Algas convierten aguas residuales en biodiésel y productos farmacéuticos

La investigadora de NMBU, Suvidha Gupta, utiliza algas para crear valor a partir de las aguas residuales. Ellos purifican el agua – y lo que de otra manera sería contaminación se convierte en biodiésel o materias primas para productos farmacéuticos, es decir, bioquímicos «Nuestros hallazgos podrían revolucionar el tratamiento de aguas residuales. Transformamos las aguas residuales en un recurso valioso al tiempo que reducimos la contaminación», afirmó Gupta. Ella investiga lo que pueden hacer las diminutas algas – microalgas – con las aguas residuales de una lechería. «Al producir productos lácteos, la lechería también genera grandes cantidades de aguas residuales. Esto puede ser dañino para el medio ambiente si no se trata adecuadamente», explicó. «Superhéroes» En el contexto del tratamiento de aguas residuales, nos referimos al agua utilizada para limpiar las instalaciones de producción. Cuando se lavan las máquinas y los pisos, el agua arrastra residuos de leche y otros restos de la producción. «Cultivamos microalgas en esta agua. Estos diminutos organismos son como superhéroes: pueden consumir todas las sustancias nocivas y ayudarnos a purificar el agua de forma natural. Al mismo tiempo, crecen y producen valiosos azúcares, grasas y proteínas», afirmó Gupta. En términos científicos, esto se denomina biomasa – material derivado de plantas vivas o microorganismos. Hilos y grumos Las microalgas son muy eficientes para purificar el agua, pero recolectarlas después es un desafío. Suvidha Gupta lo compara con recoger polvo del aire en un día ventoso. Su solución es combinar dos especies de algas. Un tipo son microalgas que crecen en el agua y la purifican. El otro tipo también purifica las aguas residuales y, además, forma hilos largos y delgados. Estos hilos capturan las microalgas pequeñas. Juntas, las dos especies de algas forman grumos que se vuelven lo suficientemente pesados para hundirse en el fondo del agua. «Este proceso nos permite purificar el agua y producir una valiosa biomasa sin utilizar equipos ni energía costosos. No necesitamos productos químicos, grandes cantidades de electricidad ni calor, y aun así podemos cosechar las microalgas y convertirlas en combustible verde y productos valiosos», explicó. La biomasa también se puede convertir en biodiésel y bioquímicos que pueden servir como materias primas para productos farmacéuticos. Crean un nanocatalizador magnético multienzimático Los investigadores enfrentan otro desafío: necesitan métodos efectivos para extraer sustancias valiosas de las algas. «Necesitamos romper las algas para acceder a los componentes beneficiosos en su interior, como los azúcares. Estas microalgas tienen paredes celulares muy gruesas. Se pueden comparar con la cáscara de un coco, lo que dificulta el acceso a estos ingredientes», explicó Gupta. Ella ha desarrollado una herramienta completamente nueva: un nanocatalizador magnético multienzimático. Lo describe como unas tijeras moleculares que descomponen las resistentes paredes celulares de las algas, liberando azúcares y grasas. Dado que el nanocatalizador está unido a partículas magnéticas, se puede extraer utilizando un imán. Además, se puede reutilizar varias veces y sigue siendo efectivo al menos durante los primeros cinco usos. Créditos: Johanne Høie Kolås /NMBU Los residuos se convierten en un recurso Una vez extraídos, los azúcares alimentan a las bacterias, que los convierten en valiosos productos químicos, mientras que las grasas se transforman en biodiésel. Si bien estos procesos se conocen desde hace mucho tiempo, el método de transformar contaminantes en materias primas es nuevo. Las cantidades son pequeñas: se necesitan dos litros de aguas residuales para extraer un gramo de microalgas. Sin embargo, el agua se limpia lo suficiente como para liberarse directamente en la naturaleza, y el 55% de las microalgas está compuesto por azúcares. Estas cifras provienen del trabajo de la Dra. Gupta en el laboratorio de Ingeniería de Reacción y Catálisis de la Universidad Noruega de Ciencias de la Vida (NMBU) en Ås. En una lechería real, la composición de las aguas residuales varía de un lugar a otro y de un día a otro. «Pero, sobre todo, hemos demostrado que esto es factible», aseguró Suvidha Gupta. «Lo que vemos como desecho puede convertirse en un valioso recurso que crea agua más limpia y energía más verde», concluyó. Datos sobre la investigación El proyecto de investigación AlgalBB tiene como objetivo desarrollar un proceso rentable para utilizar microalgas para purificar las aguas residuales de las lecherías y luego convertir las algas en biocombustibles y productos químicos valiosos. Las aguas residuales del sector lácteo son difíciles y costosas de tratar. Sin tratamiento, son dañinas para el medio ambiente. Los métodos actuales de tratamiento biológico requieren mucha energía, a menudo producen lodos que requieren un manejo y una disposición adicionales, lo que aumenta los desafíos ambientales y económicos. AlgalBB se lleva a cabo en la Facultad de Ciencia y Tecnología de NMBU y está financiado por el programa Horizonte Europa de la UE. Las algas son organismos que realizan la fotosíntesis, como las plantas, y viven en ambientes húmedos. Las microalgas son tan pequeñas que las algas individuales solo se pueden ver con un microscopio.