IDENTIFICACION DEL PROYECTO :

CULTIVO Y TRANSFORMACION DE ALGAS – ASTURIAS

· Resumen Ejecutivo.

· Descripción del Proyecto.

· Información Técnica.

o Descripción: Breve descripción técnica del proyecto y la tecnología.

o Proponente: Detalles del proponente o empresa proponente y apoyos académicos (si disponible).

o Innovación: Breve descripción de las aportaciones del desarrollo propuesto frente a tecnologías maduras.

o Desarrollo: Trabajo realizado hasta la fecha y estado de desarrollo.

o Programación e Hitos: Programación propuesta para el desarrollo del proyecto incluyendo los principales hitos.

o Riesgo de fracaso y factores de éxito (DAFO).

· Información Económica: Presupuesto estimado para el proyecto estructurado en las diferentes fases propuestas (simulaciones, ingeniería de detalle, desarrollo de prototipos,

pruebas, industrialización, …).

· Entorno de colaboración. Propuesta o posibles propuestas de colaboración entre Iberdrola (II FF PERSEO) y el proponente.

· Otros asuntos.

PRESENTACION DEL PROYECTO:

OPCION A)

- FOTOBIOREACTORES

En todos los tipos de reactores, las áreas más importantes de trabajo implican:

- Caracterización fluido-dinámica y de transferencia de materia - Cuantificación de los fenómenos de estrés a que se ven sometidas las células - Determinación de la disponibilidad de luz en el interior de los reactores - Control de las variables de operación (pH, temperatura, oxígeno) - Influencia de las variables anteriores en la productividad de los sistemas

El conocimiento de todos estos factores permite el diseño y operación de fotobiorreactores óptimos, así como su escalado a niveles de producción industriales.

Los fotobiorreactores tubulares horizontales consisten en un desgasificador vertical conectado a un lazo horizontal, sumergido en un baño termostatizado, a través de dos tubos provistos de diferentes válvulas para toma de muestras e inyección de CO2. Se dispone además de dos depósitos de 0,50 m3 de capacidad, así como bombas dosificadoras para trabajo en continuo y una bomba de caudal superior para adiciones rápidas de medio. Cada fotobiorreactor está provisto de una sonda de temperatura, así como electrodos de pH y oxígeno disuelto.

Posee además, una entrada de aire estéril en uno de los conductos verticales, para producir la circulación del cultivo, y una doble entrada de gases para inyección de CO2, estando todo el sistema controlado mediante una unidad de control. El sistema se encuentra orientado al sur para maximizar la captación de energía solar durante el día. En el desgasificador se encuentran los electrodos y sonda de temperatura, así como un rebosadero para trabajo en continuo, y conducciones de entrada de medio en continuo, entrada rápida de medio y salida de gases. Todas estas conexiones están aisladas del exterior para evitar posibles contaminaciones. El tanque de cosechado, por el que salen al exterior las corrientes gaseosas de cada reactor, se encuentra provisto de filtros de esterilización Millipore de 0,2 µm de diámetro de poro.

La circulación del cultivo se induce mediante burbujeo de aire en uno de los conductos verticales (conducto de ascenso). La mezcla entre el cultivo y el aire burbujeado produce una disminución de la densidad del fluido en dicho conducto, que por diferencia produce la circulación del cultivo. Por tanto, para modificar la velocidad de circulación se pueden modificar dos factores: la altura del desgasificador y el caudal de aire aportado al conducto ascendente. Durante la experimentación, ninguna de las dos variables se ha modificado por lo que la velocidad de circulación se ha mantenido constante e igual en ambos reactores, con un valor de 0,35 m·s-1.

Los reactores tipo columna de burbujeo con recirculación consisten esencialmente en un tanque de líquido dividido en dos zonas interconexionadas, de las cuales sólo una es burbujeada con un gas. La diferencia de gas retenido entre la zona gasificada y no gasificada origina una diferencia de densidad del fluido que produce la circulación en el reactor.

La parte de reactor en la que se inyecta el gas y se produce la impulsión del fluido se denomina conducto ascendente, mientras que la parte por la que desciende dicho fluido se denomina bajante, o conducto descendente

En teoría, las columnas de burbujeo con recirculación se pueden emplear para cualquier sistema gas-líquido. De esta forma, se ha establecido la técnica y el desarrollo económico para utilizar este tipo de unidades en numerosos procesos, siendo cada vez más frecuentes en fermentaciones aeróbicas, tratamiento de aguas residuales y otras operaciones similares. La simplicidad de su diseño y construcción, la mejor definición de los flujos (Merchuk, 1986) y los comparativamente bajos consumos de potencia para las velocidades de transporte alcanzadas, hacen de ellos unos reactores muy atractivos desde el punto de vista industrial (Chisti, 1989). Así, la producción continua de cerveza, vinagre, ácido cítrico y biomasa de levaduras, bacterias y hongos, se lleva a cabo en columnas de burbujeo con recirculación a diferentes capacidades de trabajo. En Rusia y Europa del Este se han empleado estos reactores para la obtención de proteínas mediante cultivo de levaduras (Blakerbrough y col., 1967) y en Inglaterra la compañía ICI ha trabajado con un fermentador tipo columna de burbujeo de 1500 m3 para el proceso PRUTEEN (Westlake, 1986).

Se estima que la utilización de estos reactores reduce en un 50% los consumos de potencia, lo cual repercute en una reducción de un 50% en los costos de la biomasa producida. La diferencia de productividad observada respecto a los reactores tanque agitado se atribuye al hecho de que en los últimos los coeficientes de transferencia de materia son mucho menores, además de que la agitación mecánica puede producir daños en las células debido a las fuerzas de corte que introducen.

En cuanto a la clasificación de estos reactores, se ha investigado una amplia variedad de ellos, los cuales a menudo se confunden en bibliografía. Básicamente se pueden distinguir dos tipos; (a) la columna de burbujeo con recirculación interna, que básicamente podría consistir en una columna de burbujeo en la que se coloca una entrada inferior de aire y unos paneles para separar las dos zonas de circulación, y (b) la columna de burbujeo con recirculación externa, donde las zonas de ascenso y descenso están separadas y se conectan horizontalmente por el extremo superior e inferior. Estos tipos básicos se pueden subdividir más atendiendo a los diseños particulares de cada uno.

El último aspecto en el que se está trabajando en el grupo es en la relación entre la frecuencia de exposición de las células a la luz y su productividad. Para ello se ha trabajado con una técnica muy usual en el campo de los catalizadores y la circulación de fluidos por sistemas complejos, como es el CARPT (Computer Assisted Radiactive Particle Tracking). La técnica consiste en insertar una partícula radioactiva en el sistema y registrar, mediante detectores adecuados situados en diversas posiciones, como es la trayectoria de estas partículas. La información obtenida se analiza y de ella se obtiene el campo de velocidades, de trayectorias, e incluso los tiempos de residencia en cada zona del reactor.

OPCION B : SISTEMAS ABIERTOS EN ESTANQUE

Granjas para Cultivo de Micro-Algas

Es posible obtener bio-aceite y biodiesel mediante el cultivo micro-algas en granjas. Se requieren micro-algas con alto contenido de aceite y de desarrollo rápido. Al contrario de los cultivos terrestres, las

microalgas no requieren suelos agrícolas, y su producción de biomasa por unidad de superficie, es hasta 100 veces mayor que la de cultivos agrícolas. El tamaño de las granjas para cultivo de micro-algas se mide por la superficie que ocupan los estanques. La profundidad de los estanques debe permitir el ingreso de luz solar.

Regiones:

En regiones templadas y cálidas, así como en desiertos y costas donde los suelos no son adecuados para producción de alimentos, pueden cultivarse micro-algas en estanques poco profundos para que la luz pueda penetrar. Así mismo, las micro-algas pueden cultivarse en foto-reactores que se mencionarán en este documento.

Estanques:

Los estanques se diseñan de tal manera que dentro ellos sea posible hacer circular agua y nutrientes constantemente, alrededor y conjuntamente con las micro-algas. De tal manera las microalgas se mantienen suspendidas en el agua y, con frecuencia regular, son traídas a la superficie. Es decir, el agua y los nutrientes para las microalgas son suministrados constantemente. El agua que contiene algas es recibida al otro lado del estanque. Es necesario un sistema de "cosecha" para separar el agua de las algas que contienen aceite natural.

Dióxido de Carbono: (CO2)

La habilidad de los cultivos de micro-algas para utilizar altos volúmenes de dióxido de carbono (CO2) es tan grande que, el desarrollo de esta tecnología fue motivado con la idea de mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero, haciendo pasar el CO2 proveniente de procesos industriales y de generación de energía eléctrica mediante cultivo de micro-algas.

De tal manera, se presenta posibilidad para que el cultivo de micro-algas se efectúe cerca de refinerías y plantas industriales que generan el CO2 que sirve como alimento a las microalgas.

Los estanques para cultivo de micro-algas pueden ser altamente eficientes en la utilización de CO2. Hasta 90% ó más del CO2 inyectado en los estanques puede ser utilizado eficientemente por las microalgas.

Las investigaciones sobre cultivos de micro-algas se ha centrado en:

• Selección de cultivos e ingeniería genética para incrementar la cantidad de lípidos en las microalgas.

• Manipulación genética del mecanismo por el cual las microalgas cambian de su estado normal crecimiento a la producción de lípidos, a fin de mantener mejor producción de ambos (crecimiento y producción de lípidos).

• Optimizar las características de los lípidos producidos por micro-algas para convertirlos en combustibles mediante hidro-procesos.

• Trabajar en conjunto con personal de refinerías de petróleo para mejorar el hidroproceso, a fin de convertir el aceite de micro-algas en diesel ó gas-avión.

Las granjas para cultivo de micro-algas pueden ser diseñadas y construidas para utilizar aguas residuales provenientes de municipalidades y sector agropecuario. De este modo podría propiciarse la expansión de estas granjas.

Es posible extraer nutrientes de las algas para producción de fertilizantes que contengan nitrógeno y fósforo. Al utilizar aguas residuales en el cultivo de micro-algas, se crea la cadena de reciclaje: Fertilizantes-Alimentos-Residuos-Fertilizantes.

Al utilizar agua de mar en los estanques se evita el costo de desalinización. Pero usar este tipo de agua puede conducir a problemas como acumulación de sales en los estanques.

Habrá que tomar en cuenta también la evaporación. Hay soluciones para estos problemas.

En regiones costeras, los estanques podrían colindar con los océanos para utilizar el agua mar.

BIOD2 proporciona una solución innovadora a instalaciones industriales que generan grandes cantidades de CO2 y que se encuentran sujetas al régimen del Plan Nacional de Asignaciones, mediante la absorción del CO2 producido con microalgas.

BIOD2 es una empresa que realiza su actividad en los sectores medioambiental y energético, ofreciendo una innovadora oportunidad de negocio con una alta rentabilidad, Proyecto BIOD2.

“ La búsqueda de medidas a través de nuevas tecnología que reduzcan la actual contaminación y garanticen un medio ambiente sano en el futuro, suponen el MOTOR DE ARRANQUE DE NUESTRO PLAN

DE NEGOCIO”.

El Proyecto BIOD2 , plantea el uso de una nueva tecnología que aplicada en las instalaciones de las empresas cliente, reduce sus emisiones de CO2 al tiempo que genera un producto derivado (biomasa) cuya transformación y elaboración se comercializa como materia prima para diferentes actividades, una de las más importantes la elaboración de biocombustible.

Dicha tecnología consiste en convertir, mediante la fotosíntesis, el CO2 en O2 a través de microorganismos, invirtiendo de esta manera el proceso del ciclo, una vez generado el CO2.

Esperamos poder estar situados geográficamente cerca de fuentes emisoras de CO2 , lo que favorecería mucho al desarrollo y multiplicación de la producción de algas, que estimamos para un predio de 10.000 m2 (una hectárea) unos 1900 kgs. diarios de algas .

Estamos seguros y convencidos que la misma será una gran fuente de energía renovable .

Evolución del proyecto:

En virtud del BOE nº 317 sec.1 Pag. 108419 , del dia 30 de diciembre de 2010 , sobre la Ley 40/2010 (20049) de almacenamiento geológico de dióxido de carbono y sus penalizaciones por

emisiones contaminantes:

Pretendemos producir biomasa de algas en foto-biorreactores para el suministro a plantas de biodiesel y .su posterior prensado (obtención de aceite de algas) y/o transformación en derivados (biodiesel, etanol, otros).

La escasez de empresas que den este servicio y la aparición de nuestra empresa como una de las pioneras en el mercado, especializada en la reducción de emisiones de CO2, supone una ventaja competitiva, al tiempo que crea una importante barrera de entrada para nuestros futuros competidores. Por lo tanto, se han identificado dos necesidades en el mercado materializables en oportunidades de negocio. Empleando una novedosa tecnología basada en algas unicelulares, se plantea un modelo de negocio capaz de responder a ambas necesidades:

Reducir emisiones de CO2,

Producir biomasa (aceite y harina proteica) para fabricación de biocombustibles entre otros productos derivados.

TIPOS DE ALGAS:

Arthrospira platensis - Dunaliella salina

Chlorella vulgaris - Haematococcus pluvialis

Botryococcus braunii - Isocrysis sp.

Nitzschia sp. - Chlorella vulgaris B

EXTRACCION SIN SECADO:

Valoración global del proyecto:

Cultivos de algas para la producción de Aceites BIOD2

Las algas son capaces de crecer en un amplio rango de condiciones por la que se las encuentra en cualquier zona del planeta: dentro de plantas acuáticas, sobre sustrato artificial como madera o botellas, en lagunas, ciénagas, pantanos, nieve, lagos de agua dulce o salina, sobre rocas, etc. Por lo que no es difícil encontrar zonas para cultivarlas.

En principio, al igual que las plantas, las algas necesitan de tres componentes básicos para su crecimiento: luz solar, CO2 y agua. Encontrar cepas de algas para hacerlas crecer no es difícil, pero es complicado encontrar cepas que permitan la producción de biodiésel debido a que este tipo de algas necesitan de un alto mantenimiento y por otro lado se contaminan fácilmente con otras especies.

