Microalgas, en busca de una revolución verde

Las diversas posibilidades de las microalgas

Imagen: Wikimedia

La importancia y las oportunidades medioambientales y económicas de las microalgas se intuyen una vez que se conocen sus características básicas. Estos organismos unicelulares, los primeros del planeta en realizar la fotosíntesis, son claves en el equilibrio planetario: aprovechan la energía del sol para producir biomasa, son la base de las cadenas tróficas que viven en los océanos y absorben buena parte del CO2 de la atmósfera, que transforman en oxígeno. Sin ellas, los seres humanos y gran parte de la vida de la Tierra no sería posible.

Sin las microalgas, los seres humanos y gran parte de la vida de la Tierra no sería posible

Una de las posibilidades que más interés ha suscitado en la actualidad es su transformación en biocombustible, gracias a sus múltiples ventajas. Según sus defensores, su productividad es muy superior a otro tipo de cultivos energéticos utilizados hasta ahora. El volumen de aceite que pueden producir es muy superior al de otras plantas. Se estima que son 300 veces más eficientes que la soja y 25 veces más que la palma. Su tiempo de crecimiento es imbatible: una cosecha puede estar lista en pocos días, frente a los varios meses de cualquier otro cultivo convencional.

Las microalgas se consideran biocombustibles de segunda generación, ya que no sustituyen a cultivos dedicados a la alimentación humana. Se pueden producir en cualquier medio acuático, incluso en agua salada de baja calidad o en aguas residuales, siempre que cuenten con luz y nutrientes básicos para sus funciones. Por ello, una de las ideas es la construcción en zonas marginales de fotobiorreactores, tanques cerrados que ofrezcan condiciones óptimas para su crecimiento.

El producto final obtenido es muy biodegradable, no contiene sustancias tóxicas y se puede utilizar de forma directa en motores diésel adaptados, sin tener que mezclarlo con derivados del petróleo.

Cambio climático, alimentos saludables y depuración de aguas residuales

Por si fuera poco, sus aplicaciones no acaban como combustible. Gracias a su capacidad de absorber CO2 y otros gases de efecto invernadero, como los óxidos de nitrógeno, las microalgas contribuyen a mitigar el cambio climático. Diversos proyectos de investigación se centran en esta virtud y plantean la construcción en las instalaciones industriales de sistemas con microalgas que actúen como sumideros de esos gases.

El aprovechamiento de las microalgas para la producción de nuevos alimentos saludables ofrece muchas expectativas. Según sus impulsores, se podrían diseñar productos que paliaran los desequilibrios en la composición de ácidos grasos de la dieta o tuvieran diversas propiedades antioxidantes y anticancerígenas. La idea no resulta extraña en lugares tan diversos como el Chad (África) o el lago Texcoco (México). Sus poblaciones nativas se han alimentado desde hace muchos años con productos elaborados a partir de una microalga, la Spirulina. Por otra parte, también podrían ser la base de piensos ecológicos para granjas animales y de acuicultura. Y no hay que olvidar que, al igual que su vertiente como biocombustible, se podrían cultivar en zonas no destinadas a plantaciones convencionales de alimentos.

Se estima que son 300 veces más eficientes que la soja y 25 veces más que la palma

El tratamiento de aguas residuales también podría utilizar las microalgas y ser mucho más ecológicos. Las depuradoras convencionales necesitan productos químicos y energía para realizar su trabajo. Estos organismos podrían, al menos en la última fase del proceso de tratamiento, limpiar el agua al aprovechar los desechos orgánicos como nutrientes. Por ello, algunos investigadores también estudian sus posibilidades para desarrollar sistemas de biorremediación de zonas contaminadas.

Principales avances sobre microalgas

En los últimos años, las nuevas oportunidades económicas y medioambientales y los avances en ingeniería genética han reactivado las investigaciones sobre microalgas. Uno de los pioneros es John R. Coleman, de la Universidad de Toronto (Canadá). Junto con otro investigador, Ming-De Deng, logró en 1999 modificar los genes de la Cyanobacteria, de manera que generaba etanol mientras crecía. Los científicos patentaron el sistema y crearon una empresa, Algenol Biofuels, para su explotación comercial. La multinacional Dow Chemical apoya el proyecto para la construcción de una planta piloto de más de 3.000 fotobiorreactores.

Imagen: WikimediaEn 2006, varios investigadores del Instituto de Microbiología Molecular y Biotecnología de Alemania lograron obtener biodiésel en un solo paso gracias la modificación genética de varias bacterias y microalgas. El estudio se continúa en en Joint BioEnergy de EE.UU. y en Amyris, considerada una de las empresas biotecnológicas más innovadoras de 2009, que planea producir biodiésel a gran escala en 2011.

El año pasado, investigadores de la Universidad de Michigan (EE.UU.), daban a conocer un sistema de cocción a presión para producir microalgas de forma más rápida, económica y eficiente que otros sistemas. El equipo, liderado por los científicos Arthur F. Thurnau y Phillip Savage, estudia también el potencial de algunas bacterias para la creación de nuevos biocombustibles.

Aunque sin duda, el investigador más conocido es Craig Venter. Responsable del proyecto privado para descifrar el genoma humano, dirige también Synthetic Genomics, que también dio mucho que hablar como supuesto creador de «vida artificial«. Uno de los objetivos de la empresa de Venter es la creación de biodiésel a partir de microalgas modificadas genéticamente. Apoyos poderosos no le faltan: el proyecto recibía en 2009 una inversión de unos 417 millones de euros de la primera petrolera del mundo, Exxon. Sus responsables reconocen que necesitarán entre cinco y diez años para poner a la venta un biocombustible comercial.

Desafíos de las microalgas

Imagen: WikimediaLa idea de aprovechar las microalgas no es nueva. En la década de los cincuenta del siglo XX empezaron a considerarse como una fuente alimenticia saludable para hacer descansar a los cultivos convencionales. Por su parte, las primeras investigaciones serias sobre su uso como biocombustible datan de los años setenta, cuando en plena crisis del petróleo la búsqueda de alternativas a esta energía no renovable se hizo prioritaria. Sin embargo, el uso práctico de las microalgas todavía no ha pasado de una fase de investigación más o menos desarrollada. Las razones o los desafíos que deben hacer frente sus impulsores son varios:

Necesidad de más tiempo e inversiones: un caso claro es el sucedido con las primeras investigaciones de biocombustibles con microalgas. Cuando el petróleo volvió a sus cauces «normales», se dejaron de financiar unos estudios que no habían logrado resultados palpables.

Dificultades para lograr una producción comercial a gran escala: para crear microalgas a un precio competitivo, los fotobiorreactores deberán optimizar factores como la iluminación, el suministro continuo de nutrientes y CO2, o el mantenimiento de una temperatura y unas características fisico-químicas del cultivo adecuadas.

Más investigaciones: se conocen más de 40.000 especies de microalgas, de las que solo unas decenas se han explorado en sus usos potenciales, como la Scenedesmus obliquus, la Chlamydomonas rheinhardii, la Chlorela vulgaris o la Dunaliella tertiolecta.