Producción de biomasa
Hasta la fecha lo desarrollado por nosotros (BIOD2 ) ha sido el proyecto más ambicioso en la
producción de micro-algas `,utilizando todo el CO2 de centrales eléctricas y siderúrgicas , que
proveerían todo el CO2 necesario para una optima fotosíntesis .
A modo de ejemplo basta mencionar que solamente la siderurgia de Arcelor-Mittal envía a la
atmosfera 1 millón de toneladas de CO2 al año , con esta fuente de aportes nuestro proyecto tendría
sobrecubierto su necesidad de dióxido de carbono anual.
De acuerdo al portal www.biod2.luzardomarine , la producción de aceite en las micro-algas es mayor
a las de las tradicionales semillas oleaginosas. En este sentido, estimaciones realizadas indican que
soja, colza y palma aceitera producen 50 m3 km-2 año-1, 100 a 140 m3 km-2 año-1, y 610 m3 km-2 año-1,
respectivamente; mientras que las micro-algas pueden producir de 10 000 a 20 000 m3 km-2 año-1.
De acuerdo a nuestra opinión , los estudios iniciales sugirieron que la energía producida por el cultivo
de micro algas, es mucho mayor que el biocombustible producido por las cosechas en tierra; y que si se
intensifica las investigaciones en esta tecnología podrían producirse cantidades sustanciales de
biocombustibles sin tener impactos en el uso de los suelos.
Por otro lado, en cuanto al uso de la macro-algas para la producción de combustible, una empresa
Israelí ha patentado una técnica en la cual produce un litro de combustible por cada 5 kg de una
especie de macro-alga proveniente del mar Mediterráneo.
PRODUCTOS PRODUCIDOS A PARTIR DE ALGAS:
Producción de biogás
( EN LA FOTO SUPERIOR: HIDROALGAS)
Se ha demostrado la producción de metano a través de la fermentación anaeróbica, ha tasas mayores
que otras fuentes de biomasa. En este sentido, la digestión anaeróbica para la producción de biogás ya
mostró buenos resultados .
La idea de producir gas metano desde las algas fue propuesta a inicios de la década del 50 . Aún
cuando se ha avanzado en la investigación en la producción de este combustible, su uso no se ha
masificado, debido principalmente a los costos de producción; no obstante, esta técnica puede
emplearse muy bien para algas cultivadas en zonas contaminadas o con aguas servidas, con la
finalidad de aprovechar los nutrientes existentes.
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Producción de bio-etanol
Etanol es un producto intermedio en la digestión completa de la materia orgánica y es producida por
cepas microbianas específicas de esta forma el etanol debe ser producido bajo condiciones controladas
para evitar problemas de contaminación.
USA es actualmente el principal productor de etanol del mundo .
Estudios indican que las macro-algas contienen una alta cantidad de polisacáridos (aproximadamente
60% del peso), que son la plataforma para la producción de varios químicos vía fermentación. De esta
forma, la producción de etanol es la técnica más efectiva para el aprovechamiento de la fracción de
carbohidratos presentes en las algas .
Se ensayó la producción de etanol a través de la fermentación de extractos de la macro-alga Laminaria
hyperborea, logrando obtener 0.43 g de etanol por cada gramo de sustrato. Recientemente, científicos
japoneses de la Tokyo University of Marine Science and Technology, presentaron detalles de un
ambicioso proyecto para producir etanol a gran escala mediante el procesamiento de las macro-algas
sargasso (hondawara) cultivadas en un área de 10 000 km2; se estima una producción de 3 billones de
toneladas.
Procesos :
a) Preparar inoculante (micro-algas).
b) Llenar el tanque del foto-bio-reactor con agua y nutrientes.
c) Iniciar la recirculación.
d) Añadir el inoculante.
e) Comenzar a suministrar C02.
f) Esperar a que la mezcla esté homogénea (verde uniforme).
g) Suministrar agua; nutrientes y C02 a la mezcla.
h) Control del PH en caso necesario.
Cosecha en Foto-Bio-Reactores:
La cosecha de alga (separación de agua y algas) puede efectuarse mediante centrifugación o
filtrado. En condiciones óptimas es posible cosechar cada 3. 5 ó 4 horas.
Estimados para Producir Un Kilogramo de Alga Seca en Unidad de Prueba
a) C02: 1.7 Kg.
b) Agua; 20 a 30 Litros a temperatura entre 22 y 35 °C
d) Temperatura general entre 18 y 35 °C.
Generalmente, la composición de algas (materia seca) contiene alrededor de 46% de
Carbón; 10% de Nitrógeno; 1% de Fosfatos. Un kilogramo de alga (materia seca) utiliza
hasta 1.7 Kg. de C02, pero normalmente para cálculos se usa 1.0 Kg. de C02. Es posible
obtener Bonos de Carbono por el C02. absorbido por algas.
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TIPOS DE SECADO
a. Tambor de secado
Una de las formas más básicas de un tambor de secado. Se recoge en él una película del producto que
tiene que secarse de la superficie del tambor de secado a medida que este gira a través de una bandeja
alimentadora colocada en la parte inferior. La bandeja alimentadora puede estar refrigerada o
aprovisionada con un sistema de recirculación para evitar el sobrecalentamiento o la sedimentación
de partículas en suspensión. Para una capacidad de secado de 400 Kg/h tienen un coste aproximado de
300.000 euros.
b. Secado al sol - GRATUITO
Descripción del proceso de transformación de algas a combustible
Reactivos – CO2 + Agua + Nutrientes + Algae Strain + Luz solar Para cultivar algas se
necesitan ciertos ingredientes. Entre esos ingredientes se incluye dióxido de carbono (CO2),
agua y trazas de minerales tales como calcio y hierro. Sin embargo, el ingrediente más
esencial es la luz solar, que proporciona a las algas la energía necesaria para crecer y
reproducirse.
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– FotoBioreactor Un Foto-Bioreactor (PBR) es un sistema que utiliza la luz para mantener un
ambiente activo biológicamente. En Cultivos De Algas desarrollamos PBRs para el cultivo de
algas. El sistema PBR puede ejecutarse tanto por lotes como en modo continuo. Para
operaciones automatizadas a gran escala se utiliza preferentemente el modo de sistema
continuo. En un sistema continuo, a medida que las algas crecen, el exceso de cultivo se
aparta y se recolecta.
En el PBR el ambiente está estrictamente controlado mediante el uso de sensores para
monitorizar variables tales como el PH, la temperatura, salinidad, densidad óptica etc. Esto
optimiza el crecimiento de las algas hasta obtener la máxima producción. Acutalmente
contamos con dos sistemas: un PBR circular cerrado y un PBR de tanque a abierto. Ambos
tienen
1.0 1. tubos de policarbonato
2.0 2. tubos de politileno
3.0 3. un sistema de estanques de PVC
O
Recolección El agua rica en algas se recolecta continuamente desde el Fotobioreactor en
disolución. La fase de recolección está diseñada para eliminar la mayor parte del exceso de
agua en la que se localizan las algas. Esto permite que las algas sean procesadas de manera
más económica. En el PBR la tasa de flujo es de 600 toneladas al día. Una vez que ha tenido
lugar la recolección se queda con un flujo de 10 toneladas. Las algas también pueden
recolectarse utilizando micropantallas, mediante centrifugado y floculación. La flotación
con espumas es otro método de recolección de algas en el que el agua y las algas están
aireadas para formar espumas para finalmente retirar las algas del agua. El cloruro
alumínico y férrico son floculantes químicos. Un producto comercial llamado “Chitosín”,
utilizado comúnmente para la purificación de algas puede utilizarse también como
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floculante. Las conchas de los crustáceos se hacen polvo para adquirir chitin, un polisacárido
que se encuentra en las conchas, del que deriva el chitosín. El agua, que es más salobre o
salina, requiere floculantes químicos adicionales para inducir la floculación. La recolección
mediante floculantes químicos es un método a menudo muy caro para las grandes
operaciones. La interrupción del suministro de dióxido de carbono pude causar floculación
por sí sola, llamada entonces “autofloculación”. Se introduce un floculante que provoca que
las algas se sitúen al fondo del tanque. Este es un método muy conveniente y económico para
eliminar aproximadamente el 80% del agua de la recolección, dejando atrás el concentrado
de masa de algas.