Debido a que las algas necesitan de luz celular, CO2 y agua para crecer, pueden ser cultivadas en estanques y lagos. A estos tipos de cultivos se los llaman “sistemas abiertos”. El riesgo de este tipo de sistemas de cultivos es la alta probabilidad de ser contaminados por otros tipos de algas, ya que las algas que tienen el mayor componente en aceite no necesariamente son las que más rápido crecen, por lo que algunas cepas de algas contaminantes podrían invadir masivamente el cultivo. Por otro lado en este sistema se tienen poco control frente a condiciones ambientales tales como temperatura del agua, CO2, intensidad lumínica, por lo que el crecimiento del cultivo depende de las condiciones del medio y en general se produce en los meses más cálidos. En general, para el cultivo en sistemas abiertos se buscan cepas que puedan crecer bajo condiciones en las que otros organismos les resultaría difícil desarrollarse como Ph altos o bajos, T º especificas, requerimientos nutritivos específicos, etc. Es por esta razón que solo pocas especies fueron cultivadas con éxito en este tipo de sistemas. La ventaja que tienen los sistemas abiertos es que son muy baratos y fáciles de construir ya que básicamente lo que se hace es construir estanques o piletones en el suelo.

Un sistema alternativo para el crecimiento de algas es mediante invernaderos (Fig. 1), también en estanque. Aunque se reduce el área de cultivo se solucionan muchos problemas que poseen los sistemas abiertos: menor probabilidad de contaminación por especies no deseadas, pueden cultivarse un mayor numero de especies, el periodo de cultivo es mayor ya que hay control de la temperatura y puede incrementarse la cantidad de C02 en el ambiente, con lo que también aumentaría la tasa de crecimiento de las algas.

Los estanques poseen sistemas que permiten a las algas mantenerse en movimiento en el medio, de forma que todas reciban la misma cantidad de luz y nutrientes. Por otro lado se renueva continuamente la cantidad de C02 y nutrientes del medio.

Otro tipo de sistemas cerrados de cultivos son los Fotobiorreactores los que incorporan luz blanca y natural y donde las condiciones son mas controladas que en los sistemas abiertos. Son sistemas muy costosos pero que tienen un alto rendimiento en cuanto a la producción de aceite de algas.

Algunos tipos de fotobiorreactores son:

Tubos plásticos o de vidrio de forma triangular: Gases como C02 y O2 se hacen fluir desde la parte baja de la hipotenusa y algas con medio de cultivo se hacen fluir en el sentido opuesto.

Fotobiorreactores tubulares en forma horizontal: Son tubos de acrílico en el que se hace circular en forma horizontal medio de cultivo mas algas para que están no precipiten y todas reciban la misma cantidad de luz y nutrientes.

Columna vertical de burbujas: Se genera circulación del medio con algas en una columna vertical a través del flujo de gases como dióxido de carbono. Se ilumina a través de tubos de luz a lo largo del tubo, cuyo objetivo es disminuir el costo del cultivo de algas a gran escala y hacerlo mas simple.

Equipos de fermentación: Algunas compañías obtuvieron aceite de algas sin crecimiento fotosintético, sino alimentando a las algas con azucares que luego estas fermentaban. Una de estas compañías ese llama Solazyme, una empresa de biotecnología que esta desarrollando técnicas para producir combustible para autos y aviones a partir de algas.

Tipos de algas que se cultivan para producir biodiesel

Una de las especies de algas verdes mas utilizadas en el desarrollo de biodiésel es Botryococcus braunii. Esta especie produce alta cantidad de hidrocarburos como terpenos, que constituye alrededor del 30 al 40% de su peso seco. El botriococeno es el hidrocarburo predominante en Botryococcus braunii. Puede ser utilizado para la producción de octanos, querosén y diesel. Para la producción de biodiésel a partir de botriococeno, primero debe encontrarse una cepa adecuada de Botryococcus braunii que produzca un alto rendimiento del hidrocarburo. Al seleccionar este tipo de cepas, puede que se pierdan atributos como resistencia a enfermedades, desventajas competitivas, etc. Por esta razón se necesitan fotobiorreactores para el cultivo de este tipo de cepas

Hydrocarbon Oil Constituents of Botryococcus braunii

COMPOUND % MAX

Isobotryococcene 4 %

Botryococcene 9%

C34H58 11%

C36H62 34%

C36H62 (*) 4%

C37H64 20%

Other hydrocarbons 18%

(*) The two listed C36H62 entries are not typos; they are for two different isomers

En EEUU se puso en marcha un programa que duro desde 1978 a 1996, llamado the Aquatic Species Program (ver en referencias), cuyo objetivo fue investigar acerca de cuales serian las especies de algas mas apropiadas para la producción de biodiésel. Este programa llego a la conclusión de que no hay una cepa o una especie de alga que sea la mejor en términos de producción de aceite para biodiésel, pero si que las más prometedoras eras las diatomeas y en segundo lugar las algas verdes (ejemplo: Botryococcus).

Existen otras especies de algas que potencialmente pueden ser utilizadas en la producción de biodiésel por su alto contenido de aceites:

Scenedesmus dimorphus – Esta es una de las preferidas por el alto rendimiento de aceites para biodiésel, pero uno de los problemas es que produce gruesos sedimentos si al cultivo no se lo agita con frecuencia.

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-

Dunaliella tertiolecta – Esta cepa produce cerca de 37 % de aceites. Es una cepa que crece

rápido lo que significa que tiene una alta tasa de absorción de CO2.

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Bacilliarophyta (diatomea) – Es una de las favoritas del ASP. El problema es que necesita silicona en el agua, mientras que las Clorofita necesitan nitrógeno para crecer.

Chlorofita – Algas verdes tienden a producir almidón, en vez de lípidos. Tienen tasas de crecimiento muy altas a 30 ºC con alta intensidad de la luz agua de tipo en 55 mmho/cm.

Las algas están compuestas básicamente por proteínas, carbohidratos, ácidos nucleicos y ácidos grasos. Los ácidos grasos se encuentran en las membranas, en los productos de almacenamiento, metabolitos, etc. El porcentaje de ácidos grasos varía según la especie, aunque hay especies cuyos ácidos grasos representan 40% de su peso seco. Estos son los ácidos grasos que luego son convertidos en biodiésel. Para la producción de estos se buscan algas que contengan un alto contenido en lípido y que sean fácilmente cultivables.

Especie Proteína Carbohid Lípidos Ácidos Nucleicos

Scenedesmus obliquus 50-56 10-17 12-14 3-6 Scenedesmus quadricauda 47 – 1.9 -

Scenedesmus dimorphus 8-18 21-52 16-40 -

Chlamydomonas rheinhardii 48 17 21 - Chlorella vulgaris 51-58 12-17 14-22 4-5

Chlorella pyrenoidosa 57 26 2 - Spirogyra sp. 6-20 33-64 11-21 -

Dunaliella salina 57 32 6 - Euglena gracilis 39-61 14-18 14-20 -

Prymnesium parvum 28-45 25-33 22-38 1-2 Tetraselmis maculata 52 15 3 -

Desarrollo y Productividad:

El desarrollo de micro-algas por hectárea es hasta 100 veces mayor y más rápido que el de las plantas terrestres utilizadas para producción de aceite. Actualmente, el bajo costo de los recipientes de plástico hace posible la producción de micro-algas en sistemas cerrados, como por ejemplo reactores tubulares transparentes de plástico.

Se han reportado producciones de hasta 50 Gramos de Alga/Día/M2. Esto equivale a: 18.25 Kg. de Alga/Año/ M2. Y 182,500 Kg. De Alga /Año/ Hectárea. Esta producción depende por supuesto de diversos factores entre los que se encuentra la disponibilidad de luz solar.

La productividad en las granjas para cultivo de micro-algas se mide en términos de biomasa producida por día y unidad de superficie disponible. La superficie necesaria (hectáreas) estará en relación con la cantidad de bio-combustible que se desea producir. Es en ocasiones conveniente iniciar con proyectos piloto, a fin de tener oportunidad para expandir los cultivos y las experiencias. En este sentido, sería conveniente distribuir los cultivos y producción de micro-algas para minimizar los costos de transportación de la biomasa hacia refinerías.

Inversión y Costos:

SE ADJUNTA INTEGRAMENTE EN FORMATO EXEL

Las ventajas de los biocombustibles a base de algas incluyen:

1) Representan el ciclo del CO2, la mayoría de ellos tienen mejores emisiones, son biodegradables y contribuyen a la sostenibilidad; y bajo condiciones de stress y con mucho CO2 en su entorno, su producción se multiplica.

2) Son “amigables” al ambiente, no contaminan y captan grandes cantidades de CO2, pero su mayor ventaja es que se producen diariamente grandes cantidades. • Las algas tienden a producir una alta cantidad de ácidos grasos poliinsaturados, lo que disminuye la estabilidad del biodiésel. Pero los ácidos grasos poliinsaturados tienen puntos de fusión bajos por lo que en climas fríos es mucho más ventajoso que otros tipos de biocombustibles. • La producción de aceites a partir de algas es 200 veces mayor que en plantas. Por lo que también es mayor la producción de biodiésel • Posee un alto rendimiento y por lo tanto un bajo costo. • La producción de biodiésel de algas tiene las características de reducir las emisiones de CO2 y compuestos nitrogenados de la atmósfera.

Las algas son capaces de crecer en un amplio rango de condiciones por la que se las encuentra en cualquier zona del planeta: dentro de plantas acuáticas, sobre sustrato artificial como madera o botellas, en lagunas, ciénagas, pantanos, nieve, lagos de agua dulce o salina, sobre rocas, etc. Por lo que no es difícil encontrar zonas para cultivarlas. En principio, al igual que las plantas, las algas necesitan de tres componentes básicos para su crecimiento: luz solar, CO2 y agua. Encontrar cepas de algas para hacerlas crecer no es difícil, pero es complicado encontrar cepas que permitan la producción de biodiésel debido a que este tipo de algas necesitan de un alto mantenimiento y por otro lado se contaminan fácilmente con otras especies. Debido a que las algas necesitan de luz SOLAR celular , CO2 y agua para crecer, pueden ser cultivadas en estanques y lagos. A estos tipos de cultivos se los llaman "sistemas abiertos".

El riesgo de este tipo de sistemas de cultivos es la alta probabilidad de ser contaminados por otros tipos de algas, ya que las algas que tienen el mayor componente en aceite no necesariamente son las que más rápido crecen, por lo que algunas cepas de algas contaminantes podrían invadir masivamente el cultivo. Por otro lado en este sistema se tienen poco control frente a condiciones ambientales tales como temperatura del agua, CO2, intensidad lumínica, por lo que el crecimiento del cultivo depende de las condiciones del medio y en general se produce en los meses más cálidos. En general, para el cultivo en sistemas abiertos se buscan cepas que puedan crecer bajo condiciones en las que otros organismos les resultaría difícil desarrollarse como Ph altos o bajos, T º especificas, requerimientos nutritivos específicos, etc. Es por esta razón que solo pocas especies fueron cultivadas con éxito en este tipo de sistemas. La ventaja que tienen los sistemas abiertos es que son muy baratos y fáciles de construir ya que básicamente lo que se hace es construir estanques o piletones en el suelo. Un sistema alternativo para el crecimiento de algas es mediante invernaderos (*), también en estanque. Aunque se reduce el área de cultivo se solucionan muchos problemas que poseen los sistemas abiertos: menor probabilidad de contaminación por especies no deseadas, pueden cultivarse un mayor numero de especies, el periodo de cultivo es mayor ya que hay control de la temperatura y puede incrementarse la cantidad de C02 en el ambiente, con lo que también aumentaría la tasa de crecimiento de las algas. Los estanques poseen sistemas que permiten a las algas mantenerse en movimiento en el medio, de forma que todas reciban la misma cantidad de luz y nutrientes. Por otro lado se renueva continuamente la cantidad de C02 y nutrientes del medio. Otro tipo de sistemas cerrados de cultivos son los Fotobiorreactores los que incorporan luz blanca y natural y donde las condiciones son mas controladas que en los sistemas abiertos. Son sistemas muy costosos pero que tienen un alto rendimiento en cuanto a la producción de aceite de algas. Algunos tipos de fotobiorreactores son:

• Tubos plásticos o de vidrio de forma triangular (*): Gases como C02 y O2 se hacen fluir desde la parte baja de la hipotenusa y algas con medio de cultivo se hacen fluir en el sentido opuesto.

• Fotobiorreactores tubulares en forma horizontal (*): Son tubos de acrílico en el que se hace circular en forma horizontal medio de cultivo mas algas para que están no precipiten y todas reciban la misma cantidad de luz y nutrientes

Columna vertical de burbujas: Se genera circulación del medio con algas en una columna vertical a través del flujo de gases como dióxido de carbono. Se ilumina a través de tubos de luz a lo largo del tubo, cuyo objetivo es disminuir el costo del cultivo de algas a gran escala y hacerlo mas simple.

Equipos de fermentación: Algunas compañías obtuvieron aceite de algas sin crecimiento fotosintético, sino alimentando a las algas con azucares que luego estas fermentaban. Una de estas compañías ese llama Solazyme, una empresa de biotecnología que esta desarrollando técnicas para producir combustible para autos y aviones a partir de algas.

RESEÑA DE LA INDUSTRIA DE LAS ALGAS MARINAS :

Se ha documentado que las algas marinas se utilizaban como alimento ya en el siglo IV en el Japón y en

el siglo VI en China. Hoy en día, esos dos países y la República de Corea son los mayores consumidores de

algas marinas como alimento y sus necesidades constituyen la base para una industria que recolecta seis

millones de toneladas de algas frescas al año en todo el mundo, por un valor de unos 3 500 millones de

Euros.

Durante los 50 últimos años, la demanda ha crecido más deprisa que la capacidad para satisfacer las

necesidades con las existencias de algas naturales (silvestres). La investigación sobre el ciclo vital de las

algas ha propiciado el desarrollo de industrias dedicadas a su cultivo, que actualmente cubren más del 90

por ciento de la demanda del mercado.

China es el principal productor de algas marinas comestibles, con unos cinco millones de toneladas. La

mayor parte de esta cantidad corresponde al kombu, producido a partir de Laminaria japonica cuyo

cultivo en cuerdas suspendidas ocupa cientos de hectáreas en el océano. La República de Corea cultiva

unas 800 000 toneladas de tres especies diferentes, el 50 por ciento de las cuales corresponde al

wakame, producido a partir de Undaria pinnatifida cuyo cultivo es similar al de Laminaria en China. La

producción japonesa asciende a unas 600 000 toneladas, de las que el 75 por ciento corresponde al nori,

producido a partir de especies de Porphyra; se trata de un producto de gran valor (unos 11.000 euros por

tonelada), en comparación con el kombu (2 000 euros y el wakame (5 000 €.).

