Encontrar las algas perfectas para la energía renovable

Encontrar las mejores algas
Encontrar las mejores algas

Una docena de cilindros de vidrio que contienen una potencial carga útil de brillantes algas verdes están expuestos a cientos de luces multicolores, que proporcionan todos los tonos naturales de la luz solar. Los diminutos LEDs iluminan y oscurecen para imitar las condiciones de “cambio constante” del aire libre. Para simular más una nube virtual que pasa por encima, los enfriadores entran y refrescan un poco las algas.

Un nuevo proyecto colaborativo de aproximadamente 6 millones de dólares está utilizando este sistema único de laboratorio que simula el clima como parte de un nuevo proceso racionalizado para separar rápidamente montones de algas en solo unas pocas que son las más prometedoras para los combustibles renovables.

Descubrir las especies de algas que son las más adecuadas para hacer biocombustible no es una tarea pequeña. Los investigadores han intentado evaluar las algas en los tubos de ensayo, pero a menudo encuentran que los resultados de laboratorio no siempre reflejan lo que sucede cuando el goo verde se cultiva en los estanques al aire libre.

El proyecto DISCOVR de algas, abreviado deDesarrollo de Proyección Integrada, Investigación para  Optimización y Validación de Cultivares, está probando un nuevo enfoque que podría reducir el costo y el tiempo necesario para mover cepas de algas prometedoras desde el laboratorio hasta la producción. Al final del proyecto piloto de tres años, los científicos esperan identificar cuatro cepas prometedoras de al menos 30 candidatos iniciales.

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“El biocombustible de algas es una tecnología prometedora de energía limpia, pero los métodos actuales de producción son costosos y limitan su uso”, dijo el investigador principal del proyecto, Michael Huesemann, del Laboratorio Nacional del Pacífico Noroeste del Departamento de Energía. “El precio del biocombustible está en gran medida ligado a las tasas de crecimiento, y nuestro método podría ayudar a los desarrolladores a encontrar las cepas de algas más productivas de manera más rápida y eficiente”.

El proyecto comenzó este otoño y es liderado por PNNL, de su Laboratorio de Ciencias Marinas en Sequim, Washington. El equipo del proyecto incluye otros tres laboratorios del DOE: el Laboratorio Nacional de Los Alamos, el Laboratorio Nacional de Energía Renovable y los Laboratorios Nacionales de Sandia, así como el Centro de Algas e Innovación de la Universidad Estatal de Arizona.

El Paso a Paso

Los primeros trabajos del proyecto se basa en estanques simuladores de mini-fotobiorreactores ambientales de algas marinas del laboratorio del PNNL, también conocido como LEAPS. El sistema imita los cambios frecuentes de temperatura del agua y condiciones de iluminación que se producen en los estanques al aire libre en cualquier lugar en la tierra. El sistema consiste en fotobiorreactores de columna de vidrio que actúan como pequeños estanques y se colocan en filas para permitir a los científicos hacer crecer simultáneamente múltiples tipos de diferentes algas. Cada hilera de mini-fotobiorreactores LEAPS está expuesta a regímenes únicos de temperatura e iluminación gracias a calentadores, enfriadores e intercambiadores de calor, así como a luces de colores que simulan el espectro de la luz solar – cada una de las cuales se pueden cambiar cada segundo.

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La primera fase del proceso de selección multietapas del equipo utiliza fotobiorreactores de PNNL para cultivar las 30 cepas bajo consideración y evaluar sus tasas de crecimiento. Las cepas de algas con crecimiento adecuado se estudiarán adicionalmente para medir su contenido de aceite, proteínas y carbohidratos, todo lo cual podría utilizarse para producir biocombustibles. Las algas también se pondrán a prueba para co-productos valiosos como el colorante alimentario ficocianina, lo que podría hacer la producción de biocombustibles de algas más rentable. La primera fase también implicará evaluar la resistencia de las cepas a las bacterias dañinas y los depredadores que pueden matar las algas.

A continuación, el equipo buscará cepas que producen un 20 por ciento más de biomasa, o materia orgánica utilizada para producir biocombustible, dos cepas de algas bien estudiadas. Las cepas de alto rendimiento se clasificarán para encontrar las células individuales más adecuadas para la producción de biocombustibles, como las que contienen más petróleo. Esas cepas también estarán expuestas a diversas tensiones para fomentar una rápida evolución, por lo que pueden, por ejemplo, sobrevivir en las temperaturas más altas en la experiencia de estanques al aire libre en el verano.

Después de pasar esas pruebas, las cepas restantes se cultivarán en grandes estanques al aire libre en Arizona. Los investigadores examinarán cómo el crecimiento de algas en los estanques al aire libre se compara con la producción de biomasa de algas predicho en pasos anteriores. La biomasa también se cosechará de algas cultivadas al aire libre para futuros estudios.

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Los datos y las cepas se harán públicos con la esperanza de que las empresas de algas y otros investigadores consideren el cultivo de las cepas más productivas identificadas por el proyecto.

El potencial de trabajo futuro no incluido en el proyecto actual podría incluir la conversión de algas cosechadas en biocombustibles, el examen de cambios operacionales como la rotación de cultivos para aumentar aún más el crecimiento de la biomasa y la evaluación de la viabilidad técnica y los costos económicos del biocombustible de algas seleccionadas a través de este proceso.

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Acerca de Mauricio Robales 79 Articles
Co-fundador de Red Estrategia. Desarrollador en ClicAds.

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