Unas microalgas que limpian las aguas residuales ofrecen una forma verde de fabricar pigmento azul
La Unión Europea cuenta con unos 3,2 millones de kilómetros de tuberías de alcantarillado; suficientes para llegar a la Luna y volver 4 veces. La mayoría de estas tuberías terminan en una planta de tratamiento, donde las aguas residuales se convierten en salubres antes de devolverlas al medio ambiente. Las microalgas pueden desempeñar un papel fundamental en este proceso, al eliminar los contaminantes nocivos de las aguas residuales antes de ser recolectadas para su uso como combustible o fertilizante o procesadas para extraer compuestos valiosos. «La espirulina puede procesar y eliminar una amplia gama de nutrientes y contaminantes de las aguas residuales, como nitratos, fosfatos e incluso metales pesados —explica el coordinador del proyecto, Stijn Van Hulle, del Laboratorio de Tratamiento de Aguas Industriales y Ecotecnología de la Universidad de Gante—. Lo hace al tiempo que produce productos de alto valor, como la ficocianina, un pigmento azul». Sin embargo, la recolección y el secado de la biomasa microalgal son caros, lo que limita su práctica. El objetivo del proyecto WWTBP-by-Microalgae, emprendido con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie (MSCA, por sus siglas en inglés), era valorizar el proceso y desarrollar mejores técnicas de recolección.
Métodos de recolección innovadores
Bahram Barati, beneficiario de una beca MSCA, se centró en optimizar las condiciones de crecimiento de las microalgas y, al mismo tiempo, mejorar su capacidad de absorción de contaminantes y de producción de ficocianina. Para resolver los problemas técnicos relacionados con la recolección de las microalgas, introdujo un proceso de tratamiento en dos fases. «La recolección es un proceso con un alto nivel de demanda energética y uno de los principales retos que hay que superar si queremos conseguir un sistema de cultivo que sea eficiente desde el punto de vista energético y respetuoso con el medio ambiente», afirma. En colaboración con Van Hulle, ideó un nuevo proceso de encapsulación para «Synechococcus», una bacteria fotosintética muy extendida en el medio marino. La pareja también ideó un innovador método de bajo consumo energético para cosechar espirulina basado en la filtración por electrocoagulación. Esto facilita considerablemente el proceso de recolección, al hacerlo más eficiente y con menor consumo de energía en comparación con los métodos tradicionales.
Luz roja, tecnología verde
El camino no está exento de desafíos. Los fríos inviernos europeos pueden afectar de forma negativa al crecimiento de determinadas cepas de microalgas, por lo que el equipo del proyecto está probando otras cepas para comprobar su eficacia a bajas temperaturas. Otras posibles limitaciones tienen que ver con la escalabilidad y factores como el coste, la percepción pública y la normativa sobre el uso de productos de microalgas procedentes del tratamiento de aguas residuales en sectores como el farmacéutico, el cosmético, el alimentario y el de los complementos nutricionales. No obstante, Barati hace hincapié en las aplicaciones reales para sectores como el cervecero y el alimentario. «En estos sectores, nuestro proceso podría capturar CO2, tratar el agua y devolver productos de alto valor». Hasta ahora, en el proyecto se han obtenido resultados prometedores, sobre todo en la optimización del crecimiento de la espirulina. «Nuestros resultados indican que la luz roja produce mayor biomasa y una productividad de pigmentos más alta», señala Barati. Además, en el proyecto se demuestra la eficacia en el tratamiento de las aguas residuales de las fábricas de cerveza. De cara al futuro, el equipo pretende centrarse en el desarrollo de un sistema sensorial avanzado que optimice la concentración de CO2 durante el proceso, lo que a su vez maximizaría la productividad de la biomasa. También están probando métodos de conversión termoquímica como la carbonización hidrotérmica y la licuefacción hidrotérmica para facilitar la transformación del digestato en productos de alto valor como el biocarbón y el bioaceite. El equipo del proyecto WWTBP-by-Microalgae, que está previsto que finalice en septiembre de 2024, explorará opciones para introducir su proceso y producto en el mercado. «Queremos desarrollar un plan de negocio minucioso y bien pensado —añade Barati—. Esto incluye realizar estudios de mercado, obtener protección jurídica, garantizar el cumplimiento de la normativa, desarrollar un modelo de negocio, conseguir financiación y elaborar un plan de mercadotecnia».
Palabras clave
WWTBP-by-Microalgae, microalgas, tratamiento de aguas residuales, ficocianina, espirulina