Combinación tanque floculante/ centrífuga Los floculantes varían en precio y calidad en
todo el mundo. En Holanda es posible adquirir un floculante apropiado por
aproximadamente 100 gr. Floculantes o agentes de floculación son compuestos químicos
que promueven la floculación que producen coloides y otras partículas en suspensión en
líquidos para unirse formando flóculos. Los floculantes se utilizan en procesos de
tratamientos de aguas para mejorar la sedimentación o la filtración de pequeñas partículas.
Por ejemplo, un floculante puede utilizarse en la filtración de una piscina o de agua para
beber para ayudar a retirar partículas microscópicas, que de otra forma hubieran
provocado que el agua estuviera turbia y de la que sería difícil o imposible de retirarlas tan
sólo mediante filtración.
Muchos floculantes son cationes polivalentes tales como aluminio, hierro, calcio o
magnesio[3]. Estas moléculas con cargas positivas interaccionan con las partículas y
moléculas de cargas negativas para reducir las barreras de la acumulación. Además, muchos
de estos compuestos químicos, con el pH adecuado y con otras condiciones de temperatura y
salinidad reaccionan con el agua para formar hidróxidos insolubles, los cuales precipitan
formando largas cadenas o engranados, arrastrando consigo pequeñas partículas que
forman flóculos.
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Nota: Con el fin de asegurar mayor reducción en contenidos de agua se pude añadir en este
paso una centrífuga. Se puede comprar una centrífuga auto descargable con una capacidad
de 60m3/h por 270.000 euros.
+
Extracción de aceite – Secado + Presurizados En este punto las algas tienen agua en exceso y
esta tiene que retirarse mediante métodos de extracción tradicionales.
Extracción de Aceite:
Los aceites de algas tienen una variedad de usos comerciales e industriales que se extraen a
través de diferentes métodos. El método más simple es el prensado mecánico. Teniendo en
cuenta que las diferentes cadenas de algas varían considerablemente respecto a sus
características físicas, hay muchos tipos de obtención de aceites dependiendo del tipo de
algas (prensa a tornillo, prensa expeller, amasado, etc). A menudo, el prensado mecánico se
utiliza combinado con compuestos químicos.
Solventes químicos: el aceite de algas pude extraerse mediante el uso de compuestos
químicos. Además del benceno y el éter, que ya han sido utilizados, el aceite también puede
separarse por extracción de hexano cuyo uso está muy extendido en la industria alimentaria
y es relativamente barato. El inconveniente que tiene el uso de disolventes para la
extracción de aceites son los riegos que conlleva trabajar con compuestos químicos. Hay que
tomar precauciones para evitar la exposición a los vapores y el contacto directo con la piel,
ya que pueden causar graves daños. El benceno está clasificado como cancerígeno. Los
solventes químicos también presentan el problema de riesgo de explosión.
Extracción de Soxhlet: este es un método de extracción que utiliza disolventes químicos. Los
aceites de algas se extraen a través de repetidos lavados o percolación, con disolventes
orgánicos tales como el hexano o el éter de petróleo, con reflujo en un dispositivo de vidrio
especial.
Extracción enzimática: la extracción enzimática utiliza enzimas para degradar las paredes
celulares con el agua actuando como un disolvente, lo que hace que el fraccionamiento del
aceite sea mucho más fácil. La extracción enzimática puede estar reforzada con ultrasonido.
La combinación del “tratamiento sonoenzimátoco” permite que el proceso sea más rápido y
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con mayor extracción de aceites. Prensa expeller/expresión: cuando las algas se secan
retienen su contenido de aceites que puede prensarse con una prensa de aceites. Muchos
fabricantes comerciales de aceites vegetales utilizan una combinación de prensa mecánica y
solventes químicos para la extracción de aceite.
Shock Osmótico : el shocck osmótico es una reducción repentina de la presión osmótica que
puede provocar que las células en una solución se rompan. El shock osmótico se utiliza a
veces para liberar componentes celulares tales como el aceite.
Fluido Supercrítico: en el fluido supercrítico/extracción de CO2, el CO2 se licua bajo presión
y es calentado hasta el punto de que tenga propiedades tanto de líquido como de gas. Este
líquido actúa entonces como un solvente en la extracción de aceite.
Extracción asistida por ultrasonido: la extracción ultrasónica, una rama de la sonoquímica,
puede acelerar enormemente los procesos de extracción. Mediante el uso de un reactor
ultrasónico, las ondas ultrasónicas se utilizan para crear burbujas de cavitación en un
material solvente. Cuando las burbujas chocan cerca de las paredes celulares, crean ondas
expansivas y sale el líquido que provoca que se rompan esas paredes celulares y que liberen
sus contenidos en el solvente.
Prensa CDA-36
OTRAS : Prensa BK-36: 40.000 euros
Prensas de extracción por solventes: (Precios mucho mas caros)
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Fenómenos de cavitación
Una vez que hayan abandonado el tanque floculante, la Pasta de Algas Concentrada (CAP)
entra en el Resonador de Pulso de Alta Frecuencia (HFPR), que rompe las paredes celulares
de las algas. Este proceso libera los contenidos de las células, de la que una porción es aceite.
En una solución 10.000 Kg obtienes aproximadamente 9.000 Kg de agua, 500 Kg de aceite y
500 Kg de residuos de algas.
Descripción general del proceso de HFPR®™ La unidad de rotor/estátor HFPR®™ está
basada en efectos físicos entre rotores y estátores. El medio para que sea procesado pasa a
través del sistema rotor/estátor y se acelera centrífugamente. El sistema rotor circula a 50
m/s contra el estátor. El medio está comprimido en las cámaras (entre rotor y estátor) con
una presión de 10 bar. El tiempo de retención en las cámaras es de 0,001 s. El medio se
expande y pasa hasta la siguiente cámara. Los segmentos del rotor/estátor se reúnen hasta
500 millones de veces por segundo. Las micro-cavitaciones dan lugar al tratamiento del
producto mediante la transferencia de energía: motor eléctrico → eje → rotor /estátor →
producto. Esta acción se repite hasta un millón de veces por segundo. Esta es la gran
diferencia con otros dispositivos de mezcla. Se utilizan el Hastelloy, titanio y metal duro. El
acero inoxidable 316 es estándar.
Todas las máquinas HFPR®™ están continuamente en evaluación en el ámbito industrial.
Tipo de máquina
HFPR 010
HFPR020
HFPR 030
Capacidad M3/h
Presión de salida (bar)
0,01
2
0,5
8
1
6
HFPR
050
5
5
Capacidad de circualción [kW]
Velocidad[1/min]
Intensidad de cizallamiento
Tiempo de retención en la máquina
[min]
Dimensiones directas de unión
1-5,5
13000
5x108
0,01
7,5-25
7500
5x108
0,02
7,5-36
6000
5x108
0,01
27-130
3600
5x108
0.02
H x W x L *5 Tracción por correa [m]
0,4x0,5x0.
8
70
G ½”
16
200
1300
Peso
Conexiones
Presión
Temperatura
Velocidad
0.7x0.6x2
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0,4x0,6x1
280
DN 40
16
200
7500
0,5x0,7x1
.1
400
DN 65
16
200
6000
[email protected]
0,7x0,7x
1,1
1200
DN 100
16
200
3600
Separación centrífuga Una centrífuga trifásica separa el resultado del proceso de cavitación
en 3 componentes: agua, aceite y el resido de algas restante (proteínas, hidratos de carbono,
etc.) La tasa de flujo comienza en 10 ton por un sistema de algas de 1 ton
El alga seca retiene sus aceites que pueden extraerse mediante prensado (70 a 75% de
aceite se obtiene de la materia seca) y en combinación con solventes como hexano, benceno
o éter.
Existen riesgos de toxicidad y explosión en el uso de solventes. El hexano se usa
mayormente.
Después de haberse extraído (expelido) aceite mediante prensado, la pulpa resultante se
mezcla con ciclo-hexano para extraer el remanente de aceite. El aceite se disuelve en el
ciclohexano, y la pulpa se filtra fuera de la solución. La separación de aceite y ciclo-hexano se
efectúa mediante destilación. Con la combinación de estos dos procesos (pensado y
solventes) es posible obtener alrededor de 90% del aceite contenido en algas.
Agua Residual:
No es necesario tratar los excedentes de agua después de su uso en el cultivo de alga, sino
que se usa nuevamente en el flujo continuo del sistema. Esta agua contendrá en ocasiones
residuos útiles de algas. Sin embargo, habrá que añadir C02 en cantidad proporcional a la
cantidad de agua residual re-utilizada.
