Este documento describe un proyecto para utilizar microalgas para capturar dióxido de carbono de las emisiones de las centrales térmicas y producir biodiesel. Primero, se aíslan y cultivan especies de microalgas en un medio de cultivo adecuado. Luego, las microalgas son cosechadas a gran escala mediante centrifugación o sedimentación para obtener biomasa algal. Finalmente, los lípidos son extraídos de la biomasa y transformados en biodiesel, aprovechando así el CO2 capturado.

1. EJEMPLO DE
UTILIZACIÓN DE
MICROORGANISMOS
PARA BENEFICIO
DEL HOMBRE

2. DETECCIÓN DEL
PROBLEMA:
AUMENTO DEL
EFECTO
INVERNADERO Y
CALENTAMIENTO
GLOBAL

3. GEI: gases efecto invernadero
• Vapor de agua (H2O)
• Dióxido de carbono (CO2)
• Metano (CH4) Origen natural y antropogénico
• Óxido de nitrógeno (NOx)
• Ozono (O3)
• Clorofluorocarbonos (CFC)
Muy eficientes en atrapar la onda calórica
(radiación de onda larga) emitida por la
tierra, incrementando la temperatura que es
atrapada en la troposfera, generando el
efecto invernadero.

4. Evolución de la [CO2]

5. CENTRALES TÉRMICAS:
CARBÓN
Combustión
EMISIONES A LA
ATMÓSFERA
CO2

6. CCS: Carbon Capture & Storage
Las centrales
térmicas capturan
el CO2 emitido y lo
introducen en
bombonas como
estas.

7. ¿Cómo
podemos
aprovechar
este CO2?

8. MICROALGAS

9. CARACTERÍSTICAS DE LAS
MICROALGAS:
• Organismos unicelulares o pluricelulares
microscópicos
• Responsables de la producción del 50% del
oxígeno y de la fijación del 50% del carbono en
el planeta.
• Tasa de crecimiento muy alto
•La capacidad de las microalgas para fijar el CO2
es de 10 a 50 veces mayor que la de las plantas
terrestres, por tal motivo, las microalgas consumen
la mayor cantidad de CO2 en todo el planeta.

10. MANOS A LA OBRA
PLANIFICACIÓN DE PROYECTO:
4. ENCONTRAR MICROALGAS
2. CULTIVARLAS ( conseguir un
volumen grande de cultivo de
microalgas para capturar
máxima cantidad de
CO2→BIORREMEDIACIÓN)
3. COSECHARLAS (Si no se
cosechan dejan de dividirse y
dejan de caturar CO2)

11. AISLAMIENTO DE
MICROALGAS
EN EL CAMPO:
Toma de muestra Etiquetado de la Transporte de la muestra
muestra
• Nº de muestra • Control de temperatura y
• Número de identificación
luminosidad
Ventajas de especies • Fecha y hora
autóctonas • Origen de la muestra
• Identificación de la muestra

12. EN EL LABORATORIO:
Se identifican las algas y se
aislan las deseadas

13. EN EL LABORATORIO: Cultivo en medio
sólido
Preparación del medio de cultivo
sólido específico para la especie de
microalga que se desea cultivar
Siembra Crecimiento

14. Solución A
FeCI3.6H2O 1,30 g*
MnCl2.4H2O 0,36 g
H3BO3 33,60 g
EDTA 45,00 g
Medio de
NaH2PO4.2H2O 20,00 g
NaNO3 100,00 g
Solución de metales traza * 1,0 ml
Agua destilada a 1000 ml
cultivo de Añada 2 ml de Solución A por litro de agua de mar filtrada
* Solución de metales traza
microalgas ZnCI2
CoCI2.6H2O
(NH4)6Mo7O24.4H2O
2,10 g
2,00 g
0,90 g
CuS04.6H2O 2,00 g
Agua destilada a 100 ml
Acidifique con una concentración suficiente de HCI para obtener una solución clara.
* Cantidad de solución de enriquecimiento del agua de mar pasada por autoclave. Para agua
de mar filtrada emplee 3,25 g.
Solución B
Vitamina B12 (cianocobalamina) 10 mg
Vitamina B1 (Tiamina) 200 mg
Agua destilada a 200 ml
Añada 0,2 ml de solución B por l de agua de mar filtrada
Solución C
Na2SiO3.5H2O 4,0 g
Agua destilada a 100 ml

15. Pasos del cultivo: diluciones
seriadas

16. AHORA QUE TENEMOS GRAN
CANTIDAD DE MICROALGAS EN
CULTIVO PODEMOS SACARLES
RENDIMIENTO
BIORREMEDIACIÓN
O2
CO2
CULTIVO
MICROALGAS
BIOMASA

17. CULTIVO DE MICROALGAS
REPRODUCIR LAS CONDICIONES NATURALES (luz,
fuente de carbono, agua, nutrientes y un control adecuado
de la temperatura)
Cultivo cerrado Cultivo abierto
Mayor control de los Menos costoso, menor control de
parámetros. Caro parámetros de cultivo y riesgo de
contaminación alto.

