Sustainable outdoor cultivation of nannochloropsis gaditana microalgae in the framework of the circular economy

Resumen

Debido al aumento de las potenciales aplicaciones industriales de las microalgas, y su capacidad para paliar algunos problemas cruciales ocasionados por la actividad antropogénica, como es el caso de la emisión de gases de efecto invernadero, se ha generado una creciente demanda, haciéndose necesario demostrar la viabilidad de los cultivos a gran escala durante largos periodos de tiempo. El objetivo principal de la presente Tesis Doctoral es demostrar la viabilidad, biológica y comercial, así como la sostenibilidad del cultivo masivo de la especie de microalga marina Nannochloropsis gaditana a escala semi-industrial, usando para su cultivo CO2 procedente de la combustión de carbón de una central térmica. Para alcanzar este objetivo principal, se estudió el empleo de agua de mar enriquecida con fertilizantes agrarios para la preparación del medio de cultivo, observándose un efecto beneficioso al aumentar la productividad y la tasa de crecimiento de los cultivos de N. gaditana, reduciendo su coste de 75,2866 c€/l a un precio de 0,2494 c€/l. Además, en la presente Tesis Doctoral se estudió la productividad de dos tipos de fotobiorreactores a lo largo de dos años, determinando la influencia de las fluctuaciones ambientales sobre los cultivos. El análisis de nuestros datos permitió establecer un patrón de productividad volumétrica anual entre 0,025 ±0,01 y 0,160 ±0,03 g/l·d para los fotobiorreactores abiertos tipo raceway y de 0,040 ± 0,022 y 0,078 ± 0,033 g/l·d para los reactores cerrados tipo plano inclinado en función de la época del año. Aunque los reactores de tipo plano inclinado fueron más productivos en todas las épocas del año, excepto en los meses con mayor temperatura, se concluye que los reactores más adecuados para la producción de N. gaditana a escala industrial son los de tecnología raceway por su alta capacidad volumétrica. Donde se alcanzaron productividades en los cultivos de N. gaditana en exterior y a escala semi-industrial, utilizando gases de combustión, comparables con las obtenidas por otros autores utilizando CO2 puro procedente de botella. La composición bioquímica de la biomasa producida varió con las condiciones climáticas cambiantes a lo largo del año, pero no con la tecnología del fotobiorreactor. Se certificó, que la biomasa producida es apta para consumo animal y formulación de piensos.