Calidad del Aceite:
La calidad del aceite dependerá de el tipo de algas utilizadas. Así mismo la producción.
Generalmente el aceite proveniente de algas pude compararse con el aceite de soya.
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Pulpa de Algas:
La pulpa de algas (post-extracción del aceite) contiene diversos compuestos nutritivos
como, ácidos grasos poli-insaturados de cadena larga; vitaminas y antioxidantes como los
betacarotenos. Puede utilizarse en las industrias alimenticias y farmacéuticas porque
contienen también esteroles que pueden utilizarse como elementos de construcción de
hormonas. Además la cianobacteria es elemento potencial en aplicaciones bio-médicas en
compuestos anti-virales, anti-microbiales y anti-cancerigenos. El precio de la pupa de alga
en Holanda oscila entre 1.00 y 3.oo Euros por kilogramo (Juschin 2007).
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.
Información externa o del mercado
Demanda:
Al momento la demanda de aceites vegetales para que las plantas elaboradoras de biodiesel
estén a plena producción se estima en unos 350.000 toneladas de materia prima mensual y al
momento la oferta apenas supera al 20% de esta necesidad.
El conjunto de estas ofertas se dividen en:
-aceites de soja, colza , jatropha, palma y reciclados es de un 90% del total.
-aceites de algas apenas alcanza al 2,5% y el restante 7,5% se obtiene de otros vegetales que
producen aceite sea de su fruta o de su planta.
Nuestro proceso como dijéramos antes trata de 4 etapas:
-Cultivo, secado, prensado y refinado del aceite .-Luego se envasa y se procede a guardar en deposito hasta su retirada por los compradores –
Método de venta previsto: EXW –

-
Clientes:
En primer lugar pensamos abastecer a plantas de Biodiesel de Asturias y el Norte de
España (en total unas 12 empresas regionales y mas tarde otras del entorno Nacional
se sumarían .) y luego según el desarrollo de la expansión trataremos de llegar al
resto de las comunidades y en tercer fase a Exportar dentro de la Unión Europea los
excedentes de producción.
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Estrategias de ventas:
Segmentaremos el mercado (dividiéndolo en grupos diferenciados según características
específicas–socioeconómicas, territoriales, personalidad-,..)
Analizaremos motivaciones de compra que afectan a los distintos clientes (moda, interés
económico, comodidad, seguridad, atractivo,...) y analizar y explicar el por qué, cómo, cuándo
toman sus decisiones de adquirir un producto, y dónde y cuánto compran.
Trataremos de obtener información acerca de cómo se toman las decisiones de compra. ( Las
personas primeron se informan, después contactan y, finalmente, adquieren y, según sea el
peso económico del bien con respecto a sus rentas, tomarán una decisión más inmediata,
sopesando el riesgo de la compra o bien actuando por impulso, pero siempre valorando la
confianza que el producto les ofrece, su precio y su imagen, valoración que puede ser
individual o mediatizada por recomendaciones o influencias.)
Competencia:

Solamente otras dos empresas en España desarrollan estas técnicas en algas (REPSOL Y
IBERDROLA), ambas con apoyo oficial regional y local en sus investigaciones, pero aun no
productivas (están aún en pleno desarrollo de la investigación) .
Información interna o del proyecto/empresa
Estas plantas españolas antes mencionadas, están en desarrollo de sus proyectos pero lo
mas importante, la formula de alteración genética que es el paso mas importante, y que
nosotros tenemos , al tiempo que la clase de cepa a desarrollar, son nuestra basa mas
importante ante estas grandes empresas.
ALGAS COMESTIBLES QUE PRODUCIREMOS E INFORME SOBRE LAS MISMAS:
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El siguiente es un Flujograma de la recogida de dióxido de carbono (CO2) de un invernadero y
una acuicultura en el foto-biorreactor para producir algas en los estanques: (sistema abierto)
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Conclusión
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 soja en Argentina están desplazando los
bosques de quebracho del Chaco. 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. Un caso de este efecto se ha dado en Argentina con la producción de
carne de vaca, ya que se ha comenzado a utilizar los pastos con los que se crían a las vacas para el
desarrollo de biocombustibles, con lo que se incremento el precio de la carne. 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.
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.
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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.
(PLAN DE FICOLOGIA APLICADA)
RENDIMIENTOS ESPERADOSEl rendimiento en producción de biodiesel con algas es unas 300 veces superior al que se alcanza con
soja y unas 25 veces al que se consigue con palma. A ello hay que añadir el tiempo record de
crecimiento de las algas que es solo de unos pocos días lo que contrasta con los tiempos de crecimiento
mucho más largos de las plantas oleaginosas.
El aumento progresivo del consumo de petróleo, el estancamiento de las reservas probadas de las
reservas fósiles, el cumplimiento del compromiso de Kyoto y el calentamiento global son factores que
ejercen una presión cada vez mayor sobre los esquemas energéticos de los países desarrollados.
Dentro de este marco, los bio-combustibles se consideran como energía renovable alternativa.
Recientemente se viene estudiando el cultivo de algas microscópicas como una opción de gran
potencial para producción de combustibles líquidos para el transporte ya que reducen las emisiones
de gases de efecto invernadero y presentan una productividad muy elevada.
Cuando se comparan las productividades (m3 de aceite producidos por km2 de superficie) las algas
alcanzan rendimientos (m3 aceite producido por km2 cultivado) de 10.000-20.000 m3/km2, que
resultan mucho más elevado que el alcanzado por la colza (120 m3/km2), la soja (40 m3/km2), la
mostaza (130 m3/km2) y la palma (600 m3/km2).
Las algas se componen de organismos acuáticos que capturan luz solar y el dióxido de carbono para
hacer la foto-síntesis y así producir su energía, y además producen aceites vegetales que se pueden
transformar en biodiesel. Al contrario que la soja u otros cultivos usados para la producción de
biocombustibles, las algas no necesitan extensos terrenos de cultivo ya que pueden crecer en casi
cualquier espacio cerrado, y lo hacen de forma muy rápida, de este modo que podrían desarrollarse en
tanque en cualquier localización. 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. Ciertamente, no existen otros captadores de radiación solar más eficaces que estos
organismos fotosintéticos. Además crecen rápidamente y se desarrollan en unos pocos días, algo que
no sucede con el girasol, soja, mostaza y palma. Su cultivo automatizado en grandes bio-reactores
resulta sencillo. Otros factores tales como la influencia del pH del medio en el que se desarrollan o las
diferencias en la temperatura diurna y nocturna se están analizando en detalle con el objetivo de
aumentar aún más su productividad.
La tecnología de extracción del bio-combustible es relativamente simple. Incluye una primera etapa de
prensado con la que se extrae aproximadamente el 70% del aceite y una segunda con un disolvente
orgánico se alcanza hasta el 99%, si bien esta última encarece el proceso. Dada la viscosidad elevada
que alcanza el aceite virgen original puede utilizarse directamente en los motores diesel una vez que
se han adaptado para operar con este combustible altamente viscoso. Los triglicéridos que constituyen
los aceites vegetales pueden igualmente transformarse en mono-ésteres y glicerina mediante la
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reacción de trans-esterificación con metanol. Las moléculas que componen el biodiesel resultantes de
este último proceso tienen un menor peso molecular y su viscosidad es sustancialmente más baja con
lo que puede usarse como combustible en los motores de compresión. Evidentemente, el biodiesel
obtenido por cualquiera de las dos vías no contiene azufre, no es tóxico y, además, resulta fácilmente
biodegradable.
La legislación exige que el mercado europeo de bio-diésel para transporte y calefacción alcance los 10
millones de Tm anuales en 2010. Según datos de la UE, la capacidad de producción es actualmente de
sólo 2.4 millones de Tm anuales. Este déficit indica que el mercado tiene potencial suficiente para la
producción masiva de aceite de algas. Los países del sur de Europa que disfrutan de climas templados,
con un número de horas de sol más elevado que los países nórdicos, resultan particularmente
atractivos para desarrollar esta producción de bio-combustible. Además, los avances de la
biotecnología hacen posible la creación de algas con una productividad por km 2 aún superior al actual,
a lo que se puede añadir un aumento en la producción de los cultivos concentrados y eliminar posibles
pérdidas causadas por enfermedades y plagas de los cultivos. Por otra parte, otra solución tecnológica
permite disponer de compuestos energéticos y disminuir los excedentes de CO 2 atmosféricos. Por todo
ello, el biocombustible obtenido a partir de algas se convierte en una energía renovable, atractiva y
competitiva.