18. COSECHA DE MICROALGAS
PROCESO MÁS DIFÍCIL DE TODO
EL PROYECTO
Aumenta mucho el costo, depende de lo que se haga después con la
biomasa, para investigación las células tienen que estar vivas.
¿Cuándo?
Justo después de la fase
exponencial, MÁXIMA
CAPTURA DE CO2

19. COSECHA CON VARIOS FINES:
1. CONTROL DEL CULTIVO, ANÁLISIS DE
MICROALGAS EN EL LABORATORIO
4. COSECHA A GRAN ESCALA PARA LA
OBTENCIÓN DE BIOMASA ALGAL

20. 1. COSECHA DE MICROALGAS PARA
ANÁLISIS EN LABORATORIO
FILTRACIÓN: Separación mecánica de una mezcla de un sólido en un
líquido. Para ello se utiliza un filtro que retenga las sustancias sólidas.
Cálculo de PESO SECO.
Filtro
prepesado
Pesada de filtro

21. 2. COSECHA DE MICROALGAS A
GRAN ESCALA
CENTRIFUGACIÓN SEDIMENTACIÓN

22. PERO, ¿QUÉ HACER
CON TANTA BIOMASA
ALGAL?
LOS CIENTÍFICOS BUSCARON MÁXIMA
RENTABILIDAD. ALGO QUE MOVIESE
MUCHO DINERO.

23. BIODIESEL

24. ESTUDIO DE LOS LÍPIDOS:
Sólo los triglicéridos son
válidos

25. Análisis de lípidos
• CANTIDAD: Rojo de Nilo
ESPECTROFOTOMETRÍA:
permite con una pequeña
muestra del cultivo
conocer el % de masa de
la célula que corresponde
a lípidos.
Es un método de análisis óptico.Todas las sustancias absorben
radiación que depende de la estructura de las moléculas, y es
característica para cada sustancia química. El espectrofotómetro mide
esta radiación, y nos indica la cantidad de sustancia que existe en la
muestra.

26. Espectrofotómetro

27. Análisis de lípidos
CALIDAD: Cloroformo/metanol/agua (1:2:0,8, v/v/v)
Separación de un
componente de una
mezcla por un
disolvente inmiscible
con el otro componente
de la muestra

28. Análisis de lípidos
• CALIDAD
CROMAOGRAFÍA LÍQUIDA EN CAPA FINA: permite conocer qué tipo de
lípidos han producido las microalgas.

29. El resultado de
una
investigación
es un
ARTÍCULO
CIENTÍFICO:
RESUMEN
INTRODUCCIÓN
MÉTODOS Y MATERIALES
RESULTADOS
DISCUSIÓN
BIBLIOGRAFÍA

30. HASTA AQUÍ EL TRABAJO DE
LABORATORIO BIOLÓGICO

31. TRANSFORMACIÓN EN
BIODIESEL

32. ¿Cómo se trabaja en un centro
de investigación?
Existe una jerarquía muy determinada

33. ESTRUCTURA DE UN CENTRO
DE INVESTIGACIÓN
MINISTERIO DE EDUCACIÓN Y CIENCIA
O
SOCIOS CAPITALISTAS DE LAS EMPRESAS
DIRECTOR DEL CENTRO
DEPARTAMENTO DE DEPARTAMENTO DE DEPARTAMENTO DE
ACUICULTURA ECOSISTEMAS ACUÁTICOS GENÉTICA VEGETAL
DIRECTOR DE
DEPARTAMENTO
Trabajan para el INVESTIGADORES
mismo proyecto
TÉCNICOS ESPECIALISTAS
TÉCNICO DE LABORATORIO

34. TÉCNICO DE LABORATORIO
TÉCNICO DE LABORATORIO: En el
caso del proyecto de microalgas es de
MINISTERIO DE EDUCACIÓN Y CIENCIA
O
acuicultura y sus funciones específicas
SOCIOS CAPITALISTAS DE LAS EMPRESAS en son:
DIRECTOR DEL CENTRO
• Limpieza de Hatchery
• Preparación de medios de cultivo
• Recuento de células al microscopio
DEPARTAMENTO DE DEPARTAMENTO DE DEPARTAMENTO DE • Ir al campo a recoger muestras para
ACUICULTURA ECOSISTEMAS ACUÁTICOS GENÉTICA VEGETAL
aislarlas en el centro
DIRECTOR DEL
DEPARTAMENTO DE
ECOSISTEMAS ACUÁTICOS
En muchos centros de investigación
basta con haber hecho un modulo
profesional de grado superior. Para
INVESTIGADORES hacer este tipo de trabajos hace falta
tener conocimientos de informática, de
TÉCNICOS ESPECIALISTAS mecánica y un poco electricidad, el tipo
de trabajo es bastante físico y muy
TÉCNICO DE LABORATORIO activo.