El alginato, el agar y la carragenina son espesantes y gelificantes que se extraen de las algas marinas y

constituyen la base principal de los usos industriales de éstas. La utilización de las algas marinas como

fuente de esos hidrocoloides se remonta a 1658, cuando se descubrieron en el Japón las propiedades

gelificantes del agar, extraído mediante agua caliente de un alga roja. Los extractos de musgo perlado,

que es otra alga marina, contienen carragenina y fueron muy utilizados como espesantes en el siglo XIX,

mientras que las extractos de algas pardas no empezaron a producirse comercialmente y a venderse

como espesantes y gelificantes hasta el decenio de 1930. Los usos industriales de los extractos de algas

marinas se expandieron rápidamente después de la segunda guerra mundial, aunque en ocasiones

estuvieron limitados por la disponibilidad de materias primas.

En la actualidad se recolecta aproximadamente un millón de toneladas de algas frescas de las que se

obtienen extractos para producir los tres hidrocoloides antes mencionados.

Se producen en total 55 000 toneladas de hidrocoloides por un valor de 400 millones de Euros .

La producción de alginato (150 millones de Euros ) se realiza a partir de extractos de algas pardas,

recolectadas en su totalidad; resulta demasiado costoso cultivar algas pardas para obtener materias

primas destinadas a usos industriales.

La producción de agar (90 millones de Euros) se realiza principalmente a partir de dos tipos de algas

rojas, uno de los cuales se cultiva desde 1960 o 1970, pero en una escala mucho más amplia desde 1990,

y ello ha permitido la expansión de esta industria.

La producción de carragenina (160 millones de Euros) se basaba al principio en las algas marinas

silvestres, en particular el musgo perlado, que es una pequeña alga que crece en aguas frías con una base

de recursos limitada. Sin embargo, desde los primeros años del decenio de 1970 la industria ha crecido

rápidamente a causa de la disponibilidad de otras algas que contienen carragenina, cultivadas con éxito

en países de aguas templadas con bajos costos de mano de obra. En la actualidad, la mayor parte de las

algas utilizadas para producir carragenina son cultivadas, aunque sigue habiendo una pequeña demanda

de musgo perlado y de algunas otras especies silvestres de América del Sur.

En el decenio de 1960, Noruega fue el primer país en producir harina de algas, hecha con algas pardas

desecadas y en polvo, que se utiliza como aditivo para piensos. La desecación suele hacerse en hornos

alimentados con petróleo, por lo que el precio del crudo influye en su costo. Anualmente se recolectan

unas 50 000 toneladas de algas marinas frescas, con las que se fabrican 10 000 toneladas de harina de

algas por un valor de 3 millones y medio de Euros .

El valor total de los productos industriales derivados de las algas marinas es de 400.000.000

€ (cuatrocientos millones de Euros) .

El valor total de todos los productos de la industria de las algas marinas se estima en

3.500.000.000 € ( tres mil quinientos millones de Euros)

Las algas marinas pueden clasificarse en tres grandes grupos basados en su color: pardas, rojas y verdes.

Los botánicos denominan a estos grandes grupos feofíceas, rodofíceas y clorofíceas, respectivamente.

Las algas pardas suelen ser grandes y comprenden desde el gran kelp que a menudo mide 20 metros de

longitud, hasta las especies más pequeñas de 30 a 60 cm, pasando por algas gruesas y coriáceas de dos a

cuatro metros. Las algas rojas suelen ser más pequeñas, y por lo general su longitud varía de unos

pocos centímetros a un metro; pero las algas rojas no siempre son rojas: a veces son de color púrpura, e

incluso de color rojo pardusco, pero a pesar de ello los botánicos las clasifican como rodofíceas debido a

otras características. Las algas verdes son también pequeñas, y el margen de variación de sus

dimensiones es similar al de las algas rojas.

Las algas marinas reciben también el nombre de macro-algas, para distinguirlas de las micro-algas, de

tamaño microscópico, que suelen ser unicelulares y son conocidas sobre todo por las algas de color azul

verdoso que a veces proliferan en ríos y corrientes y los contaminan.

Las algas marinas que crecen en estado natural se denominan en ocasiones algas silvestres, para

diferenciarlas de las algas que se cultivan.

El Proyecto -Promotores

Promotor: Alberto Luzardo Castro – BIOD2

C/Raigosu 24 2º E – (33930) Langreo Asturias-España

660735324 - 984181443

aluzardo@aol.es - www.biod2.luzardobulkers.com

MICROALGAS:

Fragillaria Melosira

La Idea

Proceso de extracción de aceites y producción de biodiésel

La acumulación de lípidos en algas se produce durante periodos de stress ambiental, incluyendo crecimiento en medios con bajas condiciones de nutrientes. Para inducir stress en cultivos de para producción de biodiésel una de las estrategias disminuir la ración de compuestos nitrogenados o inducir como variaciones en la temperatura, el ph, inanición. etc.

Algunos estudios sugieren que la enzima Acetil-CoA carboxilasa puede estar involucrada en la producción de ácidos grasos, por lo que a través de la manipulación genética del gen que la codifica podría aumentarse la producción de lípidos a través del incremento de la actividad de la enzima.

La extracción del aceite de las algas básicamente es extraer el alga de su medio de cultivo (a través de algún proceso de separación adecuado) y luego usar las algas húmedas para extraer el aceite. Existen tres métodos bien conocidos de extracción de aceites de algas.

1. Expeller/press: las algas luego de ser secadas mantienen su contenido de aceite,

entonces son prensada con una prensa de aceite. A veces se utiliza una combinación

de prensa y solventes de extracción.

2. Método del solvente de hexano: Este es uno de los solventes de extracción favoritos

ya que no es muy caro. Una vez que el aceite es extraído con una prensa se utiliza el

ciclohexano para extraer el contenido remanente del alga. Luego por destilación se

separa el ciclohexano del aceite.

3. Extracción supercrítica del fluido: es un método capaz de extraer el 100 % del aceite,

pero necesita un alto equipamiento. El CO2 es licuado hasta el punto de tener las

propiedades de un liquido y un gas, entonces este fluido licuado actúa como un

solvente de extracción para el aceite algal.

Existen otros métodos de extracción mucho menos utilizados como la extracción enzimática,

el shock osmótico y la extracción a través de ultrasonido.

El proceso de producción de biodiésel se basa en la reacción de transesterificación del aceite.

Los aceites están compuestos principalmente por moléculas denominadas triglicéridos, las

cuales se componen de tres cadenas de ácidos grasos unidas a una molécula de glicerol. La

transesterificación consiste en reemplazar el glicerol por un alcohol simple, como el metanol

o el etanol, de forma que se produzcan ésteres metílicos o etílicos de ácidos grasos. Este

proceso permite disminuir la viscosidad del aceite, la cual es principalmente ocasionada por la

presencia de glicerina en la molécula. La alta viscosidad del aceite impide su uso directo en

motores diésel, desventaja que se supera mediante este proceso. Para lograr la reacción se

requieren temperaturas entre 40 y 60ºC, así como la presencia de un catalizador, que puede

ser la soda o potasa cáustica.

Aumento de la producción de Aceites en Algas a través de la ingeniería genética

Como se dijo anteriormente, existe por lo menos un método molecular conocido para

aumentar la producción de aceites algales. La enzima Acetil-CoA carboxilasa esta involucrada

en uno de los pasos de la síntesis de de aceites en algas. Durante el proyecto estadounidense

Aquatic Species Program – Biodiésel from Algae se logro clonar el que codifica para la Acetil-

CoA carboxilasa gen a partir de una diatomea y así aislar la enzima. Cuando se pudo clonar

con éxito este gen, los investigadores de este proyecto lograron un primer y exitosos sistema

de transformación en diatomeas. Tanto el gen que codifica a la Acetil-CoA carboxilasa tanto

como el sistema de transformación de diatomeas fueron patentados. Se consiguió sobre

expresar la enzima en las diatomeas con la esperanza de aumentar los niveles de aceites. Sin

embargo en los experimentos que se llevaron a cabo no se obtuvo un cambio significativo en

el nivel de aceites producidos por las diatomeas, por lo que este método aun se encuentra en

un proceso de investigación.

Algunas empresas que están llevando a cabo investigaciones al respecto:

Origin Oil: Empresa estadounidense que esta desarrollando nuevas tecnologías para producir

biodiésel así como gasolina, combustible para jets, plásticos y solventes a partir de algas.

A2BE Carbon Capture: Empresa estadounidense dedicada básicamente en biodiésel a partir

de algas y en la investigación en nuevos tipos de áreas y cultivos.

Diversified Energy Corporation: desarrollo y esta comercializando una nueva forma de

producción de aceite de algas llamada Simgae™, el cual es un sistema para cultivar algas a

gran escala cuyo objetivo es disminuir el costo y aumentar la simplicidad de este tipo de

cultivo. Este sistema consta de tubos de polietileno con una pared delgada en el que pueden

ser modificadas ciertas variables como inhibición de luz UV, temperatura, concentración de

nutrientes, CO2 y O2 disueltos en agua, etc. Luego de un tiempo, el flujo saliente posee una

mayor concentración de algas que al principio.

Solazyme: compañía de biotecnología dedicada a desarrollar energía de algas para producir

productos valiosos. Utiliza métodos de ingeniería genética para desarrollar formas

bioquímicas controladas por luz solar para producir energía de forma comercialmente

relevante.

Shell: cultivará algas en el mar de Hawai para convertirlas en biocombustibles criarán

especies de microalgas marinas “no modificadas”.

Plan de Marketing

En este apartado, elaboraremos la mejor estrategia de marketing según el siguiente

diagrama:

Objetivos del proyecto empresarial

Desarrollar el Cultivo de algas controlado en sistemas abierto y cerrado.

Producción de biomasa Hasta la fecha lo desarrollado por nosotros (BIOD2 ) ha sido el proyecto más ambicioso en la producción de micro-algas `,utilizando todo el CO2 de centrales eléctricas y siderúrgicas , que proveerían todo el CO2 necesario para una optima fotosíntesis .

A modo de ejemplo basta mencionar que solamente la siderurgia de Arcelor-Mittal envía a la atmosfera 1 millón de toneladas de CO2 al año , con esta fuente de aportes nuestro proyecto tendría sobrecubierto su necesidad de dióxido de carbono anual. De acuerdo al portal www.biod2.tk , la producción de aceite en las micro-algas es mayor a las de las tradicionales semillas oleaginosas. En este sentido, estimaciones realizadas indican que soja, colza y palma aceitera producen 50 m3 km-2 año-1, 100 a 140 m3 km-2 año-1, y 610 m3 km-2 año-1, respectivamente; mientras que las micro-algas pueden producir de 10 000 a 20 000 m3 km-2 año-1. De acuerdo a nuestra opinión , los estudios iniciales sugirieron que la energía producida por el cultivo de micro algas, es mucho mayor que el biocombustible producido por las cosechas en tierra; y que si se

intensifica las investigaciones en esta tecnología podrían producirse cantidades sustanciales de biocombustibles sin tener impactos en el uso de los suelos. Por otro lado, en cuanto al uso de la macro-algas para la producción de combustible, una empresa Israelí ha patentado una técnica en la cual produce un litro de combustible por cada 5 kg de una especie de macro-alga proveniente del mar Mediterráneo.

PRODUCTOS PRODUCIDOS A PARTIR DE ALGAS:

Producción de biogás

( EN LA FOTO SUPERIOR: HIDROALGAS) Se ha demostrado la producción de metano a través de la fermentación anaeróbica, ha tasas mayores que otras fuentes de biomasa. En este sentido, la digestión anaeróbica para la producción de biogás ya mostró buenos resultados . La idea de producir gas metano desde las algas fue propuesta a inicios de la década del 50 . Aún cuando se ha avanzado en la investigación en la producción de este combustible, su uso no se ha masificado, debido principalmente a los costos de producción; no obstante, esta técnica puede emplearse muy bien para algas cultivadas en zonas contaminadas o con aguas servidas, con la finalidad de aprovechar los nutrientes existentes.

Producción de bio-etanol Etanol es un producto intermedio en la digestión completa de la materia orgánica y es producida por cepas microbianas específicas de esta forma el etanol debe ser producido bajo condiciones controladas para evitar problemas de contaminación.

USA es actualmente el principal productor de etanol del mundo .

Estudios indican que las macro-algas contienen una alta cantidad de polisacáridos (aproximadamente

60% del peso), que son la plataforma para la producción de varios químicos vía fermentación. De esta

forma, la producción de etanol es la técnica más efectiva para el aprovechamiento de la fracción de

carbohidratos presentes en las algas .

Se ensayó la producción de etanol a través de la fermentación de extractos de la macro-alga Laminaria

hyperborea, logrando obtener 0.43 g de etanol por cada gramo de sustrato. Recientemente, científicos

japoneses de la Tokyo University of Marine Science and Technology, presentaron detalles de un

ambicioso proyecto para producir etanol a gran escala mediante el procesamiento de las macro-algas

sargasso (hondawara) cultivadas en un área de 10 000 km2; se estima una producción de 3 billones de

toneladas.

Procesos :

a) Preparar inoculante (micro-algas).

b) Llenar el tanque del foto-bio-reactor con agua y nutrientes.

c) Iniciar la recirculación.

d) Añadir el inoculante.

e) Comenzar a suministrar C02.

f) Esperar a que la mezcla esté homogénea (verde uniforme).

g) Suministrar agua; nutrientes y C02 a la mezcla.

h) Control del PH en caso necesario.

Cosecha en Foto-Bio-Reactores:

La cosecha de alga (separación de agua y algas) puede efectuarse mediante centrifugación o

filtrado. En condiciones óptimas es posible cosechar cada 3. 5 ó 4 horas.

Estimados para Producir Un Kilogramo de Alga Seca en Unidad de Prueba

a) C02: 1.7 Kg. b)

Agua; 20 a 30 Litros a temperatura entre 22 y 35 °C. c)

Nutrientes: Nitrógeno 40 Gramos; Fósforo 4.0 Gramos.

d) Temperatura general entre 18 y 35 °C.

Generalmente, la composición de algas (materia seca) contiene alrededor de 46% de Carbón;

10% de Nitrógeno; 1% de Fosfatos. Un kilogramo de alga (materia seca) utiliza hasta 1.7 Kg.

de C02, pero normalmente para cálculos se usa 1.0 Kg. de C02. Es posible obtener Bonos de

Carbono por el C02. absorbido por algas.

