Potencial del uso de microalgas para secuestrar CO2 y procesarlo en bioproductos
Los científicos pueden estar a punto de dar un gran paso hacia el objetivo de cero emisiones netas de carbono, gracias a la investigación sobre algas de la Universidad de Houston (UH). Su oculto potencial se está revelando en los principales estudios de algas en el laboratorio de productos microbianos, ubicado en la UH en Sugar Land.
Venkatesh Balan, profesor asociado de tecnología de ingeniería en la División de Tecnología de la Facultad de Ingeniería Cullen de la UH y autor principal del artículo, está explorando sorprendentes rasgos entre pequeños organismos fototrópicos (sensibles a la luz) de agua dulce y salada conocidos como microalgas.
Las microalgas pueden secuestrar dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera. Pero es su capacidad, a través de una serie de procesos, para convertir el CO2 capturado en proteínas, lípidos y carbohidratos producidos en masa lo que más interesa a Balan y su equipo de investigadores.
"Este proceso verde va más allá de las cuestiones climáticas. Por ejemplo, puede incluso transformar la forma en que producimos nuestros alimentos", afirma Balan, que estudia las algas desde hace siete años. Su investigación evalúa el potencial del uso de microalgas para tratar aguas residuales y utilizar biomasa de algas para producir alimentos, fertilizantes, combustibles y productos químicos.
Las algas cultivadas en tratamientos de agua dulce, como la espirulina, se utilizan en suplementos para la salud y cosméticos. En el futuro, las microalgas podrían utilizarse como materia prima sostenible para producir biocombustibles y bioquímicos que podrían reducir la dependencia de los combustibles fósiles.
Sin embargo, el superpoder más inmediato de las microalgas es su potencial para desempeñar un papel clave en la respuesta al calentamiento global.
Imagen derecha: Venkatesh Balan sostiene un matraz de cianobacterias. Su color verde brillante es señal de su capacidad para convertir la luz solar en energía. Pero lo más intrigante para Balan y su equipo de investigadores es el poder sin explotar de las cianobacterias para capturar dióxido de carbono de la atmósfera.
"Estamos experimentando un cambio climático. El calor de 100 grados de este verano que duró tres meses aquí en Texas, y en varias otras partes del mundo, nunca se había visto antes. Ése es un testimonio del cambio climático. Nadie puede negarlo", afirmó Balan.
El efecto invernadero, en el que ciertos gases cubren la atmósfera de la Tierra, atrapando el calor más cerca del planeta, acelera el calentamiento. Los gases de efecto invernadero pueden comprender cualquier gas que absorba radiación infrarroja. En la atmósfera terrestre, el CO2 y el clorofluorocarbono son los principales factores.
"Hay mucho interés entre los legisladores y los formuladores de políticas, incluso entre las empresas que emiten gases de efecto invernadero, por encontrar alternativas, especialmente para los emitidos por la industria", dijo Balan.
Pero no se puede culpar a la industria por todos los problemas de contaminación que nos acechan, afirmó. "En tu mesa o en tu despensa ves productos alimenticios. Lo que es más difícil de visualizar son los gases de efecto invernadero emitidos por el huerto que produce la fruta, la fábrica que elabora el cereal para el desayuno, el transporte que trae las galletas a tu vecindario, e incluso tu propio viaje para comprar la comida. Suma, pero el problema es fácil de ignorar porque no podemos verlo. Sin embargo, todos los consumidores contribuimos, a nuestra manera, al efecto invernadero".
Imagen: Siguiendo el concepto de química verde, Balan y su equipo están desarrollando sistemas que utilizan microalgas para capturar el dióxido de carbono creado por procesos industriales modernos. Luego, los procesos termoquímicos y bioquímicos descomponen la biomasa de algas en proteínas, carbohidratos y lípidos intermedios que se procesan en combustibles y otras sustancias químicas, manteniendo un círculo de uso sostenible.
Entonces, si el CO2 y otras sustancias químicas están dañando nuestro clima, ¿Cómo lidiamos con el exceso de CO2 en nuestra atmósfera? Hasta ahora, la mayor parte del mundo científico ha discutido capturar y enterrar CO2, posiblemente bajo un océano u otra gran masa de agua, lo cual es una propuesta costosa y que consume mucha energía.
"Estamos ideando un enfoque alternativo: utilizar algas para fijar el CO2 y luego utilizar el carbono para fabricar bioproductos que sean útiles para la humanidad", afirmó Balan.
Balan y su asistente de investigación Masha Alian descubrieron recientemente que las algas pueden usarse como sustrato para producir hongos, otra herramienta útil para lograr una huella neta de carbono cero. La relación simbiótica entre algas y hongos se puede encontrar en los líquenes, que es un organismo compuesto: en parte algas y en parte hongos. Un sitio común en las zonas rurales de Texas y en otros lugares, el liquen es el alimento preferido de los ciervos y otros animales que lo mordisquean de los troncos de los árboles donde crece en la naturaleza.
En el laboratorio de Balan, los investigadores intentan imitar cómo crecen los líquenes en la naturaleza. "Las algas producen oxígeno y los hongos estabilizan el CO2 y producen oxígeno", explicó Balan. Como beneficio adicional, gran parte del lecho alimenticio compuesto de algas y hongos podría convertirse en productos alimenticios saludables.
El proyecto de investigación se detalla en un artículo de Green Chemistry titulado "Potential of Using Microalgae to Sequester CO2 and Processing to Bioproducts".