MEDIOS DE CULTIVO: ALTERNATIVA VALIDA
Se han desarrollado diferentes medios para el cultivo de micro-algas que van desde las fórmulas para
enriquecer el agua de mar natural, hasta el uso de medios artificiales que permitan resultados
constantes en contraste con los resultados tan variables que brinda el uso del agua de mar natural que
entre otros factores depende del lugar donde se colecta ésta, y el tiempo de almacenamiento de la
misma.
El fitoplancton se desarrolla y multiplica en relación de las condiciones fisicoquímicas del medio. En
términos generales son los macro-nutrientes o factores limitantes del crecimiento el carbono,
Nitrógeno, Fósforo, Silicio, Magnesio, Potasio y Calcio, que se requieren en cantidades relativamente
grandes, mientras que los llamados micronutrientes (Fierro, Manganeso, Cobre, Zinc, Sodio,
Molibdeno, Cloro y Cobalto) se necesitan en menores cantidades.
Existen otros medios que incluyen en su composición sustancias orgánicas (vitaminas, aminoácidos)
necesarios para aquellas especies de micro-algas Auxótrofas, es decir que no sintetizan por medio de
la fotosíntesis este tipo de compuestos y resultan factores que pueden limitar su crecimiento; tal es el
caso de Platimonas, Chrysophytas y algunas Bacillariophyceas.
TECNICAS DE AISLAMIENTO Y PURIFICACION
Muchos métodos se han desarrollado para obtener cultivos monoespecíficos (de una sola especie) y
axénicos (libres de contaminantes).
A continuación se brinda una breve descripción de algunos de los principales métodos que se utilizan
para aislar y purificar microalgas
1) Aislamiento
Pipeteo capilar: Se utiliza para separar microalgas mayores de 10 < , mediante una pipeta construída
con un tubo capilar, a través del microscopio óptico se “pesca” las células y se separan en pequeñas
gotas de nutrientes colocados alrededor de una Caja de Petri o en portaobjetos escabados.
Rayado de Placas de Agar: Se transfieren pequeñas gotas de plancton con una asa de siembra,
extendiendo por estrías (rompiendo un poco el agar). Este agar se prepara con una solución nutritiva
para microalgas y con una relación de 1-1.5% w/v de agar disuelto en el medio nutritivo, se incuba la
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placa bajo iluminación a 18-20°. De este primer crecimiento se transfiere a tubos con agar inclinado
sembrando por estrías o bien, se transfiere a medios líquidos en subcultivos sucesivos para su
purificación, de tal manera que en cada dilución se reduzca el número de organismos en una gota, es
recomendable combinar la técnica de diluciones con la de transferencia en placa de agar o tubo
inclinado para obtener cultivos clonales (de una sola colonia o célula) y poder establecer el cultivo
monoespecífico. Después de 10 días, pequeñas colonias aparecen sobre la superficie del agar, que se
pueden transferir mediante el Método de Hocking o de la micropipeta a medios líquidos.
2) Purificación
Como ya se mencionó al describir las técnicas de aislamiento, estas mismas nos permiten purificar el
cultivo a través de las resiembras clonales sucesivas, pero además es recomendable entre otros
métodos el uso de antibióticos para eliminar otros microorganismos, generalmente de tipo bacteriano
que estén contaminando el cultivo de micro-algas de nuestro interés. En el inciso 5 de este mismo
capítulo correspondiente a Métodos de Esterilización se amplian las alternativas.
Otros procesos de la empresa
ALGAS COMESTIBLES
INTRODUCCIÓN:
Las algas se caracterizan por su gran riqueza en proteínas, mucílagos, oligoelementos y vitaminas,
hecho que ha propiciado el aprovechamiento de las algas en la alimentación humana. Son de interés,
dado su importante contenido en vitaminas y principios activos de importancia vital, tales como el
yodo, fósforo, potasio, cloro, azufre, etc. y oligoelementos en dosis pequeña que no suelen ser tan
frecuentes en otros alimentos más comunes.
A pesar de que estos vegetales no poseen raíz, tallo, ni hojas, poseen una estructura general
denominada talo en la que se pueden reconocer tres formas estructurales diferenciables: la fronda, el
estipe y el rizoide.
FRONDA: esta estructura es el símil de las hojas de las plantas superiores, generalmente poseen
formas laminares que le permiten una alta captación de luz y dióxido de carbono, puesto que su
principal función es realizar la fotosíntesis y abastecer de glúcidos al resto de la planta.
ESTIPE: esta estructura es el símil del tallo de las plantas superiores y su función es la sugeción
mecánica de la fronda y en algunas plantas mas especializadas, funciona como conductor de glúcidos
desde la fronda al resto de la planta. A pesar de que no posee capilares como los tallos, cumple la
función de transporte gracias al desarrollo de algunas células especializadas.
RIZOIDE: es el símil en el aspecto morfológico a la raíz de las plantas
superiores y su función es la fijación del alga al substrato. Esta estructura
tiene una hendidura en la base la que le permite que funcione como una
ventosa que se adhiere con mucha fuerza al substrato, y además crece junto
con la forma de éste, aprovechando las desigualdades del fondo para fijarse
con más fuerza. Existen muchas formas de rizoide, sin embargo su forma
general es cónica circular. Los rizoides desarrollan células meristemales que
permiten el crecimiento de nuevos talos y frondas.
CLASIFICACION:
Dentro del reino vegetal, las algas son talofitas autótrofas que viven en el agua ó en medios húmedos.
Presentan clorofila además de otros pigmentos que pueden proporcionar otros colores permitiendo
clasificarlas en cuatro grandes grupos:
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*las clorofíceas ó también llamadas algas verdes
*las feofíceas ó algas pardas
*las rodofíceas ó algas rojas
*las cianofíceas ó algas azules
Orden o Grupo
Tipos de Pigmentos
Formas Generales
Tipos de Ambientes
Algas Verdes
Clorofila a y b
Unicelulares
Agua dulce
Pluricelulares
Agua salada
Pluricelulares
Agua dulce
Algas Pardas
Clorofila a y c
Ficofeina
Algas Rojas
Clorofila a
Agua salada
Pluricelulares
Agua salada
ficoeritrina
Las cianofíceas se denominan microalgas, mientras que las clorofíceas, feofíceas y rodofíceas incluyen
organismos macroscópicos multicelulares, cuyos tamaños varían desde 1cm hasta 100 mt. De longitud,
por lo que son denominadas macroalgas.
En general, su reproducción puede ser asexual (por fermentación ó esporas) y sexual(por gametas)
Las feofíceas y rodofíceas son productoras de ficocoloides: agar, carragenanos y alginatos. Los
alginatos tienen amplio uso en la industria alimentaria y farmacéutica, como emulsionantes y
estabilizadores de productos lácteos, espesantes de jarabes, shampoos y jabones y como
anticoagulante, hemostático en medicina. Los carragenanos son antivirales, anticoagulantes,
antiulcerosos y antisépticos(evitan la aparición de grasa en la sangre). El agar se usa como laxante,
emulsificante y suspensor de alimentos, además de emplearse en la preparación de medios de cultivo
en microbiología.
El uso de algas marinas como alimento, en un principio, y aún, está restringido principalmente a las
culturas Orientales. Sin embargo, desde hace algunos años, la industria alimentaria las usa con
asiduidad y su consumo se va introduciendo en Occidente en alimentos como: flanes, sorbetes, helados,
recubriendo embutidos como jamón cocido, en mermeladas, cremas, sopa de preparación instantánea
y otros.
En dietas de adelgazamiento las algas constituyen un complemento ideal debido a la gran proporción
de fibras saciante que poseen. Además, ayudan a realizar la digestión, ya que sus mucílagos cubren las
paredes del estómago protegiendo a la mucosa gástrica del exceso de ácidos secretados y por otro lado
facilita el tránsito de los alimentos a través del intestino.
El manitol, producto relativamente frecuente ó abundante en la composición de las algas, se utiliza
como edulcorante de bajo aporte energético en numerosos alimentos.
En agricultura, las algas constituyen un excelente abono ya que presentan una mayor proporción de
nitrógeno y potasio(elementos básicos para las plantas) que el tradicional estiércol.
