Oro verde: La revolución del siglo XXI

Dr. María Huete-Ortega

En tiempos de los griegos se consideraba al olivo como un símbolo de serenidad, fertilidad y paz y fue la raíz sobre la que se desarrolló la milenaria cultura griega y gran parte de la mediterránea. De él se obtiene el aceite de oliva, llamado “oro líquido” por Homero, que se usaba no sólo  como alimento, sino también como fuente de luz, como medicina y para la limpieza y la creación de perfumes y productos de cosmética.

Si hace 3000 años fue el “oro líquido” lo que propició el desarrollo de la cultura mediterránea, en la actualidad son los productos derivados de las microalgas, el “oro verde”, los que, poco a poco, están cambiando lo que comemos nosotros y nuestros animales, la procedencia de los tintes de nuestras ropas, los medicamentos que consumimos, las cremas y productos cosméticos que usamos y la energía que quemamos para mover nuestros vehículos y volar de una ciudad a otra. Y, ¿de dónde se obtiene ese oro verde? La respuesta es de las algas. Éstas se podrían considerar como las plantas de los ambientes acuáticos, ya que, al igual que las terrestres, como por ejemplo los árboles, necesitan de la luz del sol y del CO2 que hay en la atmósfera para generar la materia orgánica que les permite crecer mediante un proceso metabólico llamado fotosíntesis (Figura 1). En función de su tamaño se distinguen dos tipos de algas: las macroalgas, aquellas que se ven a simple vista (como por ejemplo las algas que se depositan en la orilla del mar después de una tormenta), y las microalgas, que son tan pequeñas que se necesita de un microscopio para poder verlas. En concreto será de éstas últimas de las que hablaré aquí.

Figura 1. Izq, fotografía de un fotobioreactor tubular de cristal; dcha, Imagen de microalgas de la especia Pavlova sp.

Las microalgas, además de por su tamaño microscópico, se caracterizan también por ser, en su mayoría organismos unicelulares, por vivir tanto en agua dulce como salada y por jugar un importantísimo papel en el planeta, siendo responsables del 50% del oxígeno total que respiramos. Podéis leer más sobre este tema en esta entrada del blog, donde se menciona a estos diminutos organismos con el nombre de “fitoplancton”. Además, las microalgas están constituidas por una gran diversidad de especies gracias a lo cual presentan gran variedad de propiedades metabólicas que les permiten adaptarse al siempre cambiante medio en el que viven. Es precisamente esta diversidad metabólica lo que la industria biotecnológica está explotando en la actualidad y en la que he centrado mi investigación postdoctoral en la Universidad de Sheffield durante los últimos 3 años como parte del proyecto financiado por BBSRC “Producción sostenible de bioenergía  a partir de las microalgas”. Así, por ejemplo, bajo las condiciones de cultivo adecuadas, se pueden obtener de las microalgas suplementos alimenticios como el β-caroteno o el ácido Omega-3, anti-oxidantes como Astaxantina, fuentes de proteínas, o aceites susceptibles de ser explotados en la industria alimentaria o como fuente de energía (Figura 2).

Figura 2. Productos procedentes de microalgas.

En este último campo de aplicación, las microalgas son consideradas como la fuente de los biocombustibles (combustibles que se obtienen de materia orgánica o biomasa) de tercera generación, superando a aquellos obtenidos a partir de las plantas terrestres (biocombustibles de primera y segunda generación)  por diversas razones: las microalgas crecen más rápido que las plantas, producen más biomasa y ácidos grasos que serán usados en la generación de biocombustible y requieren menos superficie de cultivo. Además, las microalgas no compiten por los recursos alimenticios y el agua potable como ocurre con los biocombustibles obtenidos a partir de plantas (como por ejemplo el maíz), y se pueden usar los gases enriquecidos en CO2 procedentes de otros procesos industriales y las aguas residuales como fuente del carbono y los nutrientes necesarios para su cultivo. Estas últimas propiedades son las que hacen a las microalgas especialmente atractivas y prometedoras para el desarrollo socio-económico sostenible (la bioeconomía) dado que, en teoría, para su cultivo solo se necesitaría la energía gratuita e inagotable proveniente del sol y un aporte de CO2 y nutrientes que sería reciclado de los productos de desecho de otros procesos industriales. Sin embargo, en la práctica el cultivo de las microalgas a nivel industrial para generar bioenergía no es todavía lo suficientemente eficiente como para ser rentable. Para solventar este problema, en la actualidad, investigadores y empresas de todo el mundo colaboran juntos en el desarrollo de lo que se ha denominado biorefinerías de microalgas: procesos industriales en los que la biomasa proveniente de las microalgas es convertida en materia prima que puede ser usada para la fabricación de un amplio rango de productos usados como fuente de alimento, biocombustible, materiales, fármacos o para aplicaciones químicas (Figura 3). De esta forma, el coste asociado al cultivo de las microalgas se reduce porque se obtienen múltiples beneficios a partir del mismo producto. En los últimos años la Unión Europea ha financiado diversos proyectos de investigación centrados en el desarrollo de biorefinerías de microalgas y granjas de microalgas a escala piloto. Si queréis saber más sobre el tema os recomiendo que consultéis los siguientes links, Algaeparc, Vimeo, TED talk, ¡es fascinante todo el avance que se ha hecho en los últimos años!

 

Figura 3. Esquema de una biorefinería de microalgas (Fuente: Venkata Mohan et al. 2016 Bioresource Technology 215: 2-12)

Por último, pero no menos importante, la ventaja del cultivo de microalgas a nivel industrial también radica en sus consecuencias beneficiosas para el Cambio Climático. Al igual que las plantas, cuando las microalgas hacen la fotosíntesis, capturan el CO2 de la atmósfera y liberan O2. Esto en la  práctica supone una reducción de los niveles de CO2 en la atmósfera ayudando a mitigar el Cambio Climático. Además, dado que su producción es sostenible, las emisiones de CO2 asociadas a ello son mínimas, y al quemarse el biocombustible que se obtiene de ellas se genera muchos menos gases tóxicos que si se quemaran otros biocombustibles. Así pues la energía resultante es mucho más limpia y beneficiosa para el Cambio Climático, con un reducido impacto ambiental.

Espero pues, que este post os haya abierto los ojos a la revolución que el “oro verde”, las microalgas, está suponiendo para el desarrollo económico de nuestra sociedad. Os invito a salir a la calle y buscar en los supermercados, en las farmacias, en las perfumerías y en los restaurantes  aquellos productos que provengan de las microalgas para probarlos. ¡Vais a quedar sorprendidos!

Por Dr María Huete-Ortega. Investigadora postdoctoral, Departamento de Ingenieria Química y Biologógica. Universidad de Sheffield, SRUK Delegación de Yorkshire.

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