Diminutas, verdes y multitareas: así son las microalgas que depuran aguas residuales y fabrican biomasa ‘a la carta’

Resultan invisibles a simple vista, aunque su trabajo en un reactor se observa claramente. Sólo se necesita tomar una muestra y analizarla en el laboratorio: las microalgas son organismos muy pequeños que transforman residuos en nutrientes. Si fueran un videojuego, serían algo así como la media luna amarilla de Pac Man, el famoso comecocos Arcade que persigue y se traga a los fantasmas de colores que alcanza, y que tras su ingesta, va ganando velocidad. 

En el caso de las microalgas, ocurre algo similar. Las microalgas pueden vivir en cualquier ambiente acuático, hasta en agua residuales, casi siempre urbanas. En este caso, además de crecer y producir biomasa,  van depurando el agua en el que ‘viven’ y en esa tarea de limpieza van transformando la ‘basura’ en un recurso. En concreto, producen biomasa aprovechable.

Estación de depuración de aguas residuales.

Desde fertilizantes, piensos… y hasta biocombustibles. Así son las microalgas, multitareas y un modelo vivo de economía circular que en su caso reutiliza un residuo, es decir, convierte lo que ya no sirve en otro compuesto de valor. Sumado a todo ello, un equipo de investigación de la Universidad de Almería y CIESOL ha comprobado que la composición de la biomasa producida por las microalgas varía no sólo por lo que comen… sino también por dónde están mientras se produce la fase de ingesta y posterior transformación. 

En concreto, los expertos han verificado que, modificando ciertos parámetros durante el proceso de depuración de aguas residuales, pueden obtener biomasa con unas características específicas, una especie de materia prima ‘a la carta’ adaptada a distintos usos. “Ajustando factores como la profundidad a la que se desarrollan los cultivos dentro de los reactores o la tasa de dilución del agua, es posible influir directamente en la composición bioquímica de estas microalgas”, explica a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Almería Tomás Lafarga, autor principal del estudio. 

Tomás Lafarga, uno de los autores del estudio.

Según las condiciones aplicadas, estos microorganismos pueden producir una biomasa especialmente rica en proteínas o con elevados contenidos lipídicos. Así, lo que antes eran contaminantes del agua ahora puede generar recursos valiosos para la agricultura, la ganadería y el sector energético. “Cuando la biomasa contiene una elevada concentración de proteínas, puede emplearse como biofertilizante o como ingrediente para piensos destinados a la alimentación animal. Por el contrario, si las microalgas acumulan grandes cantidades de grasas, esa biomasa se convierte en una excelente candidata para la producción de biocombustibles”, detalla Lafarga.

Matemáticas y espectroscopía NIR 

En todo este proceso, las microalgas no están ni trabajan solas. Cuando las aguas residuales entran en los reactores, aparecen bacterias y otros microorganismos, convirtiendo estos depósitos de aguas residuales en una diversa comunidad microscópica. 

Para conocer cómo y dónde habitan y cómo influye en la biomasa que producen, los expertos han utilizado dos sistemas diferentes:

• modelos matemáticos, que les ayudan a predecir la composición que tienen las microalgas dentro del reactor y cómo se comportan según las condiciones de operación; 
• tecnología de espectroscopía NIR, que funciona como un escáner, es decir, analizando muestras de biomasa seca al momento para saber de qué está compuesta, incluyendo la cantidad de proteínas, minerales y otros compuestos.

Tras estos resultados, los investigadores se plantean una nueva meta: instalar sensores de infrarrojos directamente dentro de los reactores y monitorizar en tiempo real parámetros como la composición de la biomasa sin necesidad de tomar muestras.

Pruebas realizadas en el laboratorio.

Mientras tanto, estos organismos microscópicos siguen limpiando nuestras aguas residuales o demostrando que su minúsculo tamaño es inversamente proporcional a los resultados de su trabajo y que los residuos que encuentran y transforman pueden ser grandes oportunidades de futuro para muchos sectores productivos. 

Más información en #CienciaDirecta: Obtienen biomasa ‘a la carta’ procedente de microalgas que depuran aguas residuales