C APTURA DE CO 2 EN ALGAS : GENERACIÓN DE BIOMASA COMO HERRAMIENTA DE MITIGACIÓN DE EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO ALBERTO MARIO CASTRO PEREIRA Biotecnología Programa de Química Universidad del Atlántico

C ONTENIDO 1. Planteamiento del Problema 2. Justificación 3. Marco teórico 3.1 Definición de algas y microalgas 3.2 Fotosíntesis y ciclo de 4. Objetivos 5. Crecimiento algal y productividad 6. Métodos de cultivo 7. Secuestración oceánica de CO2 8. Cosecha y Procesamiento de microalgas 9. Consideraciones legales y políticas Conclusiones

P LANTEAMIENTO DEL P ROBLEMA Según el reporte en 2006 del panel energético de la sociedad real de Nueva Zelanda, la gasolina debería reemplazarse por biocombustibles a 2020

Reducción emisión CO 2 per capita por transporte a 2040 Reducción emisión CO 2 respecto a 1990 a 2050

J USTIFICACIÓN Distribución de nutrientes. Flujo Producción continua Sin estructuras no fotosintéticas de apoyo Rapidez de investigación

J USTIFICACIÓN Escalamiento Sinergias con otras industrias

J USTIFICACIÓN

D EFINICIÓN DE ALGAS Y MICROALGAS A) Algas marinas; B) diatomos; C) algas verdes (chlorophyceae); D) dinoflagelados A) C) B) D)

F OTOSÍNTESIS Y CICLO DE CALVIN

O BJETIVOS Discutir el progreso en las tecnologías de cultivo de microalgas con énfasis en sus aplicaciones para reciclaje de carbono en la generación de biomasa útil. Discutir la viabilidad de incentivar un incremento en al secuestración oceánica de dióxido de carbono en la zona económica exclusiva de Nueva Zelanda por medio del uso de microalgas. Analizar en el ambiente de la estrategia energética de Nueva Zelanda que papel podrían jugar el reciclaje y captura de CO2 por microalgas y la investigación necesaria para impulsar dichas tecnologías.

C RECIMIENTO ALGAL Y PRODUCTIVIDAD pico 300 t ha -1 yr t ha -1 yr -1 Integración calórica 365 t ha -1 yr t ha -1 yr -1

C RECIMIENTO ALGAL Y PRODUCTIVIDAD Especie% lípidos en peso seco Botyococus braunii 80 Chlorella protothecoides 57,9 Nannochloris sp Pleurochrysis cartene Chlorella pyrenoidosa 46,7 Scenedesmus dimorphus Prymnesium parvum Dunaliella tertiolecta 35,6 Hormidium sp 38 Chlorella vulgaris Tetraselmis suecia 20 Euglena gracilis 14-20

C RECIMIENTO ALGAL Y PRODUCTIVIDAD

Especie% lípidos en peso seco Botyococus braunii 80 Chlorella protothecoides 57,9 Nannochloris sp Pleurochrysis cartene Chlorella pyrenoidosa 46,7 Scenedesmus dimorphus Prymnesium parvum Dunaliella tertiolecta 35,6 Hormidium sp 38 Chlorella vulgaris Tetraselmis suecia 20 Euglena gracilis Eficiencia fotosintética: 18% % lípidos en peso seco: 80% US$13 Chlorella: Eficiencia: 20% 40% lípidos peso seco Lagunas abiertas Precio actual: aprox US$40

M ÉTODOS DE CULTIVO

S ECUESTRACIÓN OCEÁNICA DE CO 2 4 M Km 2 EEZ+1,7 M Km 2 extensión. Fosilización de algas. Bombas oceánicas Fertilización marina

S ECUESTRACIÓN OCEÁNICA DE CO 2 Escala de tiempo? Ecosistema del fondo marino? Zonas muertas? Producción de metano?

C OSECHA Y PROCESAMIENTO DE MICROALGAS Separación de biomasa: Filtración Floculación y flotación con aire disuelto Centrifugación Extracción de lípidos de la biomasa (algas) Prensa-Extracción con hexano- destilación: 95% Choque osmótico Extracción ultrasónica

C OSECHA Y PROCESAMIENTO DE MICROALGAS De Biomasa a Biodiesel: Transesterificación de triacilglicéridos a diesel. Glicerol como subproducto Fermentación para generar bioetanol Extracción no letal. Posible aplicación oceánica.

C ONSIDERACIONES LEGALES Y POLÍTICAS Política biotecnológica transparente, abierta l público, enforcejable y robusta científicamente. Resource Management Act (RMA) Hazardous Substances and New Organism (HSNO) Environmental Risk Management Authority (ERMA). El organismo es nuevo (con restricciones, GMO o mutágeno o no existía en NZ antes de 29/07/98)? Tiene componentes que pondrían en peligro el medio ambiente o son tóxicos?

C ONCLUSIONES La promoción de la captura de CO2 por microalgas en medio oceánico aún cuenta con demasiadas incertidumbres ecológicas como para impulsar su desarrollo. Mas investigación básica es necesaria. Investigación en el área de ingeniería es necesaria tales como: diseño de bioreactores cada vez más productivos y fácilmente escalables, procesos que generen menores requerimientos de eliminación de agua en pasos de separación, integración energética, simbiosis entre industrias y rediseño general de plantas para reutilización de corrientes de material existente.

B IBLIOGRAFÍA