TIPOS DE SECADO

a. Tambor de secado

Una de las formas más básicas de un tambor de secado. Se recoge en él una película del producto que

tiene que secarse de la superficie del tambor de secado a medida que este gira a través de una bandeja

alimentadora colocada en la parte inferior. La bandeja alimentadora puede estar refrigerada o

aprovisionada con un sistema de recirculación para evitar el sobrecalentamiento o la sedimentación de

partículas en suspensión. Para una capacidad de secado de 400 Kg/h tienen un coste aproximado de

300.000 euros.

b. Secado al sol - GRATUITO

Descripción del proceso de transformación de algas a combustible

Reactivos – CO2 + Agua + Nutrientes + Algae Strain + Luz solar Para cultivar algas se

necesitan ciertos ingredientes. Entre esos ingredientes se incluye dióxido de carbono (CO2),

agua y trazas de minerales tales como calcio y hierro. Sin embargo, el ingrediente más

esencial es la luz solar, que proporciona a las algas la energía necesaria para crecer y

reproducirse.

– FotoBioreactor Un Foto-Bioreactor (PBR) es un sistema que utiliza la luz para mantener un

ambiente activo biológicamente. En Cultivos De Algas desarrollamos PBRs para el cultivo de

algas. El sistema PBR puede ejecutarse tanto por lotes como en modo continuo. Para

operaciones automatizadas a gran escala se utiliza preferentemente el modo de sistema

continuo. En un sistema continuo, a medida que las algas crecen, el exceso de cultivo se

aparta y se recolecta.

En el PBR el ambiente está estrictamente controlado mediante el uso de sensores para

monitorizar variables tales como el PH, la temperatura, salinidad, densidad óptica etc. Esto

optimiza el crecimiento de las algas hasta obtener la máxima producción. Acutalmente

contamos con dos sistemas: un PBR circular cerrado y un PBR de tanque a abierto. Ambos

tienen

1.0 1. tubos de policarbonato

2.0 2. tubos de politileno

3.0 3. un sistema de estanques de PVC

O

Recolección El agua rica en algas se recolecta continuamente desde el Fotobioreactor en

disolución. La fase de recolección está diseñada para eliminar la mayor parte del exceso de

agua en la que se localizan las algas. Esto permite que las algas sean procesadas de manera

más económica. En el PBR la tasa de flujo es de 600 toneladas al día. Una vez que ha tenido

lugar la recolección se queda con un flujo de 10 toneladas. Las algas también pueden

recolectarse utilizando micropantallas, mediante centrifugado y floculación. La flotación con

espumas es otro método de recolección de algas en el que el agua y las algas están aireadas

para formar espumas para finalmente retirar las algas del agua. El cloruro alumínico y férrico

son floculantes químicos. Un producto comercial llamado “Chitosín”, utilizado comúnmente

para la purificación de algas puede utilizarse también como floculante. Las conchas de los

crustáceos se hacen polvo para adquirir chitin, un polisacárido que se encuentra en las

conchas, del que deriva el chitosín. El agua, que es más salobre o salina, requiere floculantes

químicos adicionales para inducir la floculación. La recolección mediante floculantes químicos

es un método a menudo muy caro para las grandes operaciones. La interrupción del

suministro de dióxido de carbono pude causar floculación por sí sola, llamada entonces

“autofloculación”. Se introduce un floculante que provoca que las algas se sitúen al fondo del

tanque. Este es un método muy conveniente y económico para eliminar aproximadamente el

80% del agua de la recolección, dejando atrás el concentrado de masa de algas.

Combinación tanque floculante/ centrífuga Los floculantes varían en precio y calidad en todo

el mundo. En Holanda es posible adquirir un floculante apropiado por aproximadamente 100

gr. Floculantes o agentes de floculación son compuestos químicos que promueven la

floculación que producen coloides y otras partículas en suspensión en líquidos para unirse

formando flóculos. Los floculantes se utilizan en procesos de tratamientos de aguas para

mejorar la sedimentación o la filtración de pequeñas partículas. Por ejemplo, un floculante

puede utilizarse en la filtración de una piscina o de agua para beber para ayudar a retirar

partículas microscópicas, que de otra forma hubieran provocado que el agua estuviera turbia

y de la que sería difícil o imposible de retirarlas tan sólo mediante filtración.

Muchos floculantes son cationes polivalentes tales como aluminio, hierro, calcio o

magnesio[3]. Estas moléculas con cargas positivas interaccionan con las partículas y

moléculas de cargas negativas para reducir las barreras de la acumulación. Además, muchos

de estos compuestos químicos, con el pH adecuado y con otras condiciones de temperatura y

salinidad reaccionan con el agua para formar hidróxidos insolubles, los cuales precipitan

formando largas cadenas o engranados, arrastrando consigo pequeñas partículas que forman

flóculos.

Nota: Con el fin de asegurar mayor reducción en contenidos de agua se pude añadir en este

paso una centrífuga. Se puede comprar una centrífuga auto descargable con una capacidad

de 60m3/h por 270.000 euros.

+

Extracción de aceite – Secado + Presurizados En este punto las algas tienen agua en exceso

y esta tiene que retirarse mediante métodos de extracción tradicionales.

Extracción de Aceite:

Los aceites de algas tienen una variedad de usos comerciales e industriales que se extraen a través de diferentes métodos. El método más simple es el prensado mecánico. Teniendo en cuenta que las diferentes cadenas de algas varían considerablemente respecto a sus características físicas, hay muchos tipos de obtención de aceites dependiendo del tipo de algas (prensa a tornillo, prensa expeller, amasado, etc). A menudo, el prensado mecánico se utiliza combinado con compuestos químicos. Solventes químicos: el aceite de algas pude extraerse mediante el uso de compuestos químicos. Además del benceno y el éter, que ya han sido utilizados, el aceite también puede separarse por extracción de hexano cuyo uso está muy extendido en la industria alimentaria y es relativamente barato. El inconveniente que tiene el uso de disolventes para la extracción de aceites son los riegos que conlleva trabajar con compuestos químicos. Hay que tomar precauciones para evitar la exposición a los vapores y el contacto directo con la piel, ya que pueden causar graves daños. El benceno está clasificado como cancerígeno. Los solventes químicos también presentan el problema de riesgo de explosión. Extracción de Soxhlet: este es un método de extracción que utiliza disolventes químicos. Los aceites de algas se extraen a través de repetidos lavados o percolación, con disolventes orgánicos tales como el hexano o el éter de petróleo, con reflujo en un dispositivo de vidrio especial. Extracción enzimática: la extracción enzimática utiliza enzimas para degradar las paredes

celulares con el agua actuando como un disolvente, lo que hace que el fraccionamiento del

aceite sea mucho más fácil. La extracción enzimática puede estar reforzada con ultrasonido.

La combinación del “tratamiento sonoenzimátoco” permite que el proceso sea más rápido y

con mayor extracción de aceites. Prensa expeller/expresión: cuando las algas se secan

retienen su contenido de aceites que puede prensarse con una prensa de aceites. Muchos

fabricantes comerciales de aceites vegetales utilizan una combinación de prensa mecánica y

solventes químicos para la extracción de aceite.

Shock Osmótico : el shocck osmótico es una reducción repentina de la presión osmótica que puede provocar que las células en una solución se rompan. El shock osmótico se utiliza a veces para liberar componentes celulares tales como el aceite. Fluido Supercrítico: en el fluido supercrítico/extracción de CO2, el CO2 se licua bajo presión y es calentado hasta el punto de que tenga propiedades tanto de líquido como de gas. Este líquido actúa entonces como un solvente en la extracción de aceite. Extracción asistida por ultrasonido: la extracción ultrasónica, una rama de la sonoquímica,

puede acelerar enormemente los procesos de extracción. Mediante el uso de un reactor

ultrasónico, las ondas ultrasónicas se utilizan para crear burbujas de cavitación en un

material solvente. Cuando las burbujas chocan cerca de las paredes celulares, crean ondas

expansivas y sale el líquido que provoca que se rompan esas paredes celulares y que liberen

sus contenidos en el solvente.

Prensa CDA-36

OTRAS : Prensa BK-36: 30.000 euros

Prensas de extracción por solventes: (Precios mucho mas caros)

Fenómenos de cavitación

Una vez que hayan abandonado el tanque floculante, la Pasta de Algas Concentrada (CAP) entra en el Resonador de Pulso de Alta Frecuencia (HFPR), que rompe las paredes celulares de las algas. Este proceso libera los contenidos de las células, de la que una porción es aceite.

En una solución 10.000 Kg obtienes aproximadamente 9.000 Kg de agua, 500 Kg de aceite y 500 Kg de residuos de algas.

Descripción general del proceso de HFPR®™ La unidad de rotor/estátor HFPR®™ está basada

en efectos físicos entre rotores y estátores. El medio para que sea procesado pasa a través del

sistema rotor/estátor y se acelera centrífugamente. El sistema rotor circula a 50 m/s contra

el estátor. El medio está comprimido en las cámaras (entre rotor y estátor) con una presión

de 10 bar. El tiempo de retención en las cámaras es de 0,001 s. El medio se expande y pasa

hasta la siguiente cámara. Los segmentos del rotor/estátor se reúnen hasta 500 millones de

veces por segundo. Las micro-cavitaciones dan lugar al tratamiento del producto mediante la

transferencia de energía: motor eléctrico → eje → rotor /estátor → producto. Esta acción se

repite hasta un millón de veces por segundo. Esta es la gran diferencia con otros dispositivos

de mezcla. Se utilizan el Hastelloy, titanio y metal duro. El acero inoxidable 316 es estándar.

Todas las máquinas HFPR®™ están continuamente en evaluación en el ámbito industrial.

Tipo de máquina HFPR 010 HFPR020 HFPR 030 HFPR 050

Capacidad M3/h 0,01 0,5 1 5

Presión de salida (bar) 2 8 6 5

Capacidad de circualción [kW] 1-5,5 7,5-25 7,5-36 27-130

Velocidad[1/min] 13000 7500 6000 3600

Intensidad de cizallamiento 5x108 5x108 5x108 5x108

Tiempo de retención en la máquina

[min]

0,01 0,02 0,01 0.02

Dimensiones directas de unión 0.7x0.6x2

H x W x L *5 Tracción por correa [m] 0,4x0,5x0.8

0,4x0,6x1 0,5x0,7x1.1

0,7x0,7x1,1

Peso 70 280 400 1200

Conexiones G ½” DN 40 DN 65 DN 100

Presión 16 16 16 16

Temperatura 200 200 200 200

Velocidad 1300 7500 6000 3600

Separación centrífuga Una centrífuga trifásica separa el resultado del proceso de cavitación

en 3 componentes: agua, aceite y el resido de algas restante (proteínas, hidratos de carbono,

etc.) La tasa de flujo comienza en 10 ton por un sistema de algas de 1 ton

El alga seca retiene sus aceites que pueden extraerse mediante prensado (70 a 75% de

aceite se obtiene de la materia seca) y en combinación con solventes como hexano, benceno

o éter.

Existen riesgos de toxicidad y explosión en el uso de solventes. El hexano se usa

mayormente.

Después de haberse extraído (expelido) aceite mediante prensado, la pulpa resultante se

mezcla con ciclo-hexano para extraer el remanente de aceite. El aceite se disuelve en el

ciclohexano, y la pulpa se filtra fuera de la solución. La separación de aceite y ciclo-hexano se

efectúa mediante destilación. Con la combinación de estos dos procesos (pensado y

solventes) es posible obtener alrededor de 90% del aceite contenido en algas.

Agua Residual:

No es necesario tratar los excedentes de agua después de su uso en el cultivo de alga, sino

que se usa nuevamente en el flujo continuo del sistema. Esta agua contendrá en ocasiones

residuos útiles de algas. Sin embargo, habrá que añadir C02 en cantidad proporcional a la

cantidad de agua residual re-utilizada.

Calidad del Aceite:

La calidad del aceite dependerá de el tipo de algas utilizadas. Así mismo la producción.

Generalmente el aceite proveniente de algas pude compararse con el aceite de soya.

Pulpa de Algas:

La pulpa de algas (post-extracción del aceite) contiene diversos compuestos nutritivos como,

ácidos grasos poli-insaturados de cadena larga; vitaminas y antioxidantes como los

betacarotenos. Puede utilizarse en las industrias alimenticias y farmacéuticas porque

contienen también esteroles que pueden utilizarse como elementos de construcción de

hormonas. Además la cianobacteria es elemento potencial en aplicaciones bio-médicas en

compuestos anti-virales, anti-microbiales y anti-cancerigenos. El precio de la pupa de alga en

Holanda oscila entre 1.00 y 3.oo Euros por kilogramo (Juschin 2007).

Otros combustibles derivados de algas

Biobutanol: puede ser obtenido a partir de algas como las diatomeas utilizando solamente

una biorrefineria junto con luz solar. Posee algunos Km. por galón mas que la gasolina en

base a petróleo.

Biogasolina: puede ser producida a partir de algas, pero se investigo poco acerca de este tipo

de producción y hay poca información.

Metano: a través del cultivo de algas puede obtenerse diversos polímeros que se pueden

descomponer dando como resultado metano.

Información externa o del mercado

Demanda:

Al momento la demanda de aceites vegetales para que las plantas elaboradoras de biodiesel

estén a plena producción se estima en unos 250.000 toneladas de materia prima mensual y al

momento la oferta apenas supera al 30% de esta necesidad.

El conjunto de estas ofertas se dividen en:

-aceites de soja, colza , jatropha, palma y reciclados es de un 90% del total.

-aceites de algas apenas alcanza al 2,5% y el restante 7,5% se obtiene de otros vegetales que

producen aceite sea de su fruta o de su planta.

Nuestro proceso como dijéramos antes trata de 4 etapas:

-Cultivo, secado, prensado y refinado del aceite .-

-Luego se envasa y se procede a guardar en deposito hasta su retirada por los compradores –

Método de venta previsto: EXW –

Clientes:

- En primer lugar pensamos abastecer a plantas de Biodiesel de Asturias (BIONORTE,

NATURA, PETROASTUR ETC.) y luego según el desarrollo de la expansión trataremos de

llegar al resto de las comunidades y en tercer fase a Exportar dentro de la Unión

Europea los excedentes de producción.

Estrategias de ventas:

Segmentaremos el mercado (dividiéndolo en grupos diferenciados según características

específicas–socioeconómicas, territoriales, personalidad-,..)

Analizaremos motivaciones de compra que afectan a los distintos clientes (moda, interés

económico, comodidad, seguridad, atractivo,...) y analizar y explicar el por qué, cómo, cuándo

toman sus decisiones de adquirir un producto, y dónde y cuánto compran.

Trataremos de obtener información acerca de cómo se toman las decisiones de compra. ( Las

personas primeron se informan, después contactan y, finalmente, adquieren y, según sea el peso

económico del bien con respecto a sus rentas, tomarán una decisión más inmediata, sopesando

el riesgo de la compra o bien actuando por impulso, pero siempre valorando la confianza que el

producto les ofrece, su precio y su imagen, valoración que puede ser individual o mediatizada

por recomendaciones o influencias.)