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¿ las macroalgas marinas?Qué son
Las algas marinas bentónicas o macroalgas, son vegetales que viven debajo del agua y cuyos procesos
vitales están regidos por el equilibrio entre los procesos de fotosíntesis y respiración. En toda la costa
de Tierra del Fuego se presenta una variada vegetación marina bentónica, compuesta por macroalgas
verdes, pardas y rojas.
EXTRACCIÓN
Las algas rojas son de menor tamaño que las pardas, se encuentran a mayor profundidad, y se recogen
a mano o con rastrillos o rastras. En algunos países de Asia, la operación la realizan buceadoras que
sólo usan unos anteojos protectores y, por ejemplo, en Japón llegan a extraer hasta una tonelada y
media del alga Gelidium en 24 horas; esta misma cantidad es recolectada por los buceadores en Baja
California, México, durante una jornada de trabajo.
Para la extracción de las feofíceas, que son las algas grandes, se han logrado diseñar embarcaciones
con características especiales; por ejemplo, en México el "sargazo gigante", alga flotante, se recolecta
con una embarcación de 33.5 metros de eslora, con capacidad de 350 toneladas y autonomía para
pescar durante 20 horas, llamada Sargacero.
La extracción se lleva a cabo en forma mecánica con embarcaciones que tiene en la proa una rampa
levadiza con cuchillas en los bordes laterales y en el inferior de la misma dispuestas de tal manera que
cortan el sargazo al paso del barco. La rampa mide 9.20 metros de ancho y lleva una banda que recoge
el sargazo cortado y lo eleva hasta dejarlo caer en el depósito de almacenamiento. El corte se hace a
una profundidad máxima de 4 metros, con el fin de dejar la región de fijación de la mayoría de estos
grandes vegetales, podando" sólo el 40% del vegetal; de este modo se puede contar con materia prima
suficiente y permitir que se regeneren y queden listas para volverlas a cortar, lo cual en Macrocystis
lleva un lapso de 4 meses. Después de recoger las algas marinas y antes del proceso industrial, se hace
necesario "secarlas". Se ha calculado que para obtener un kilogramo de alga seca, se necesitan 3 o 4
kilogramos de alga fresca. Con esto se evita que las algas, por el alto contenido de agua, se "pudran" o
descompongan; ya secas, resulta fácil lograr que se gelifiquen.
Cuando el secado se realiza adecuadamente, es posible almacenarlas por varios años, con pérdidas
insignificantes sobre todo en su contenido de gel, que es el compuesto que se utiliza para producir el
agar.
Los métodos de secado son también muy diversos, generalmente se lavan en agua de mar para quitar
la arena y los organismos que viven asociados; no se emplea agua dulce porque cambiaría la
concentración y se dañarían las células que forman el cuerpo del alga. Posteriormente se extienden en
capas delgadas sobre bastidores de bambú, plataformas de madera o rocas limpias; cuando las
condiciones del clima son adecuadas, la operación dura de uno a dos días.
Este procedimiento es común para trabajar el alga llamada "liquen de Irlanda" (Chondrus crispus)
utilizada en la industria de "carragenano". Para alcanzar mayor calidad se blanquean, rociando las
secas con agua de mar y girándolas frecuentemente.
En algunos países como Canadá, Estados Unidos y Francia, donde las condiciones climáticas no son
favorables para el secado natural de las algas, se logra hacerlo en grandes tambores calentados con
fuego, los cuales giran para que se realice un secado uniforme; aunque el costo es mayor, la calidad que
se obtiene con este método es superior.
La industria exportadora de algas marinas productoras de alginato, se sustenta en el aprovechamiento
de algas marinas pardas de los géneros Lessonia y Macrocystis, muy abundantes en las costas del
Pacífico Sur de Chile, las cuales continuamente el mar vara a las playas por las marejadas normales
ocurridas en zonas costeras expuestas de dicho litoral. Estos fenómenos naturales son denominados
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Algazos o Varazones, los cuales ocurren normalmente durante el año y excepcionalmente en ciertas
épocas con los cambios estacionales
En la actualidad, se ha estimado que la producción total anual de algas, ya sea recolectadas o
cultivadas, alcanza cerca de 3.5 millones de toneladas en peso húmedo; los principales países
productores son China, Japón, Corea, Estados Unidos, Brasil, Unión Soviética, Noruega, Francia, España,
Irlanda, Canadá y México.
Extracción de alginatos.
Los procedimientos de preparación están basados en las propiedades de solubilidad de los alginatos,
según su estado iónico y su poder complejante con el calcio. Un tratamiento preliminar de las algas con
un ácido, permite eliminar los iones calcio unidos al alginato. La solubilización de las macromoléculas
se obtiene a continuación al neutralizar con una base (generalmente NaOH) formando una sal alcalina.
El alginato se precipita por reacidificación, bajo la forma de ácido algínico o por la adición de cloruro
cálcico, bajo forma de alginato cálcico. En algunos casos el calcio se elimina por un nuevo tratamiento
ácido.
Materia prima
Algas pardas
Desmineralización
Sistema de lixiviación en ácido
Molido / Digestión en presencia
Extracción
de álcali
Clarificación / Filtración
Coagulación
Precipitación con ácido
Lavado y Prensado
Neutralización.
Obtención del alginato
Agregado de: Carbonato de calcio, potasio o amonio
Secado
Molido
Estandarización por mezclado
Producto final
Control
El producto terminado presenta características de filamentos en fino o grueso, o de polvo incoloro o
ligeramente amarillo, de sabor y olor característicos. Los alginatos se comercializan en forma de sales
sódicas, de sodio de potasio, de amonio y de calcio. Más raramente se comercializa en forma de ácido
algínico. Los alginatos pueden servir de base para la preparación de alginato de propilenglicol por
esterificación del ácido algínico. Este derivado se emplea también a nivel alimentario.
Extracción de agar y furcelarana
El agar (agarosa) también es extraído de las algas rojas de la familia Rhodophycaeae, de las especies
gelidium, pterocladia y graciaria.
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El agar sin moler se presenta en haces de tiras delgadas, membranosas y aglutinadas, o en fragmentos
escamosos o granulados. Presenta varios colores: anaranjado ligeramente amarillento, o gris
amarillento, o amarillo pálido o incoloro. Es resistente cuando está húmedo y quebradizo al estado
seco. El agar en polvo es blanco a blanco amarillento o amarillo pálido.
La furcelarana se extrae de otras algas rojas Furcellaria fastigiata que se encuentra en las costas de
Dinamarca y Canadá.
Los métodos de fabricación se basan en la solubilización de estas gomas en agua a 100°C durante
varias horas, a veces, en medio alcalino. Para el agar, su recuperación se logra a partir de la solución
filtrada por congelación, que produce una separación de fases. Por otro lado, la furcelarana se
precipita en presencia de cloruro potásico.
Extracción de carragenatos o carrageninas.
El proceso de extracción para su producción industrial se basa en dos propiedades de la carragenina:
su solubilidad en agua caliente y su insolubilidad en solventes orgánicos polares. En primer lugar, las
algas se lavan y se trituran bajo condiciones alcalinas para promover la extracción total del
polisacárido. Luego, el extracto acuoso caliente filtrado en presencia de tierra de diatomeas, se pasa a
través de un cedazo bajo presión. Así se obtiene un jarabe transparente que contiene carragenina en
solución. A continuación, se la precipita con alcohol en forma de fibras, permaneciendo las impurezas
en solución. Se prensa el coagulo, se lo lava y seca por evaporación bajo presión. Finalmente, se lo
muele hasta obtener un polvo fino o granulado insípido e inodoro, de color blanco a beige. Este
proceso permite alcanzar un producto de alta pureza.
Los productos comerciales se diluyen frecuentemente con azúcares para fines de normalización y se
mezclan con sal de uso alimenticio necesario para conseguir características de gelificación y
espesamiento.
Materia prima
Extracción
Purificación
Coagulación
Carragenina molida
Producto final
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Para que sirven las macroalgas, utilización?