Competencia:

Solamente otras dos empresas en España desarrollan estas técnicas en algas (una en Alicante , y

la otra en Cadiz), ambas con apoyo oficial regional y local en sus investigaciones, pero un no

productivas (están aún en pleno desarrollo de la investigación) .

Información interna o del proyecto/empresa

ALGAS COMESTIBLES QUE PRODUCIREMOS E INFORME SOBRE LAS MISMAS:

El siguiente es un Flujograma de la recogida de dióxido de carbono (CO2) de un invernadero y

una acuicultura en el foto-biorreactor para producir algas en los estanques: (sistema abierto)

Conclusión

Debido a la cada vez mayor escasez de petróleo, se hace imperante buscar nuevas fuentes de energía

renovables. Muchos países están experimentando con la producción de biocombustibles en base a

cultivos agrícolas convencionales, como los monocultivos de soja o maíz. Pero los monocultivos pueden

afectar al medio ambiente. Las plantaciones de soja en Argentina están desplazando los bosques de

quebracho del Chaco. Las plantaciones de palma aceitera han sido responsables de un 87% de la

deforestación Indonesia y Malasia. Al comenzar a utilizarse suelo agrario para el cultivo directo de

biocombustibles se ha comenzado a producir un efecto de competencia entre la producción de comida y

la de biocombustibles. Un caso de este efecto se ha dado en Argentina con la producción de carne de

vaca, ya que se ha comenzado a utilizar los pastos con los que se crían a las vacas para el desarrollo de

biocombustibles, con lo que se incremento el precio de la carne. Los países industrializados tienen la

intención de utilizar los suelos de países subdesarrollados para el desarrollo de monocultivos, ya que en

este caso el costo del biocombustible seria mas bajo, por lo que es probable que las grandes empresas de

los países centrales se adueñen de grandes extensiones de tierra y de mano de obra barata en estos

países y de esta manera despreocuparse por el impacto ambiental.

Mientras muchas empresas están produciendo biocombustibles a partir de monocultivos de plantas,

existen otras que están apostando a una nueva fuente de biocombustible: el biodiésel en base a algas. La

producción de biodiésel a partir de algas se encuentra aun en una fase de experimentación. Son pocas las

pruebas que se han hecho en base a este, pero las que se realizaron han sido exitosas. Esto se debe a que

la producción de aceite a partir de algas es mucho mayor que la que se obtiene de otras fuentes como la

soja. Por otro lado poseen un amplio rango de zonas de crecimiento, por lo que pueden cultivarse en

lugares donde no provoquen alteraciones al ecosistema o a la cadena alimenticia. Pueden crecer cerca de

desagües de aguas servidas y cerca de chimeneas de centrales eléctricas, con el potencial de convertir los

contaminantes en lípidos y luego estos ser utilizados para la producción de biodiésel. Este procedimiento

también reduce las emisiones de carbono y de compuestos nitrogenados a la atmósfera. Debido a que el

cultivo de algas se lleva a cabo en lagos o estanques, no se explota la tierra necesaria para el cultivo de

vegetales que pueden ser utilizados como alimentos y no se alteraría el precio de estos ni su

disponibilidad.

Uno de los problemas a resolver con respecto al cultivo de algas es encontrar una cepa que contengan un

alto contenido en lípidos, que no necesite muchos requerimientos para crecer rápido y que su

mantenimiento sea de bajo costo. Por esta razón la mayor parte de las investigaciones se están haciendo

en base a microalgas como diatomeas y cianobacterias aunque otros laboratorios están realizando

investigaciones para extraer aceites de macroalgas ya que estas crecen más rápido y tienen mayor

contenido de aceite. Lo que las empresas están buscando son algas que puedan utilizarse para la

producción de biodiésel a gran escala. Se piensa que las biocombustibles en base a algas son los únicos

que pueden reemplazar los combustibles en base a petróleo, ya que para reemplazar la demanda de

combustibles derivado de petróleo hoy en día se necesitaría un gran porcentaje de la tierra cultivable

solo para producir biodiésel. Si en cambio el petrodiesel fuera reemplazado por el biodiésel producido a

partir de algas, debido a su alta producción de aceites por acre de cultivo, se necesitarían diez millones

de acres de tierra para producir biodiésel que reemplace en su totalidad el petrodiesel utilizado hoy en

día en los EEUU por ejemplo. Es solo el 1% de la tierra que se utiliza actualmente en este país para

agricultura y pastoreo.

Aun faltan algunos aspectos por desarrollar para que esto la producción masiva de biodiésel:

Capacidad para cultivar cepas de alta producción de aceites a gran escala: esto implica identificar las

cepas de alta producción de aceites así como buscar los mejores métodos para el cultivo de estas cepas.

Capacidad para extraer este aceite a gran escala: Las algas no son lo suficientemente fibrosas como para

prensar-las, y la extracción más viable es de forma química.

Capacidad para convertir aceite a biodiésel a gran escala: Solamente hay una empresa que haya sido

capaz de producir suficiente combustible, Aquaflow en Nueva Zelanda, y aún quedan muchas preguntas

que responder, como cual es la especie de alga que produce más aceite, cómo se puede hacer que crezca

de la mejor forma posible, cual es la mejor forma de extraer el aceite.

Actualmente no se ha producido biodiésel en base a algas a gran escala, pero se espera que en los

próximos 4 o 5 años el cultivo y la producción de biodiésel en forma masiva sea una realidad y de esta

manera se pueda explotar un recurso que no es contaminante, que reduzca los efectos del CO2 en la

atmósfera así como los como lo de los compuestos nitrogenados, que rinde mucho mas que los

combustibles fósiles y que los biocombustibles producidos hasta ahora y que no compita por tierras

cultivables para alimentos para la creciente población mundial.

(PLAN DE FICOLOGIA APLICADA)

RENDIMIENTOS ESPERADOS-

El rendimiento en producción de biodiesel con algas es unas 300 veces superior al que se alcanza con

soja y unas 25 veces al que se consigue con palma. A ello hay que añadir el tiempo record de crecimiento

de las algas que es solo de unos pocos días lo que contrasta con los tiempos de crecimiento mucho más

largos de las plantas oleaginosas.

El aumento progresivo del consumo de petróleo, el estancamiento de las reservas probadas de las

reservas fósiles, el cumplimiento del compromiso de Kyoto y el calentamiento global son factores que

ejercen una presión cada vez mayor sobre los esquemas energéticos de los países desarrollados. Dentro

de este marco, los bio-combustibles se consideran como energía renovable alternativa. Recientemente se

viene estudiando el cultivo de algas microscópicas como una opción de gran potencial para producción de

combustibles líquidos para el transporte ya que reducen las emisiones de gases de efecto invernadero y

presentan una productividad muy elevada.

Cuando se comparan las productividades (m3 de aceite producidos por km2 de superficie) las algas

alcanzan rendimientos (m3 aceite producido por km2 cultivado) de 10.000-20.000 m3/km2, que resultan

mucho más elevado que el alcanzado por la colza (120 m3/km2), la soja (40 m3/km2), la mostaza (130

m3/km2) y la palma (600 m3/km2).

Las algas se componen de organismos acuáticos que capturan luz solar y el dióxido de carbono para

hacer la foto-síntesis y así producir su energía, y además producen aceites vegetales que se pueden

transformar en biodiesel. Al contrario que la soja u otros cultivos usados para la producción de

biocombustibles, las algas no necesitan extensos terrenos de cultivo ya que pueden crecer en casi

cualquier espacio cerrado, y lo hacen de forma muy rápida, de este modo que podrían desarrollarse en

tanque en cualquier localización. Se trata de una fuente de producción de energía en continuo, inagotable

y no contaminante porque no moviliza carbono fósil, sino que utiliza el exceso de carbono (CO2).

Contribuye de esta forma a paliar el efecto invernadero y a restablecer el equilibrio térmico del planeta.

Ciertamente, no existen otros captadores de radiación solar más eficaces que estos organismos

fotosintéticos. Además crecen rápidamente y se desarrollan en unos pocos días, algo que no sucede con

el girasol, soja, mostaza y palma. Su cultivo automatizado en grandes bio-reactores resulta sencillo.

Otros factores tales como la influencia del pH del medio en el que se desarrollan o las diferencias en la

temperatura diurna y nocturna se están analizando en detalle con el objetivo de aumentar aún más su

productividad.

La tecnología de extracción del bio-combustible es relativamente simple. Incluye una primera etapa de

prensado con la que se extrae aproximadamente el 70% del aceite y una segunda con un disolvente

orgánico se alcanza hasta el 99%, si bien esta última encarece el proceso. Dada la viscosidad elevada que

alcanza el aceite virgen original puede utilizarse directamente en los motores diesel una vez que se han

adaptado para operar con este combustible altamente viscoso. Los triglicéridos que constituyen los

aceites vegetales pueden igualmente transformarse en mono-ésteres y glicerina mediante la reacción de

trans-esterificación con metanol. Las moléculas que componen el biodiesel resultantes de este último

proceso tienen un menor peso molecular y su viscosidad es sustancialmente más baja con lo que puede

usarse como combustible en los motores de compresión. Evidentemente, el biodiesel obtenido por

cualquiera de las dos vías no contiene azufre, no es tóxico y, además, resulta fácilmente biodegradable.

La legislación exige que el mercado europeo de bio-diésel para transporte y calefacción alcance los 10

millones de Tm anuales en 2010. Según datos de la UE, la capacidad de producción es actualmente de

sólo 2.4 millones de Tm anuales. Este déficit indica que el mercado tiene potencial suficiente para la

producción masiva de aceite de algas. Los países del sur de Europa que disfrutan de climas templados,

con un número de horas de sol más elevado que los países nórdicos, resultan particularmente atractivos

para desarrollar esta producción de bio-combustible. Además, los avances de la biotecnología hacen

posible la creación de algas con una productividad por km2 aún superior al actual, a lo que se puede

añadir un aumento en la producción de los cultivos concentrados y eliminar posibles pérdidas causadas

por enfermedades y plagas de los cultivos. Por otra parte, otra solución tecnológica permite disponer de

compuestos energéticos y disminuir los excedentes de CO2 atmosféricos. Por todo ello, el biocombustible

obtenido a partir de algas se convierte en una energía renovable, atractiva y competitiva.

MEDIOS DE CULTIVO: ALTERNATIVA VALIDA

Se han desarrollado diferentes medios para el cultivo de micro-algas que van desde las fórmulas para

enriquecer el agua de mar natural, hasta el uso de medios artificiales que permitan resultados constantes

en contraste con los resultados tan variables que brinda el uso del agua de mar natural que entre otros

factores depende del lugar donde se colecta ésta, y el tiempo de almacenamiento de la misma.

El fitoplancton se desarrolla y multiplica en relación de las condiciones fisicoquímicas del medio. En

términos generales son los macro-nutrientes o factores limitantes del crecimiento el carbono, Nitrógeno,

Fósforo, Silicio, Magnesio, Potasio y Calcio, que se requieren en cantidades relativamente grandes,

mientras que los llamados micronutrientes (Fierro, Manganeso, Cobre, Zinc, Sodio, Molibdeno, Cloro y

Cobalto) se necesitan en menores cantidades.

Existen otros medios que incluyen en su composición sustancias orgánicas (vitaminas, aminoácidos)

necesarios para aquellas especies de micro-algas Auxótrofas, es decir que no sintetizan por medio de la

fotosíntesis este tipo de compuestos y resultan factores que pueden limitar su crecimiento; tal es el caso

de Platimonas, Chrysophytas y algunas Bacillariophyceas.

TECNICAS DE AISLAMIENTO Y PURIFICACION

Muchos métodos se han desarrollado para obtener cultivos monoespecíficos (de una sola especie) y

axénicos (libres de contaminantes).

A continuación se brinda una breve descripción de algunos de los principales métodos que se utilizan

para aislar y purificar microalgas

1) Aislamiento

Pipeteo capilar: Se utiliza para separar microalgas mayores de 10 < , mediante una pipeta construída

con un tubo capilar, a través del microscopio óptico se “pesca” las células y se separan en pequeñas gotas

de nutrientes colocados alrededor de una Caja de Petri o en portaobjetos escabados.

Rayado de Placas de Agar: Se transfieren pequeñas gotas de plancton con una asa de siembra,

extendiendo por estrías (rompiendo un poco el agar). Este agar se prepara con una solución nutritiva

para microalgas y con una relación de 1-1.5% w/v de agar disuelto en el medio nutritivo, se incuba la

placa bajo iluminación a 18-20°. De este primer crecimiento se transfiere a tubos con agar inclinado

sembrando por estrías o bien, se transfiere a medios líquidos en subcultivos sucesivos para su

purificación, de tal manera que en cada dilución se reduzca el número de organismos en una gota, es

recomendable combinar la técnica de diluciones con la de transferencia en placa de agar o tubo inclinado

para obtener cultivos clonales (de una sola colonia o célula) y poder establecer el cultivo monoespecífico.

Después de 10 días, pequeñas colonias aparecen sobre la superficie del agar, que se pueden transferir

mediante el Método de Hocking o de la micropipeta a medios líquidos.

2) Purificación

Como ya se mencionó al describir las técnicas de aislamiento, estas mismas nos permiten purificar el

cultivo a través de las resiembras clonales sucesivas, pero además es recomendable entre otros métodos

el uso de antibióticos para eliminar otros microorganismos, generalmente de tipo bacteriano que estén

contaminando el cultivo de micro-algas de nuestro interés. En el inciso 5 de este mismo capítulo

correspondiente a Métodos de Esterilización se amplian las alternativas.

Otros procesos de la empresa

ALGAS COMESTIBLES

INTRODUCCIÓN:

Las algas se caracterizan por su gran riqueza en proteínas, mucílagos, oligoelementos y vitaminas, hecho

que ha propiciado el aprovechamiento de las algas en la alimentación humana. Son de interés, dado su

importante contenido en vitaminas y principios activos de importancia vital, tales como el yodo, fósforo,

potasio, cloro, azufre, etc. y oligoelementos en dosis pequeña que no suelen ser tan frecuentes en otros

alimentos más comunes.

A pesar de que estos vegetales no poseen raíz, tallo, ni hojas, poseen una estructura general denominada

talo en la que se pueden reconocer tres formas estructurales diferenciables: la fronda, el estipe y el

rizoide.

FRONDA: esta estructura es el símil de las hojas de las plantas superiores, generalmente poseen formas

laminares que le permiten una alta captación de luz y dióxido de carbono,

puesto que su principal función es realizar la fotosíntesis y abastecer de

glúcidos al resto de la planta.

ESTIPE: esta estructura es el símil del tallo de las plantas superiores y su

función es la sugeción mecánica de la fronda y en algunas plantas mas

especializadas, funciona como conductor de glúcidos desde la fronda al resto

de la planta. A pesar de que no posee capilares como los tallos, cumple la función de transporte gracias

al desarrollo de algunas células especializadas.

RIZOIDE: es el símil en el aspecto morfológico a la raíz de las plantas superiores y su función es la

fijación del alga al substrato. Esta estructura tiene una hendidura en la base la que le permite que

funcione como una ventosa que se adhiere con mucha fuerza al substrato, y además crece junto con la

forma de éste, aprovechando las desigualdades del fondo para fijarse con más fuerza. Existen muchas

formas de rizoide, sin embargo su forma general es cónica circular. Los rizoides desarrollan células

meristemales que permiten el crecimiento de nuevos talos y frondas.

CLASIFICACION:

Dentro del reino vegetal, las algas son talofitas autótrofas que viven en el agua ó en medios húmedos.

Presentan clorofila además de otros pigmentos que pueden proporcionar otros colores permitiendo

clasificarlas en cuatro grandes grupos:

*las clorofíceas ó también llamadas algas verdes

*las feofíceas ó algas pardas

*las rodofíceas ó algas rojas

*las cianofíceas ó algas azules

Orden o Grupo Tipos de Pigmentos Formas Generales Tipos de Ambientes

Algas Verdes Clorofila a y b Unicelulares

Pluricelulares

Agua dulce

Agua salada

Algas Pardas Clorofila a y c

Ficofeina

Pluricelulares Agua dulce

Agua salada

Algas Rojas

Clorofila a

ficoeritrina

Pluricelulares Agua salada

Las cianofíceas se denominan microalgas, mientras que las clorofíceas, feofíceas y rodofíceas incluyen

organismos macroscópicos multicelulares, cuyos tamaños varían desde 1cm hasta 100 mt. De longitud,

por lo que son denominadas macroalgas.

En general, su reproducción puede ser asexual (por fermentación ó esporas) y sexual(por gametas)

Las feofíceas y rodofíceas son productoras de ficocoloides: agar, carragenanos y alginatos. Los alginatos

tienen amplio uso en la industria alimentaria y farmacéutica, como emulsionantes y estabilizadores de

productos lácteos, espesantes de jarabes, shampoos y jabones y como anticoagulante, hemostático en

medicina. Los carragenanos son antivirales, anticoagulantes, antiulcerosos y antisépticos(evitan la

aparición de grasa en la sangre). El agar se usa como laxante, emulsificante y suspensor de alimentos,

además de emplearse en la preparación de medios de cultivo en microbiología.

El uso de algas marinas como alimento, en un principio, y aún, está restringido principalmente a las

culturas Orientales. Sin embargo, desde hace algunos años, la industria alimentaria las usa con asiduidad

y su consumo se va introduciendo en Occidente en alimentos como: flanes, sorbetes, helados,

recubriendo embutidos como jamón cocido, en mermeladas, cremas, sopa de preparación instantánea y

otros.

En dietas de adelgazamiento las algas constituyen un complemento ideal debido a la gran proporción de

fibras saciante que poseen. Además, ayudan a realizar la digestión, ya que sus mucílagos cubren las

paredes del estómago protegiendo a la mucosa gástrica del exceso de ácidos secretados y por otro lado

facilita el tránsito de los alimentos a través del intestino.

El manitol, producto relativamente frecuente ó abundante en la composición de las algas, se utiliza como

edulcorante de bajo aporte energético en numerosos alimentos.

En agricultura, las algas constituyen un excelente abono ya que presentan una mayor proporción de

nitrógeno y potasio(elementos básicos para las plantas) que el tradicional estiércol.

¿ las macroalgas marinas?Qué son

Las algas marinas bentónicas o macroalgas, son vegetales que viven debajo del agua y cuyos procesos

vitales están regidos por el equilibrio entre los procesos de fotosíntesis y respiración. En toda la costa de

Tierra del Fuego se presenta una variada vegetación marina bentónica, compuesta por macroalgas

verdes, pardas y rojas.

EXTRACCIÓN

Las algas rojas son de menor tamaño que las pardas, se encuentran a mayor profundidad, y se recogen a

mano o con rastrillos o rastras. En algunos países de Asia, la operación la realizan buceadoras que sólo

usan unos anteojos protectores y, por ejemplo, en Japón llegan a extraer hasta una tonelada y media del

alga Gelidium en 24 horas; esta misma cantidad es recolectada por los buceadores en Baja California,

México, durante una jornada de trabajo.

Para la extracción de las feofíceas, que son las algas grandes, se han logrado diseñar embarcaciones con

características especiales; por ejemplo, en México el "sargazo gigante", alga flotante, se recolecta con

una embarcación de 33.5 metros de eslora, con capacidad de 350 toneladas y autonomía para pescar

durante 20 horas, llamada Sargacero.

La extracción se lleva a cabo en forma mecánica con embarcaciones que tiene en la proa una rampa

levadiza con cuchillas en los bordes laterales y en el inferior de la misma dispuestas de tal manera que

cortan el sargazo al paso del barco. La rampa mide 9.20 metros de ancho y lleva una banda que recoge el

sargazo cortado y lo eleva hasta dejarlo caer en el depósito de almacenamiento. El corte se hace a una

profundidad máxima de 4 metros, con el fin de dejar la región de fijación de la mayoría de estos grandes

vegetales, podando" sólo el 40% del vegetal; de este modo se puede contar con materia prima suficiente

y permitir que se regeneren y queden listas para volverlas a cortar, lo cual en Macrocystis lleva un lapso

de 4 meses. Después de recoger las algas marinas y antes del proceso industrial, se hace necesario

"secarlas". Se ha calculado que para obtener un kilogramo de alga seca, se necesitan 3 o 4 kilogramos de

alga fresca. Con esto se evita que las algas, por el alto contenido de agua, se "pudran" o descompongan;

ya secas, resulta fácil lograr que se gelifiquen.

Cuando el secado se realiza adecuadamente, es posible almacenarlas por varios años, con pérdidas

insignificantes sobre todo en su contenido de gel, que es el compuesto que se utiliza para producir el

agar.

Los métodos de secado son también muy diversos, generalmente se lavan en agua de mar para quitar la

arena y los organismos que viven asociados; no se emplea agua dulce porque cambiaría la concentración

y se dañarían las células que forman el cuerpo del alga. Posteriormente se extienden en capas delgadas

sobre bastidores de bambú, plataformas de madera o rocas limpias; cuando las condiciones del clima son

adecuadas, la operación dura de uno a dos días.

Este procedimiento es común para trabajar el alga llamada "liquen de Irlanda" (Chondrus crispus)

utilizada en la industria de "carragenano". Para alcanzar mayor calidad se blanquean, rociando las secas

con agua de mar y girándolas frecuentemente.

En algunos países como Canadá, Estados Unidos y Francia, donde las condiciones climáticas no son

favorables para el secado natural de las algas, se logra hacerlo en grandes tambores calentados con

fuego, los cuales giran para que se realice un secado uniforme; aunque el costo es mayor, la calidad que

se obtiene con este método es superior.

La industria exportadora de algas marinas productoras de alginato, se sustenta en el aprovechamiento de

algas marinas pardas de los géneros Lessonia y Macrocystis, muy abundantes en las costas del Pacífico

Sur de Chile, las cuales continuamente el mar vara a las playas por las marejadas normales ocurridas en

zonas costeras expuestas de dicho litoral. Estos fenómenos naturales son denominados Algazos o

Varazones, los cuales ocurren normalmente durante el año y excepcionalmente en ciertas épocas con los

cambios estacionales

En la actualidad, se ha estimado que la producción total anual de algas, ya sea recolectadas o cultivadas,

alcanza cerca de 3.5 millones de toneladas en peso húmedo; los principales países productores son China,

Japón, Corea, Estados Unidos, Brasil, Unión Soviética, Noruega, Francia, España, Irlanda, Canadá y

México.

Extracción de alginatos.

Los procedimientos de preparación están basados en las propiedades de solubilidad de los alginatos,

según su estado iónico y su poder complejante con el calcio. Un tratamiento preliminar de las algas con

un ácido, permite eliminar los iones calcio unidos al alginato. La solubilización de las macromoléculas se

obtiene a continuación al neutralizar con una base (generalmente NaOH) formando una sal alcalina. El

alginato se precipita por reacidificación, bajo la forma de ácido algínico o por la adición de cloruro cálcico,

bajo forma de alginato cálcico. En algunos casos el calcio se elimina por un nuevo tratamiento ácido.

El producto terminado presenta características de filamentos en fino o grueso, o de polvo incoloro o

ligeramente amarillo, de sabor y olor característicos. Los alginatos se comercializan en forma de sales

sódicas, de sodio de potasio, de amonio y de calcio. Más raramente se comercializa en forma de ácido

algínico. Los alginatos pueden servir de base para la preparación de alginato de propilenglicol por

esterificación del ácido algínico. Este derivado se emplea también a nivel alimentario.

Materia prima Algas pardas

Desmineralización Sistema de lixiviación en ácido

Extracción

Molido / Digestión en presencia

de álcali

Clarificación / Filtración

Coagulación Precipitación con ácido

Lavado y Prensado

Obtención del alginato

Neutralización.

Agregado de: Carbonato de calcio, potasio o amonio

Secado

Molido

Producto final

Estandarización por mezclado

Control

Extracción de agar y furcelarana

El agar (agarosa) también es extraído de las algas rojas de la familia Rhodophycaeae, de las especies

gelidium, pterocladia y graciaria.

El agar sin moler se presenta en haces de tiras delgadas, membranosas y aglutinadas, o en fragmentos

escamosos o granulados. Presenta varios colores: anaranjado ligeramente amarillento, o gris amarillento,

o amarillo pálido o incoloro. Es resistente cuando está húmedo y quebradizo al estado seco. El agar en

polvo es blanco a blanco amarillento o amarillo pálido.

La furcelarana se extrae de otras algas rojas Furcellaria fastigiata que se encuentra en las costas de

Dinamarca y Canadá.

Los métodos de fabricación se basan en la solubilización de estas gomas en agua a 100°C durante varias

horas, a veces, en medio alcalino. Para el agar, su recuperación se logra a partir de la solución filtrada

por congelación, que produce una separación de fases. Por otro lado, la furcelarana se precipita en

presencia de cloruro potásico.

Extracción de carragenatos o carrageninas.

El proceso de extracción para su producción industrial se basa en dos propiedades de la carragenina: su

solubilidad en agua caliente y su insolubilidad en solventes orgánicos polares. En primer lugar, las algas

se lavan y se trituran bajo condiciones alcalinas para promover la extracción total del polisacárido.

Luego, el extracto acuoso caliente filtrado en presencia de tierra de diatomeas, se pasa a través de un

cedazo bajo presión. Así se obtiene un jarabe transparente que contiene carragenina en solución. A

continuación, se la precipita con alcohol en forma de fibras, permaneciendo las impurezas en solución. Se

prensa el coagulo, se lo lava y seca por evaporación bajo presión. Finalmente, se lo muele hasta obtener

un polvo fino o granulado insípido e inodoro, de color blanco a beige. Este proceso permite alcanzar un

producto de alta pureza.

Los productos comerciales se diluyen frecuentemente con azúcares para fines de normalización y se

mezclan con sal de uso alimenticio necesario para conseguir características de gelificación y

espesamiento.

Materia prima

Extracción

Purificación

Coagulación

Carragenina molida

Producto final

Para que sirven las macroalgas, utilización?

La existencia de estas comunidades o poblaciones macroalgales representan un potencial de elevado

interés científico y económico, dado que las macroalgas son materia prima de la producción de diferentes

ficocoloides (agar, alginato, carragenano), de elevado interés comercial. Macrocystis pyrifera (cachiyuyo)

que forma grandes bosques en nuestras costas, es materia prima para la producción del

alginato.Lessonia nigresens y Durvillea antarctica (cochayuyo), constituyen en Tierra del Fuego extensas

praderas, dos géneros que como el anterior, son también materia prima de la producción del alginato. El

alginato es un ficocoloide usado en diferentes industrias, fabricación del papel, vidrio, fijación del color

de las telas, como estabilizador y espesante de pinturas; y en la industria alimenticia (elaboración de

dulces, gelatinas, sopas, mayonesas, yogurt, helados y diferentes embutidos de la carne). Además las

especies de los géneros Mazzaella, Sarcothali, Gigartina son utilizadas como materia prima en la

producción de carragenano. El carragenano es un ficocoloide de amplia utilización en la industria

alimenticia (realización de dulces, gelatinas, yogurt, diferentes embutidos).Las especies de estos tres

géneros forman en Tierra del Fuego densas poblaciones. También todas las macroalgas mencionadas, en

los párrafos anteriores, son empleadas en cosmetodología, en farmacología y en medicina. Mientras que

otras: Phorphyra (luche rojo), Ulva (luche verde), Durvillea, etc. son usadas en la alimentación humana

en reemplazo de los vegetales o de la carne o mezclados con las harinas para panificación, y

conjuntamente con otras especies son empleadas en la preparación de fertilizantes, dietas balanceadas

para animales, o las calcáreas para corregir el pH de suelos ácidos.

El agar es una mezcla de polisacáridos complejos, básicamente agarosa (polímero de galactosa) y

agaropectina (formada por galactosa y ácido urónico esterificados con ácido sulfúrico), compuesto

insoluble en agua fría y soluble en agua caliente. Al enfriarse compone una masa gelatinosa formando un

coloide; se extrae principalmente de las algas marinas de los géneros Gelidium y Gracilaria que son algas

rojas abundantes en las costas de muchos países. Este coloide puede tener varias presentaciones

comerciales: tiras delgadas, granulado, copos, tabletas, etc. se emplea como suspensor, estabilizador y

espesante en la fabricación de alimentos como quesos cremosos, sopas, salsas, yogurt, jaleas, confituras,

helados, jarabes y mayonesa, ya que les confieren la consistencia deseada.

El agar, se caracteriza por no ser atacable por los ácidos gástricos ni absorbible, factores que la hacen

ideal como complemento para corregir estreñimiento, proteger la mucosa gástrica y regular el tránsito

intestinal.