La existencia de estas comunidades o poblaciones macroalgales representan un potencial de elevado
interés científico y económico, dado que las macroalgas son materia prima de la producción de
diferentes ficocoloides (agar, alginato, carragenano), de elevado interés comercial. Macrocystis
pyrifera (cachiyuyo) que forma grandes bosques en nuestras costas, es materia prima para la
producción del alginato.Lessonia nigresens y Durvillea antarctica (cochayuyo), constituyen en Tierra
del Fuego extensas praderas, dos géneros que como el anterior, son también materia prima de la
producción del alginato. El alginato es un ficocoloide usado en diferentes industrias, fabricación del
papel, vidrio, fijación del color de las telas, como estabilizador y espesante de pinturas; y en la
industria alimenticia (elaboración de dulces, gelatinas, sopas, mayonesas, yogurt, helados y diferentes
embutidos de la carne). Además las especies de los géneros Mazzaella, Sarcothali, Gigartina son
utilizadas como materia prima en la producción de carragenano. El carragenano es un ficocoloide de
amplia utilización en la industria alimenticia (realización de dulces, gelatinas, yogurt, diferentes
embutidos).Las especies de estos tres géneros forman en Tierra del Fuego densas poblaciones.
También todas las macroalgas mencionadas, en los párrafos anteriores, son empleadas en
cosmetodología, en farmacología y en medicina. Mientras que otras: Phorphyra (luche rojo), Ulva
(luche verde), Durvillea, etc. son usadas en la alimentación humana en reemplazo de los vegetales o de
la carne o mezclados con las harinas para panificación, y conjuntamente con otras especies son
empleadas en la preparación de fertilizantes, dietas balanceadas para animales, o las calcáreas para
corregir el pH de suelos ácidos.
El agar es una mezcla de polisacáridos complejos, básicamente agarosa (polímero de galactosa) y
agaropectina (formada por galactosa y ácido urónico esterificados con ácido sulfúrico), compuesto
insoluble en agua fría y soluble en agua caliente. Al enfriarse compone una masa gelatinosa formando
un coloide; se extrae principalmente de las algas marinas de los géneros Gelidium y Gracilaria que son
algas rojas abundantes en las costas de muchos países. Este coloide puede tener varias presentaciones
comerciales: tiras delgadas, granulado, copos, tabletas, etc. se emplea como suspensor, estabilizador y
espesante en la fabricación de alimentos como quesos cremosos, sopas, salsas, yogurt, jaleas,
confituras, helados, jarabes y mayonesa, ya que les confieren la consistencia deseada.
El agar, se caracteriza por no ser atacable por los ácidos gástricos ni absorbible, factores que la hacen
ideal como complemento para corregir estreñimiento, proteger la mucosa gástrica y regular el tránsito
intestinal.
El carragenano es otro polisacárido con propiedades químicas y aplicaciones diferentes al agar; las
principales algas de las que se extrae son el "liquen de Irlanda" (Chondrus crispus) y el "pelo de cochi"
(Gigartina canaliculata) abundantes en las costas del Pacifico y del Atlántico norte; Canadá, Estados
Unidos y Dinamarca, son los países que más las explotan; en la actualidad otros países que se
encuentran lejos de estas zonas, como en África, Indonesia, Filipinas y Malasia, están empezando a
extraer este producto de otro género, la Eucheuma.
La acción del carragenano se conocía empíricamente, desde hace siglos, en los pueblos
costeros de Inglaterra, Irlanda y Francia, en donde sus habitantes agregaban concentrados extraídos
de estas algas rojas a la leche para cocerla, cuando se enfriaba, adquiría una consistencia semejante a
gelatina; en la actualidad a este alimento se le conoce como blancamanger o "manjar blanco", y se
consume como postre.
Los químicos de nuestra época han logrado conocer la composición del carragenano y producir
diversos tipos de este compuesto, según las necesidades de su aplicación. El carragenano tiene usos
comunes con el agar, se emplea principalmente en la industria alimentaria; por ejemplo, en los
productos lácteos, en la elaboración de bebidas, en productos de pastelería, en las conservas de carnes
y pescado, en aderezos de ensaladas y salsas y en la preparación de alimentos dietéticos. Esta gran
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diversidad de aplicaciones hace que continuamente estén surgiendo nuevos métodos para su
aprovechamiento.
En la industria farmacéutica se emplea en menor proporción que el agar y con él se preparan pastas y
polvos dentífricos así como compuestos farmacéuticos insolubles. En otras industrias, como la de las
pinturas, se emplea en acuarelas, también se usa en la de textiles, en la de curtiduría de cueros, etc.
Resulta muy útil como endurecedor y aglutinante.
Del alga roja Furcellari fastigiata, abundante en las costas de Dinamarca, Unión Soviética y
Canadá, desde hace 30 años se extrae un nuevo coloide llamado furcelarano que es empleado en la
producción de gomas para alimentos como mermeladas y otras conservas, jugos de frutas, cervezas y
alimentos dietéticos; también se usa en los dentífricos.
La algina nombre común que se le da a las sales del ácido algínico, sobre todo al alginato de sodio, se
obtiene de las grandes algas pardas que abundan en el Pacífico y Atlántico norte, principalmente del
sargazo gigante (Macrocystis pyrifera) que, a pesar de no ser el alga más rica en este compuesto, por su
gran tamaño es la mas rentable, ya que se puede recolectar en grandes cantidades por medios
mecánicos.
Otras fuentes de algina son las algas de las especies Ascophyllum nodosum y Laminaria digitata, y de los
géneros Ecklonia, Nereocystis Sargassum y Fucus, todas ellas feofitas y abundantes en los mares fríos.
Las propiedades químicas de la algina la hacen un compuesto de gran utilidad en la industria: se
disuelve en agua formando una solución extremadamente viscosa, espesa como la miel, a tal grado que
es difícil pasarla de un recipiente a otro, por lo que resulta ideal como agente espesante, estabilizador,
suspensor y gelificante, además de ser capaz de formar delgadas películas sobre las superficies.
Los diversos compuestos de alginas y alginatos tienen amplia aplicación en diversas industrias: en la
alimentaria, en la confección de helados para evitar la formación de cristales de hielo, en salsas y
aderezos para ensaladas, preparados de carnes, embutidos, conservas de pescado, preparación de
vinos, cervezas, etcétera; en la farmacéutica, como aglutinante de píldoras, pastillas y ungüentos, en
pastas dentífricas, en cremas cosméticas, champús y jabones, en moldes dentales y ortopédicos; en la
industria textil sirven para que las tintas no se extiendan en las telas.
Tienen además otros usos industriales muy diversos, como su empleo en la producción de materiales
de construcción: alquitrán y asfaltos, madera artificial, productos aislantes, etcétera; su
aprovechamiento en la preparación de esmaltes y cerámicas, espumas antiincendio, ceras para pulir
automóviles, lubricantes para perforaciones petrolíferas, revestimiento de películas fotográficas,
etcétera.
Además de estos productos elaborados con algas para uso industrial, existen otros de menor valor
actual, pero con grandes posibilidades en el futuro, como son el hipneano, el fumorano, el iridoficano y
el filoforano que se obtienen de algas rojas.
OTROS USOS
Las algas también son aprovechadas como piensos, es decir, alimento de animales, y como fertilizantes,
que en últimos tiempos se ha extendido gracias al diseño de métodos industriales para su preparación.
Un ejemplo de su empleo como pienso se encuentra en Islandia, donde permiten pastar a ovejas y
caballos en las playas cubiertas con algas. En Irlanda se produce harina, a partir del alga Acophyllum
nodesum para complementar la dieta de las ovejas.
Las principales algas utilizadas como abonos son Macrocystis y Ascphyllum que son magníficos
acondicionadores del suelo, lo cual favorece el desarrollo de las plantas. Un ejemplo se puede observar
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en Francia, donde los agricultores aprovechan los "algazos" para fertilizar sus cultivos de cebada,
patatas, hortalizas y viñedos, obteniendo magníficos resultados
FORMAS DE CONSUMO
Su consumo directo, como alimento, cada día está más extendida. Se las puede consumir fresca, donde
precisan de un lavado previo y de un tiempo en remojo para quitarles la salinidad que le es propia, sin
embargo, en Occidente se comercializan previamente lavadas y desecadas. En tal caso también deben
dejarse en remojo para que se rehidraten y adquieran su consistencia natural.
En Japón muchos de los guisos llevan algas, los más comunes son el nori, el wakame y el kombu, que
complementan platos tradicionales como el sushi y las albóndigas de arroz y pescado. El alga utilizada
para el nori es Porphyra, para el wakame se usa la Undaria y para el kombu, la Laminaria.