El carragenano es otro polisacárido con propiedades químicas y aplicaciones diferentes al agar; las

principales algas de las que se extrae son el "liquen de Irlanda" (Chondrus crispus) y el "pelo de cochi"

(Gigartina canaliculata) abundantes en las costas del Pacifico y del Atlántico norte; Canadá, Estados

Unidos y Dinamarca, son los países que más las explotan; en la actualidad otros países que se encuentran

lejos de estas zonas, como en África, Indonesia, Filipinas y Malasia, están empezando a extraer este

producto de otro género, la Eucheuma.

La acción del carragenano se conocía empíricamente, desde hace siglos, en los pueblos costeros

de Inglaterra, Irlanda y Francia, en donde sus habitantes agregaban concentrados extraídos de estas

algas rojas a la leche para cocerla, cuando se enfriaba, adquiría una consistencia semejante a gelatina;

en la actualidad a este alimento se le conoce como blancamanger o "manjar blanco", y se consume como

postre.

Los químicos de nuestra época han logrado conocer la composición del carragenano y producir diversos

tipos de este compuesto, según las necesidades de su aplicación. El carragenano tiene usos comunes con

el agar, se emplea principalmente en la industria alimentaria; por ejemplo, en los productos lácteos, en la

elaboración de bebidas, en productos de pastelería, en las conservas de carnes y pescado, en aderezos de

ensaladas y salsas y en la preparación de alimentos dietéticos. Esta gran diversidad de aplicaciones hace

que continuamente estén surgiendo nuevos métodos para su aprovechamiento.

En la industria farmacéutica se emplea en menor proporción que el agar y con él se preparan pastas y

polvos dentífricos así como compuestos farmacéuticos insolubles. En otras industrias, como la de las

pinturas, se emplea en acuarelas, también se usa en la de textiles, en la de curtiduría de cueros, etc.

Resulta muy útil como endurecedor y aglutinante.

Del alga roja Furcellari fastigiata, abundante en las costas de Dinamarca, Unión Soviética y

Canadá, desde hace 30 años se extrae un nuevo coloide llamado furcelarano que es empleado en la

producción de gomas para alimentos como mermeladas y otras conservas, jugos de frutas, cervezas y

alimentos dietéticos; también se usa en los dentífricos.

La algina nombre común que se le da a las sales del ácido algínico, sobre todo al alginato de sodio, se

obtiene de las grandes algas pardas que abundan en el Pacífico y Atlántico norte, principalmente del

sargazo gigante (Macrocystis pyrifera) que, a pesar de no ser el alga más rica en este compuesto, por su

gran tamaño es la mas rentable, ya que se puede recolectar en grandes cantidades por medios

mecánicos.

Otras fuentes de algina son las algas de las especies Ascophyllum nodosum y Laminaria digitata, y de los

géneros Ecklonia, Nereocystis Sargassum y Fucus, todas ellas feofitas y abundantes en los mares fríos.

Las propiedades químicas de la algina la hacen un compuesto de gran utilidad en la industria: se disuelve

en agua formando una solución extremadamente viscosa, espesa como la miel, a tal grado que es difícil

pasarla de un recipiente a otro, por lo que resulta ideal como agente espesante, estabilizador, suspensor

y gelificante, además de ser capaz de formar delgadas películas sobre las superficies.

Los diversos compuestos de alginas y alginatos tienen amplia aplicación en diversas industrias: en la

alimentaria, en la confección de helados para evitar la formación de cristales de hielo, en salsas y

aderezos para ensaladas, preparados de carnes, embutidos, conservas de pescado, preparación de vinos,

cervezas, etcétera; en la farmacéutica, como aglutinante de píldoras, pastillas y ungüentos, en pastas

dentífricas, en cremas cosméticas, champús y jabones, en moldes dentales y ortopédicos; en la industria

textil sirven para que las tintas no se extiendan en las telas.

Tienen además otros usos industriales muy diversos, como su empleo en la producción de materiales de

construcción: alquitrán y asfaltos, madera artificial, productos aislantes, etcétera; su aprovechamiento en

la preparación de esmaltes y cerámicas, espumas antiincendio, ceras para pulir automóviles, lubricantes

para perforaciones petrolíferas, revestimiento de películas fotográficas, etcétera.

Además de estos productos elaborados con algas para uso industrial, existen otros de menor valor actual,

pero con grandes posibilidades en el futuro, como son el hipneano, el fumorano, el iridoficano y el

filoforano que se obtienen de algas rojas.

OTROS USOS

Las algas también son aprovechadas como piensos, es decir, alimento de animales, y como fertilizantes,

que en últimos tiempos se ha extendido gracias al diseño de métodos industriales para su preparación.

Un ejemplo de su empleo como pienso se encuentra en Islandia, donde permiten pastar a ovejas y

caballos en las playas cubiertas con algas. En Irlanda se produce harina, a partir del alga Acophyllum

nodesum para complementar la dieta de las ovejas.

Las principales algas utilizadas como abonos son Macrocystis y Ascphyllum que son magníficos

acondicionadores del suelo, lo cual favorece el desarrollo de las plantas. Un ejemplo se puede observar en

Francia, donde los agricultores aprovechan los "algazos" para fertilizar sus cultivos de cebada, patatas,

hortalizas y viñedos, obteniendo magníficos resultados

FORMAS DE CONSUMO

Su consumo directo, como alimento, cada día está más extendida. Se las puede consumir fresca, donde

precisan de un lavado previo y de un tiempo en remojo para quitarles la salinidad que le es propia, sin

embargo, en Occidente se comercializan previamente lavadas y desecadas. En tal caso también deben

dejarse en remojo para que se rehidraten y adquieran su consistencia natural.

En Japón muchos de los guisos llevan algas, los más comunes son el nori, el wakame y el kombu, que

complementan platos tradicionales como el sushi y las albóndigas de arroz y pescado. El alga utilizada

para el nori es Porphyra, para el wakame se usa la Undaria y para el kombu, la Laminaria.

En otros países las algas verdes del género Caulerpa se comen crudas o cocidas, como en Filipinas,

Malasia, Guam y Singapur; las algas pardas Sargassum y Turbinaria se consumen frescas, cocidas en

leche o ahumadas, en Polinesia, China, Japón y Malasia; y diversas especies de algas que se consumen

crudas o hervidas y mezcladas con otros alimentos, forman el llamado limu, ampliamente utilizado en

Hawai, islas que tienen gran variedad de platillos confeccionados con algas.

En Europa los principales comestibles que emplean algas son el "tangle", preparado con Laminaria

saccharina, en Escocia; el "dulce" confeccionado con Rhodymenia, en Irlanda; en Inglaterra se prepara

una especie de pan gelatinoso con Laminaria y Chondrus; en Unión Soviética se come la Laminaria como

"col de mar"; etcétera.

En América del Norte, en Canadá, se utiliza el "dulce" para aderezar los platos de carne y pescados; en

Estados Unidos emplean el alga parda gigante Nereocystis para preparar el seatron, con la planta

desalada, aromatizada y endulzada; en el Caribe se usan varias especies de algas para hacer gelatinas;

los habitantes de Chile consumen la Ulva con el nombre de "luche" y a Durvillea como "cochayuyo",

empleándolas en la preparación de sopas densas y ensaladas.

NORI. Es un alga marina rica en proteínas, conteniendo grandes cantidades de vitamina A ( tanta como

la zanahoria), C y B1.Tiene la propiedad de facilitar la digestión, ayuda a eliminar los acumulos de grasa y

es de gran ayuda para controlar el colesterol. Su consumo se recomienda especialmente a las personas

con problemas de visión. La forma más simple de consumirlas es tostándolas ligeramente en una sartén

seca, hasta que se vuelvan de un color verde brillante, y luego desmenuzarlas directamente sobre el plato

que se quiere acompañar.

WAKAME. Alga del grupo de las feofíceas, rica en vitamina C y niacina, conteniendo mucho calcio. Su

gran riqueza en vitamina del grupo B la hacen muy útil en los casos que hay que aumentar el consumo de

estas vitaminas, como en nerviosismo, estrés, depresiones, ciática, lumbago, etc. Además de tener

cualidades como protector del aparato digestivo y regulador del tránsito intestinal. En crudo combina

muy bien en ensaladas y con todo tipo de verduras. Para aprovechar mejor sus cualidades es preferible

remojarlas una media hora antes. También se puede usar para ablandar y acelerar la cocción de las

legumbres secas.

KOMBU. Es una especie del género Laminaria que crece espontáneamente en los mares del Norte y que

presenta un color verde pardusco. Es una de las algas más ricas en yodo. Su contenido en ácido algenico,

hace que actúe como un limpiador natural y eliminador de toxinas para los intestinos, muy útil contra la

colitis. Contiene azúcares simples como la fucosa y el manitol, que la hacen apropiada para los diabéticos,

ya que no aumenta el nivel de azúcar en la sangre. Actúa como un suave estimulador del sistema linfático

y es muy beneficiosa contra la hipertensión. Gracias al ácido glutámico que contiene, tiene la propiedad

de ablandar las fibras de otros alimentos, por ejemplo si se añade a los cocidos garbanzos lentejas, habas

de soja, y otras legumbres secas, se ahorra minutos de cocción y los alimentos salen más tiernos y

gustosos.

SPIRULINA. Se trata de una alga unicelular. Es una de las fuentes naturales mas ricas en proteínas

descubiertas actualmente. Su contenido proteico es superior a la de la carne, el pescado y los huevos; el

aminoácido que mas abunda es la fenilalanina.

También es una fuente notable de vitaminas, sobre todo del grupo B, de β-caroteno y de minerales, entre

los que se encuentra el Hierro en cantidades significativas.

Es una pequeña alga en forma de espiral, que mide un cuarto de milímetro, es decir 250 micras, es

producida con mucha facilidad en los lagos de las tierras áridas, que tienen gran cantidad de sales

minerales.

Esta alga contiene un 70% de proteínas, contra un 8% del trigo, un 7% del arroz y un 2% de la papa. Es

de muy fácil digestión debido a que carece de celulosa, sus ácidos grasos esenciales no saturados son

factor de conocida importancia en la prevención de enfermedades vasculares. Su composición de

aminoácidos señala que la spirulina presenta una estructura semejante a la yema del huevo. Posee,

además, 24% de carbohidratos, así como pigmentos, minerales y vitaminas A, B1, B2, B6, C, E y la

excepcional vitamina H. Actualmente se le utiliza también en la acuicultura, ya que acelera el

crecimiento, la madurez sexual y estimula la ovulación y reproducción sexual de moluscos y peces.

Gracias a su alta proporción de pigmentos amarillos y anaranjados, puede dar coloración a la carne de

pollo y a la yema de huevo; a la mantequilla le confiere un amarillo intenso.

LAMINARIA.

Es una alga parda que contiene algina, oligoelementos, yodo, vitaminas A, B, C, E y matinol. Los alginatos

obtenidos de estas especies son empleados como estabilizadores de mayonesas, goma de mascar y

cremas heladas. Los alginatos son digeribles por el organismo, al contrario que el Agar Agar, que es casi

inatacable por el jugo gástrico e intestinal.

FUCUS. Se trata de un alga parda del grupo de las Feofíceas y que debe su color característico a la fuco

xantina. Destaca en su composición la algina (ácido algínico y sus sales), manitol, yodo en cantidades

notables, así como vitaminas A, B, C y E, y fucoidina (polisacárido mucilaginoso con un 30-70% de L-

Fucosa). Se incorpora en complementos de dietas de adelgazamiento.

MUSGO DE IRLANDA. En estas algas rojas se destaca la presencia de sales minerales, proteínas y ácidos

grasos. Su principal componente es el carragahen, formado por carragenatos ( sales sódica, potásica y

cálcica del ácido carragénico) y carrageninas. Es eficaz contra las diarreas, los trastornos urinarios y las

infecciones crónicas del pecho y además es la base de preparados protectores de la mucosa gástrica. Se

emplea en personas con ulceras y en las que presentan intolerancia a ciertos medicamentos. Se utiliza

como agente gelificante y de espesamiento en la industria alimentaria. Con a leche da un gel líquido por

la formación de un complejo con la caseína, propiedad que se aprovecha en la preparación de flanes

instantáneos y budines. Se puede usar como espesante de sopas y salsas.

ESPAGUETI DE MAR. (Himanthalia Elongata) Sus formas alargadas, de hasta 2 metros de largo y

estrechas, le dan el nombre a esta alga parda muy sabrosa y frecuente en litorales profundos y aguas

movidas. Tiene alto contenido en hierro.

DULSE. (Palmaria Palmata) de color rojo, crece en aguas superficiales, con fuerte consistencia y sabor, y

gran aporte de calcio, minerales y oligoelementos.

ARAME. (Eisena Arborea) alga pequeña que crece en aguas medias y precisa ser hervida después de la

recolección y antes del secado para que ablande. Tiene un sabor muy aceptable para los no iniciados y se

ha usado con eficacia en el tratamiento de la hipertensión y de trastornos ginecológicos.

ECOLOGÍA: Uno de los problemas nutricionales actualmente, es la ausencia de proteínas en la

alimentación de amplios sectores de la población mundial. Por lo cual, las vitaminas y proteínas de las

algas, podrían constituir un complemento nutritivo de gran valor que puede contribuir a que la

humanidad llegue a asegurar a todos los seres el derecho a la vida.

Es importante señalar que en la explotación de las algas, como en la de todos los recursos renovables, se

debe estimar el potencial actual y futuro para así evitar el subaprovechamiento o la explotación

irracional. Los estudios para cuantificar los mantos son muy variados y van desde su observación a través

del buceo, hasta su evaluación usando el procesamiento digital de imágenes multiespectrales, por medio

de la fotografía aérea infrarroja, así como los estudios que aplican las imágenes de satélite.

Las comunidades y poblaciones macroalgales deben ser utilizadas bajo un serio control científico- técnico

con el fin de evitar el deterioro o la destrucción del recurso natural renovable. Por este motivo el objetivo

fundamental del grupo de ficología del CADIC está abocado a conocer la biodiversidad de las macroalgas

y su abundancia, es decir qué especies y en que cantidad se encuentran los distintos taxones en

diferentes localidades de las costas fueguinas a fin de determinar las áreas factibles de explotación y la

utilización diversa del recurso. Además establecer el tiempo de crecimiento y modo de reproducción de

cada especie, en que meses del año se encuentran los estados fértiles y su modo de crecimiento, con el

objetivo de precisar el correcto manejo del recurso, señalando en que momentos del año se debe

suspender la cosecha, por encontrarse las especies en crecimiento o en sus estados fértiles. También

estos conocimientos permiten manifestar el impacto ambiental que ejerce sobre estas poblaciones

macroalgales la ejecución de obras costeras, y como éstas deben realizarse para evitar la destrucción de

los ecosistemas marinos.

La investigación:

El reto más importante, a mi juicio, para la producción sostenible de algas con alto contenido en grasas

estriba en la selección de las especies y/o variedades óptimas para cada caso concreto. Se pueden

cultivar algas con aguas muy diferentes: saladas, dulces, limpias, residuales, etc. También puede variar la

temperatura del agua y la fluctuación de esa temperatura a lo largo del período de cultivo. Encontrar una

respuesta para cada caso concreto exige un gran esfuerzo de investigación, especialmente en el campo

de la biotecnología, y un desarrollo que garantice el éxito de las nuevas tecnologías. Afortunadamente

en ASTURIAS hay investigadores y centros de investigación, tanto públicos como privados,

perfectamente preparados. El Informe COTEC para 2005 recientemente publicado señala que el esfuerzo

de nuestra Comunidad en I+D es del 0,88% del PIB, bastante menor que el del conjunto de España

(1,13%). Es evidente que ASTURIAS tiene que esforzarse en este campo.

El Séptimo Programa Marco de la Unión Europea concede gran prioridad a la investigación sobre biomasa,

incluyendo la de los bio-carburantes de segunda generación. Igualmente el apoyo al desarrollo de la

biomasa es un importante objetivo para los Fondos Estructurales y de Cohesión, facilitando la

financiación comunitaria para el suministro de equipos para la producción de biomasa o para las

instalaciones de elaboración de bio-carburantes. La Comisión ha propuesto unas Directrices estratégicas

de desarrollo rural que hacen hincapié en las energías renovables y, en particular, en las cadenas de

suministro de biomasa, instando a los Estados miembros y a las Regiones a que al preparar sus marcos de

referencia y sus programas operativos tengan en cuenta las ventajas potenciales de la biomasa.

Asturias ha diseñado una estrategia conjunta para que los Fondos europeos ayuden a fomentar una

economía basada en el conocimiento. Entre los VARIOS objetivos intermedios propuestos se encuentran

el de reducir la dependencia energética y optimizar las energías renovables, el de fortalecer la

competitividad de las empresas apoyando el I+DT y el de fomentar la innovación empresarial. La puesta

en marcha de un programa de investigación y desarrollo para la elaboración de biodiesel a partir de algas

propiciaría grandes oportunidades para Asturias, ayudándonos, al mismo tiempo, a cumplir los objetivos

de Kyoto y a avanzar hacia las metas propuestas en el Acuerdo de Lisboa.

Manos a la obra,

Creo que aquí viene como anillo al dedo, una afirmación del Nobel italiano Carlo Rubia: La innovación es

la mejor energía renovable.

Recursos humanos

Plan de Recursos Humanos

Organización Funcional

La organización funcional tratará de estructurar de la forma más adecuada los recursos humanos e

integrar éstos con los recursos materiales y financieros con el fin de aplicar eficazmente las estrategias

elaboradas y los medios disponibles, y conseguir los objetivos propuestos.

Entre estos objetivos, podemos destacar los siguientes:

Dirección, cultivo, desarrollo de viveros, mecanización, control de calidad , de stock y abastecimiento.

Depto. De ventas, administración y logística de control.

Plan de Contratación

El plan de contratación contempla la creación de 6 puestos de trabajo (iniciales) , entre los que esta

decidido que 2 de ellos sean femeninos, 1 puesto de éstos para incapacitado y 2 técnicos , además del de

dirección de planta .

Estos serán de tipo tiempo completo y temporales que luego serían indefinidos según nuestro cálculo . (a

los 6 meses aproximadamente)

El empresario debe reflexionar sobre los siguientes conceptos:

El salario se ajustará a los convenios en vigor para el tipo de actividad.

La jornada de trabajo será según el convenio del sector.

Política salarial

Estableceremos los salarios para cada categoría de trabajadores, para ello tendremos en cuenta el

mercado de trabajo, el grado de cualificación y la experiencia de cada trabajador, los convenios

colectivos, los costes, etc.. Asimismo debe establecer una previsión anual del incremento salarial en

términos porcentuales y los regímenes de Seguridad Social para cada categoría de trabajador.

Referente al plan de externalizaciones solo pensamos en que la gestión administrativa, confección de

nóminas, teneduría de libros y otros, pueda ser llevado por una gestora para no descuidar ningún detalle

legal sobre los mismos.

____________________________

Localización: Ubicación

La planta estaría ubicada en Asturias, en un predio de 15000 mts2, cerca de fuentes de CO2 .

Esta muy bien ubicado en una zona con mucho CO2 en el aire y muy soleada. Cuenta con muy buenos

accesos, junto a una carretera nacional importante y cerca del centro urbano.

El mantenimiento se hace mas fácil debido al terreno semillano .

En el mismo estaría el vivero, la planta de foto-bioreactor, el almacenaje y las piletas de cultivo de cepas,

almacenes de secado y deposito.

Solamente la oficina comercial estaría en el centro de la ciudad de Langreo, cuyo predio estaría alquilado

por 3 años con opción a compra.

Otras financiaciones que buscaremos en su momento :

Arrendamiento financiero: Arrendamiento de bienes muebles e inmuebles. Ofreceremos la ventaja de

poder disponer de un bien sin desembolsar la totalidad de la inversión.

Leasing: Arrendamiento financiero, a medio o largo plazo, de bienes de equipo o inmuebles destinados a

finalidades empresariales o profesionales. Al final del contrato, se puede adquirir el bien por un valor

residual

Renting: La compañía de renting alquila el bien al arrendatario y le garantiza el uso y disfrute del

mismo.

Garantía Recíproca: Las Sociedades de Garantía Recíproca avalan a las empresas con objeto de

facilitarles el acceso al crédito.

TODO EL DETALLE DE INVERSION Y RESULTADOS SE ADJUNTA EN EXCEL -

Estructura Legal de la Empresa

Elección de la Forma Jurídica de la Empresa

Para tomar una decisión al respecto es necesario, en primer lugar, conocer los distintos tipos de forma

jurídica que la ley recoge, sus requisitos, ventajas e inconvenientes. Además valoraremos otros factores.

Trámites para la Constitución de la Empresa y/o Puesta en marcha de la empresa

Decididiremos la forma jurídica a adoptar, explicaremos qué trámites serán necesarios realizar para la

constitución de la sociedad y/o puesta en marcha de la empresa. Para una mejor comprensión de todos

ellos suele distinguirse entre trámites de constitución, es decir, aquellos que dan como resultado el

nacimiento de la empresa como entidad, y trámites de puesta en marcha, que normalmente son comunes

a todas las formas jurídicas. Existen además trámites específicos por razón de actividad.

Datos de Identificación de la Empresa

Concluidos los trámites descritos anteriormente, en caso de sociedad, identificaremos ésta con sus datos

básicos. Los datos de identificación de la Empresa serían los siguientes:

Razón social : BIOD2 (SL)

CIF :

Forma Jurídica: Sociedad Anónima, Sociedad Limitada, Empresario Individual, Cooperativa, Otras(sin

especificar)

Domicilio social

Capital social

% desembolsado

Ampliación prevista

Fecha de ampliación

Relación de socios: Nombre y apellidos o razón social, DNI o NIF y porcentaje

Objeto social

Organos de administración y gestión

Calendario de ejecución

La creación y puesta en marcha de la empresa requiere finalmente realizar una serie de trámites administrativos y ejecutar las acciones de inversión y gastos que permitirán el ejercicio de la actividad empresarial.

Inversiones y gastos: HITOS

Paralelamente a los trámites administrativos, tenemos que realizar las inversiones y gastos necesarios

para la puesta en marcha de la empresa. Se establecen unos hitos fundamentales, distinguiendo entre

terrenos, edificaciones e instalaciones por un lado, y bienes de equipo y otras inversiones del

inmovilizado inmaterial por otro.

Terrenos, locales o edificaciones e instalaciones

Compra de terrenos Compra o

alquiler de locales Inicio de las

edificaciones e instalaciones Conclusión de los edificios e

instalaciones

Bienes de equipo e inversiones inmateriales

Petición de los equipos - Recepción - Montaje - Conclusión

Planificación del punto cero

Debemos planificar el punto cero en la puesta en marcha de la empresa a partir de los hitos establecidos .

Resumen y valoración

Resumen

Aspectos más destacados del proyecto:

Actividad – Cultivo de algas para Biodiesel y otras variedades para consumo alimentario .

Ubicación – A DETERMINAR

Cifra de inversión - VER ANEXO EN EXEL

Empleo - 6 puestos directos ( 3 ind. + 2 fem. +1 disc.)

Rentabilidad interesante a mediano plazo y muy alta a largo plazo.

Calendario de ejecución – inmediata y sujeta a la concesión de las ayudas e inversiones.

Valoración

Factores que pueden incidir en la valoración social del proyecto:

creación de empleo, utilización de recursos naturales o factores productivos de la zona, incremento de

productividad, tecnología, carácter dinamizador para la zona, zona prioritaria, alta captación de CO2,

energía renovable y de rápida reproducción, etc.

TRAMITES: Resumen por orden cronológico

FOTOGRAFIAS DE APOYO AL PRESENTE (COMO REFERENCIAS)

Plano en 3d de una gran planta de Bio-algas de 10 hectareas :

DIFUSORES DE CO2

"CULTIVO DE ALGAS EN LABORATORIO"

"COSECHA DE ALGAS OBTENIENDO 1,5GRS. POR LITRO "

ANEXO 1: CONVERSION A BIODIESEL :

PROCESO DE ELABORACION DE BIODIESEL - BIOD2

Biodiésel de Algas. Proceso de producción de biodiésel utilizando algas.

¿Que es un biocarburante o biocombustible?

Los biocarburantes o biocombustibles son combustibles que se generan a partir de procesos biológicos,

son de origen biológico no fosilizado. Presentan una gran cantidad de ventajas frente los combustibles

fósiles, entre ellas producir bastante menos cantidad de C02, principal gas causante del efecto

invernadero. Al tratarse estos de recursos inagotables, son excelentes para reemplazar los combustibles

que se producen en base al petróleo, el cual escasea y por otro lado produce grandes efectos

contaminantes en la atmósfera, como el efecto invernadero entre muchos otros. Este tipo de

biocombustibles, están caracterizados por la posibilidad de aplicación a los actuales motores de

combustión interna, y ya son muchos los vehículos que se están fabricando para funcionar con este tipo

de carburantes.

Existen diferentes tipos de biocombustibles que mencionaremos a continuación:

Bioetanol: Etanol generado a partir de la biomasa o de una fracción biodegradable de residuos.

Biodiésel: éster metílico generado a partir de un aceite vegetal, algas o animal de calidad similar al

gasóleo.

Biogás: combustible gaseoso generado a partir de la biomasa de vegetales y/o a partir de la fracción

biodegradable de los residuos.

Biometanol: metanol generado a partir de la biomasa de vegetales.

Biodimetiléter: dimetiléter generado a partir de la biomasa de vegetales.

BioMTBE (metil ter-butil éter): combustible generado a partir del biometanol.

Biocarburantes sintéticos: hidrocarburos sintéticos o sus mezclas, generados a partir de la biomasa

vegetal.

Aceite vegetal puro: obtenido a partir de plantas oleaginosas mediante presión, extracción u otros

procedimientos comparables, crudo o refinado, pero sin modificación química.

En este trabajo se va a analizar la producción de biodiésel utilizando como materia prima algas, las

propiedades de este tipo de biocombustibles frente a otros de origen vegetal, los tipos de algas que se

utilizan, los distintos procedimientos que se realizan para la obtención de biodiésel a partir de algas, el

desarrollo de investigaciones para la producción de este tipo de biocombustible en el mundo, así como las

ventajas y las desventajas de utilizarlo.

Algunas características del biodiésel

Como se menciono anteriormente el biodiésel es un éster metílico generado a partir de un aceite vegetal,

algas o animal. No es contaminante ya que aunque su combustión produce C02 que va a pasar a la

atmósfera, se supone que es el mismo que las plantas o las algas de las que proviene absorbieron

durante su crecimiento, por lo tanto se libera a la atmósfera prácticamente la misma cantidad de CO2 que

se consumió. Es biodegradable, no es tóxico, y típicamente produce cerca de 60 % menos emisiones de

dióxido de carbono. Sus emisiones de smog son 65 % menores que el diesel derivado del petróleo.

Algunos de los usos del biodiésel son autos movidos a biodiésel, calefacción para el hogar en base a

biodiésel, generadores de electricidad en base a combustible biodiésel, etc.

Producción de biodiésel en base a algas BIOD2

Para obtener biodiésel a partir de algas primero se debe extraer el aceite de estas y por un proceso

química llamado transesterificación es posible obtener biodiésel. El cultivo de microalgas y la obtención

de aceite a partir de este presenta muchas ventajas con respecto a los cultivos terrestres. Por un lado

presentan una tasa de crecimiento mucho mayor y por otra lado la producción de aceite por área esta

estimada entre 4.6 y 18.4 l/m2, esto es de 7 a 30 veces mayor que los mayores cultivos terrestres. No

requiere de grandes superficies para su producción. En una superficie de 52.000 km2, se pueden obtener

95 millones de barriles de biodiésel al día a un precio sensiblemente inferior al del petróleo actual.

Se trata de una fuente de producción de energía en continuo, inagotable y no contaminante porque no

moviliza carbono fósil, sino que utiliza el exceso de carbono (CO2). Contribuye de esta forma a paliar el

efecto invernadero y a restablecer el equilibrio térmico del planeta. En comparación con otros vegetales

utilizados para la producción de biodiésel, el fitoplancton parece ser el que mas rendimiento tiene.

Algunos estudios señalan los siguientes niveles de producción anual de volumen de aceite por km2:

Algunas características y ventajas del biodiesel BIOD2 producido a partir de algas son las siguientes:

Las algas tienden a producir una alta cantidad de ácidos grasos poliinsaturados, lo que disminuye la

estabilidad del biodiésel. Pero los ácidos grasos poliinsaturados tienen puntos de fusión bajos por lo que

en climas fríos es mucho más ventajoso que otros tipos de biocombustibles.

La producción de aceites a partir de algas es 200 veces mayor que en plantas. Por lo que también es

mayor la producción de biodiésel.

Posee un alto rendimiento y por lo tanto un bajo costo.

La producción de biodiésel de algas tiene las características de reducir las emisiones de CO2 y

compuestos nitrogenados de la atmósfera.

Promotor: Alberto Luzardo Castro – BIOD2

C/Raigosu 24– (33930) Langreo Asturias-Spain

+34 660735324 - +34 984181443

aluzardo@aol.es - www.biod2.luzardobulkers.com