En otros países las algas verdes del género Caulerpa se comen crudas o cocidas, como en Filipinas,
Malasia, Guam y Singapur; las algas pardas Sargassum y Turbinaria se consumen frescas, cocidas en
leche o ahumadas, en Polinesia, China, Japón y Malasia; y diversas especies de algas que se consumen
crudas o hervidas y mezcladas con otros alimentos, forman el llamado limu, ampliamente utilizado en
Hawai, islas que tienen gran variedad de platillos confeccionados con algas.
En Europa los principales comestibles que emplean algas son el "tangle", preparado con Laminaria
saccharina, en Escocia; el "dulce" confeccionado con Rhodymenia, en Irlanda; en Inglaterra se prepara
una especie de pan gelatinoso con Laminaria y Chondrus; en Unión Soviética se come la Laminaria
como "col de mar"; etcétera.
En América del Norte, en Canadá, se utiliza el "dulce" para aderezar los platos de carne y pescados; en
Estados Unidos emplean el alga parda gigante Nereocystis para preparar el seatron, con la planta
desalada, aromatizada y endulzada; en el Caribe se usan varias especies de algas para hacer gelatinas;
los habitantes de Chile consumen la Ulva con el nombre de "luche" y a Durvillea como "cochayuyo",
empleándolas en la preparación de sopas densas y ensaladas.
NORI. Es un alga marina rica en proteínas, conteniendo grandes cantidades de vitamina A ( tanta
como la zanahoria), C y B1.Tiene la propiedad de facilitar la digestión, ayuda a eliminar los acumulos
de grasa y es de gran ayuda para controlar el colesterol. Su consumo se recomienda especialmente a
las personas con problemas de visión. La forma más simple de consumirlas es tostándolas ligeramente
en una sartén seca, hasta que se vuelvan de un color verde brillante, y luego desmenuzarlas
directamente sobre el plato que se quiere acompañar.
WAKAME. Alga del grupo de las feofíceas, rica en vitamina C y niacina, conteniendo mucho calcio. Su
gran riqueza en vitamina del grupo B la hacen muy útil en los casos que hay que aumentar el consumo
de estas vitaminas, como en nerviosismo, estrés, depresiones, ciática, lumbago, etc. Además de tener
cualidades como protector del aparato digestivo y regulador del tránsito intestinal. En crudo combina
muy bien en ensaladas y con todo tipo de verduras. Para aprovechar mejor sus cualidades es preferible
remojarlas una media hora antes. También se puede usar para ablandar y acelerar la cocción de las
legumbres secas.
KOMBU. Es una especie del género Laminaria que crece espontáneamente en los mares del Norte y
que presenta un color verde pardusco. Es una de las algas más ricas en yodo. Su contenido en ácido
algenico, hace que actúe como un limpiador natural y eliminador de toxinas para los intestinos, muy
útil contra la colitis. Contiene azúcares simples como la fucosa y el manitol, que la hacen apropiada
para los diabéticos, ya que no aumenta el nivel de azúcar en la sangre. Actúa como un suave
estimulador del sistema linfático y es muy beneficiosa contra la hipertensión. Gracias al ácido
glutámico que contiene, tiene la propiedad de ablandar las fibras de otros alimentos, por ejemplo si se
añade a los cocidos garbanzos lentejas, habas de soja, y otras legumbres secas, se ahorra minutos de
cocción y los alimentos salen más tiernos y gustosos.
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SPIRULINA. Se trata de una alga unicelular. Es una de las fuentes naturales mas ricas en proteínas
descubiertas actualmente. Su contenido proteico es superior a la de la carne, el pescado y los huevos;
el aminoácido que mas abunda es la fenilalanina. También es una fuente notable de vitaminas, sobre
todo del grupo B, de β-caroteno y de minerales, entre los que se encuentra el Hierro en cantidades
significativas.
Es una pequeña alga en forma de espiral, que mide un cuarto de milímetro, es decir 250 micras, es
producida con mucha facilidad en los lagos de las tierras áridas, que tienen gran cantidad de sales
minerales.
Esta alga contiene un 70% de proteínas, contra un 8% del trigo, un 7% del arroz y un
2% de la papa. Es de muy fácil digestión debido a que carece de celulosa, sus ácidos grasos esenciales
no saturados son factor de conocida importancia en la prevención de enfermedades vasculares. Su
composición de aminoácidos señala que la spirulina presenta una estructura semejante a la yema del
huevo. Posee, además, 24% de carbohidratos, así como pigmentos, minerales y vitaminas A, B1, B2, B6,
C, E y la excepcional vitamina H. Actualmente se le utiliza también en la acuicultura, ya que acelera el
crecimiento, la madurez sexual y estimula la ovulación y reproducción sexual de moluscos y peces.
Gracias a su alta proporción de pigmentos amarillos y anaranjados, puede dar coloración a la carne de
pollo y a la yema de huevo; a la mantequilla le confiere un amarillo intenso.
LAMINARIA.
Es una alga parda que contiene algina, oligoelementos, yodo, vitaminas A, B, C, E y matinol. Los
alginatos obtenidos de estas especies son empleados como estabilizadores de mayonesas, goma de
mascar y cremas heladas. Los alginatos son digeribles por el organismo, al contrario que el Agar Agar,
que es casi inatacable por el jugo gástrico e intestinal.
FUCUS. Se trata de un alga parda del grupo de las Feofíceas y que debe su color característico a la fuco
xantina. Destaca en su composición la algina (ácido algínico y sus sales), manitol, yodo en cantidades
notables, así como vitaminas A, B, C y E, y fucoidina (polisacárido mucilaginoso con un 30-70% de LFucosa). Se incorpora en complementos de dietas de adelgazamiento.
MUSGO DE IRLANDA. En estas algas rojas se destaca la presencia de sales minerales, proteínas y
ácidos grasos. Su principal componente es el carragahen, formado por carragenatos ( sales sódica,
potásica y cálcica del ácido carragénico) y carrageninas. Es eficaz contra las diarreas, los trastornos
urinarios y las infecciones crónicas del pecho y además es la base de preparados protectores de la
mucosa gástrica. Se emplea en personas con ulceras y en las que presentan intolerancia a ciertos
medicamentos. Se utiliza como agente gelificante y de espesamiento en la industria alimentaria. Con a
leche da un gel líquido por la formación de un complejo con la caseína, propiedad que se aprovecha en
la preparación de flanes instantáneos y budines. Se puede usar como espesante de sopas y salsas.
ESPAGUETI DE MAR. (Himanthalia Elongata) Sus formas alargadas, de hasta 2 metros de largo y
estrechas, le dan el nombre a esta alga parda muy sabrosa y frecuente en litorales profundos y aguas
movidas. Tiene alto contenido en hierro.
DULSE. (Palmaria Palmata) de color rojo, crece en aguas superficiales, con fuerte consistencia y sabor,
y gran aporte de calcio, minerales y oligoelementos.
ARAME. (Eisena Arborea) alga pequeña que crece en aguas medias y precisa ser hervida después de la
recolección y antes del secado para que ablande. Tiene un sabor muy aceptable para los no iniciados y
se ha usado con eficacia en el tratamiento de la hipertensión y de trastornos ginecológicos.
ECOLOGÍA: Uno de los problemas nutricionales actualmente, es la ausencia de proteínas en la
alimentación de amplios sectores de la población mundial. Por lo cual, las vitaminas y proteínas de las
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algas, podrían constituir un complemento nutritivo de gran valor que puede contribuir a que la
humanidad llegue a asegurar a todos los seres el derecho a la vida.
Es importante señalar que en la explotación de las algas, como en la de todos los recursos renovables,
se debe estimar el potencial actual y futuro para así evitar el subaprovechamiento o la explotación
irracional. Los estudios para cuantificar los mantos son muy variados y van desde su observación a
través del buceo, hasta su evaluación usando el procesamiento digital de imágenes multiespectrales,
por medio de la fotografía aérea infrarroja, así como los estudios que aplican las imágenes de satélite.
Las comunidades y poblaciones macroalgales deben ser utilizadas bajo un serio control científicotécnico con el fin de evitar el deterioro o la destrucción del recurso natural renovable. Por este motivo
el objetivo fundamental del grupo de ficología del CADIC está abocado a conocer la biodiversidad de las
macroalgas y su abundancia, es decir qué especies y en que cantidad se encuentran los distintos
taxones en diferentes localidades de las costas fueguinas a fin de determinar las áreas factibles de
explotación y la utilización diversa del recurso. Además establecer el tiempo de crecimiento y modo de
reproducción de cada especie, en que meses del año se encuentran los estados fértiles y su modo de
crecimiento, con el objetivo de precisar el correcto manejo del recurso, señalando en que momentos
del año se debe suspender la cosecha, por encontrarse las especies en crecimiento o en sus estados
fértiles. También estos conocimientos permiten manifestar el impacto ambiental que ejerce sobre
estas poblaciones macroalgales la ejecución de obras costeras, y como éstas deben realizarse para
evitar la destrucción de los ecosistemas marinos.
La investigación:
El 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 bio-carburantes 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 bio-carburantes. 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.
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Recursos humanos
Plan de Recursos Humanos
Organización Funcional
La organización funcional tratará de estructurar de la forma más adecuada los recursos humanos e
integrar éstos con los recursos materiales y financieros con el fin de aplicar eficazmente las estrategias
elaboradas y los medios disponibles, y conseguir los objetivos propuestos.
Entre estos objetivos, podemos destacar los siguientes:
Dirección, cultivo, desarrollo de viveros, mecanización, control de calidad , de stock y abastecimiento.
Depto. De ventas, administración y logística de control.
Plan de Contratación
El plan de contratación contempla la creación de 6 puestos de trabajo (iniciales) , entre los que esta
decidido que 2 de ellos sean femeninos, 1 puesto de éstos para incapacitado y 2 técnicos , además del
de dirección de planta .
Estos serán de tipo tiempo completo y temporales que luego serían indefinidos según nuestro cálculo .
(a los 6 meses aproximadamente)
El empresario debe reflexionar sobre los siguientes conceptos:
El salario se ajustará a los convenios en vigor para el tipo de actividad.
La jornada de trabajo será según el convenio del sector.
Política salarial
Estableceremos los salarios para cada categoría de trabajadores, para ello tendremos en cuenta el
mercado de trabajo, el grado de cualificación y la experiencia de cada trabajador, los convenios
colectivos, los costes, etc.. Asimismo debe establecer una previsión anual del incremento salarial en
términos porcentuales y los regímenes de Seguridad Social para cada categoría de trabajador.
Referente al plan de externalizaciones solo pensamos en que la gestión administrativa, confección de
nóminas, teneduría de libros y otros, pueda ser llevado por una gestora para no descuidar ningún
detalle legal sobre los mismos.
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Localización: Ubicación
La planta estaría ubicada en Asturias, en un predio de 15000 mts2, cerca de fuentes de CO2 .
Esta muy bien ubicado en una zona con mucho CO2 en el aire y muy soleada. Cuenta con muy buenos
accesos, junto a una carretera nacional importante y cerca del centro urbano.
El mantenimiento se hace mas fácil debido al terreno semillano .
En el mismo estaría el vivero, la planta de foto-bioreactor, el almacenaje y las piletas de cultivo de
cepas, almacenes de secado y deposito.
Solamente la oficina comercial estaría en el centro de la ciudad de Langreo, cuyo predio estaría
alquilado por 3 años con opción a compra.
Otras financiaciones que buscaremos en su momento :
Arrendamiento financiero: Arrendamiento de bienes muebles e inmuebles. Ofreceremos la ventaja
de poder disponer de un bien sin desembolsar la totalidad de la inversión.
Leasing: Arrendamiento financiero, a medio o largo plazo, de bienes de equipo o inmuebles
destinados a finalidades empresariales o profesionales. Al final del contrato, se puede adquirir el bien
por un valor residual
Renting: La compañía de renting alquila el bien al arrendatario y le garantiza el uso y disfrute del
mismo.
Garantía Recíproca: Las Sociedades de Garantía Recíproca avalan a las empresas con objeto de
facilitarles el acceso al crédito.
TODO EL DETALLE DE INVERSION Y RESULTADOS SE ADJUNTA EN EXCEL Estructura Legal de la Empresa
Elección de la Forma Jurídica de la Empresa
Para tomar una decisión al respecto es necesario, en primer lugar, conocer los distintos tipos de forma
jurídica que la ley recoge, sus requisitos, ventajas e inconvenientes. Además valoraremos otros
factores.
Trámites para la Constitución de la Empresa y/o Puesta en marcha de la empresa
Decididiremos la forma jurídica a adoptar, explicaremos qué trámites serán necesarios realizar para
la constitución de la sociedad y/o puesta en marcha de la empresa. Para una mejor comprensión de
todos ellos suele distinguirse entre trámites de constitución, es decir, aquellos que dan como resultado
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el nacimiento de la empresa como entidad, y trámites de puesta en marcha, que normalmente son
comunes a todas las formas jurídicas. Existen además trámites específicos por razón de actividad.
Datos de Identificación de la Empresa
Concluidos los trámites descritos anteriormente, en caso de sociedad, identificaremos ésta con sus
datos básicos. Los datos de identificación de la Empresa serían los siguientes:
Razón social : BIOD2 (SL)
CIF :
Forma Jurídica: Sociedad Anónima, Sociedad Limitada, Empresario Individual, Cooperativa, Otras (sin
especificar)
Domicilio social
Capital social
% desembolsado
Ampliación prevista
Fecha de ampliación
Relación de socios: Nombre y apellidos o razón social, DNI o NIF y porcentaje
Objeto social
Organos de administración y gestión
Calendario de ejecución
La creación y puesta en marcha de la empresa requiere finalmente realizar una serie de trámites
administrativos y ejecutar las acciones de inversión y gastos que permitirán el ejercicio de la actividad
empresarial.
Inversiones y gastos: HITOS
Paralelamente a los trámites administrativos, tenemos que realizar las inversiones y gastos
necesarios para la puesta en marcha de la empresa. Se establecen unos hitos fundamentales,
distinguiendo entre terrenos, edificaciones e instalaciones por un lado, y bienes de equipo y otras
inversiones del inmovilizado inmaterial por otro.
Terrenos, locales o edificaciones e instalaciones
Compra de terrenos
Compra o alquiler de locales
Inicio de las edificaciones e instalaciones
Conclusión de los edificios e instalaciones
Bienes de equipo e inversiones inmateriales
Petición de los equipos - Recepción - Montaje - Conclusión
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Planificación del punto cero
Debemos planificar el punto cero en la puesta en marcha de la empresa a partir de los hitos
establecidos .
Resumen y valoración
Resumen
Aspectos más destacados del proyecto:
Actividad – Cultivo de algas para Biodiesel y otras variedades para consumo alimentario .
Ubicación – A DETERMINAR
Cifra de inversión - VER ANEXO EN EXEL
Empleo - 6 puestos directos ( 3 ind. + 2 fem. +1 disc.)
Rentabilidad interesante a mediano plazo y muy alta a largo plazo.
Calendario de ejecución – inmediata y sujeta a la concesión de las ayudas e inversiones.
Valoración
Factores que pueden incidir en la valoración social del proyecto:
creación de empleo, utilización de recursos naturales o factores productivos de la zona, incremento de
productividad, tecnología, carácter dinamizador para la zona, zona prioritaria, alta captación de CO2,
energía renovable y de rápida reproducción, etc.
TRAMITES: Resumen por orden cronológico
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FOTOGRAFIAS DE APOYO AL PRESENTE (COMO REFERENCIAS)
Plano en 3d de una gran planta de Bio-algas de 10 hectareas :
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DIFUSORES DE CO2
"CULTIVO DE ALGAS EN LABORATORIO"
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"COSECHA DE ALGAS OBTENIENDO 1,5GRS. POR LITRO "
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ANEXO 1: CONVERSION A BIODIESEL :
PROCESO DE ELABORACION DE BIODIESEL -
BIOD2
Biodiésel de Algas.
Proceso de producción de biodiésel utilizando algas.


¿Que es un biocarburante o 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 características del biodiésel
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
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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 BIOD2
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 52.000 km2, se
pueden obtener 95 millones de barriles 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:

Algunas características y ventajas del biodiesel BIOD2 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.
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La producción de biodiésel de algas tiene las características de reducir las emisiones de CO2 y
compuestos nitrogenados de la atmósfera.
Promotor: Alberto Luzardo Castro – BIOD2
C/Raigosu 24– (33930) Langreo
Asturias-Spain
+34 660735324 - +34 984181443
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