35. TÉCNICO ESPECIALISTA DE
LABORATORIO
• Ser muy ordenado y organizado
MINISTERIO DE EDUCACIÓN Y CIENCIA para saber en todo momento donde
O
SOCIOS CAPITALISTAS DE LAS
se encuentran los materiales y qué
EMPRESAS material es el que hace falta para el
desarrollo de las investigaciones.
DIRECTOR DEL CENTRO • Hacer que los compañeros cumplan
las normas de seguridad en el
laboratorio.
DEPARTAMENTO DE DEPARTAMENTO DE DEPARTAMENTO DE • Ser capaz de leer en inglés e
ACUICULTURA ECOSISTEMAS ACUÁTICOS GENÉTICA VEGETAL interpretar artículos publicados
por los investigadores para realizar
DIRECTOR DEL nuevas técnicas de laboratorio.
DEPARTAMENTO DE
ECOSISTEMAS ACUÁTICOS • Capacidad alta de trabajo, puede
que se trabaje para varios proyectos,
INVESTIGADORES
así que es necesario saber priorizar.
• Visitar otros laboratorios para
TÉCNICOS ESPECIALISTAS aprender nuevas técnicas.
• Habilidades sociales para trajar en
TÉCNICO DE LABORATORIO grupo y estar en contacto con otros
equipos.

36. • Ser doctorado: esto significa haber hecho un trabajo
de investigación sobre un tema publicable llamada
INVESTIGADOR tesis doctoral, que suele durar de tres a cinco años.
• Tener dotes de mando y herramientas para ser un
buen gestor de proyecto.
MINISTERIO DE EDUCACIÓN Y CIENCIA
O • Hablar y escribir en inglés para poder comunicarse
SOCIOS CAPITALISTAS DE LAS
EMPRESAS con el resto de la comunidad científica.
DIRECTOR DEL • Ser un buen comercial, los proyectos tienen que ser
CENTRO defendidos ante toda la comunidad científica, e
incluso tiene que ser defendido ante el director del
centro, ya que los proyectos de un mismo centro se
DEPARTAMENTO DE
ACUICULTURA
DEPARTAMENTO DE
ECOSISTEMAS ACUÁTICOS
DEPARTAMENTO DE
GENÉTICA VEGETAL
encuentran en competencia directa.
DIRECTOR DEL • Encontrar la rentabilidad de su proyecto a corto o
DEPARTAMENTO DE largo plazo.
ECOSISTEMAS ACUÁTICOS
• Obtener y publicar resultados en artículos, los
INVESTIGADORES científicos hoy en día se miden por el número de
publicaciones que han hecho y el tipo de revistas
TÉCNICOS ESPECIALISTAS científicas en las que han publicado: Journal of
Microbiology and Biotechnology, Biotechnology and
TÉCNICO DE LABORATORIO
Bioengineering, Plant Physiology, Biotechnology
Advances.
• Visitar otros laboratorios para aprender técnicas.
• Buscar proyectos nuevos y hacer propuestas.

37. DIRECTOR DIRECTOR DE DEPARTAMENTO:
Es el gestor económico del
DEPARTAMENTO departamento y de repartir el dinero
en los proyectos que se están
llevando a cabo en su departamento.
MINISTERIO DE EDUCACIÓN Y CIENCIA
Las características que tiene que
O tener un buen director de
SOCIOS CAPITALISTAS DE LAS
EMPRESAS departamento:
DIRECTOR DEL CENTRO
• Buen comunicador, para conseguir
fondos para sus proyectos.
• Buen getor de personal capaz de
DEPARTAMENTO DE
ACUICULTURA
DEPARTAMENTO DE
ECOSISTEMAS ACUÁTICOS
DEPARTAMENTO DE
GENÉTICA VEGETAL motivar a su equipo.
• Interpretar y revisar los datos de
DIRECTOR DEL
DEPARTAMENTO DE sus compañeros investigadores
ECOSISTEMAS ACUÁTICOS
aportando una visión económica.
INVESTIGADORES • Es también investigador, por lo tanto
tiene que publicar artículos, aparece
TÉCNICOS ESPECIALISTAS
además en los artículos de todos los
TÉCNICO DE LABORATORIO
miembros de su departamento.
• Las personas que ocupan este tipo de
puestos son mayores y han
trabajado para la institución
durante bastante tiempo.

38. EVALUACIÓN 2º Bachillerato:
3. Rellena los huecos libres del siguiente esquema. . Comenta
brevemente cada una de las fases del proyecto “Cultivo de
microalgas para biorremedicación atmosférica y posterior obtención
de biodiesel”. LUZ
CO2
Cultivo de
Microalgas
1 ____________ COSECHA DE EXTRACCIÓN
MICROALGAS DE 3________
2____
4__________
BIODIESEL

39. EVALUACIÓN 2º Bachillerato:
2. El material utilizado en el proyecto quedará microbiológicamente
contaminado después de trabajar con microalgas, consulta en internet los
diferentes métodos de esterilización de material para tratarlos y explica
al menos 5 de ellos.

40. EVALUACIÓN 2º Bachillerato:
3. La extracción de lípidos mediante el método
Cloroformo/metanol/agua (1:2:0,8, v/v/v) se basa en la separación
de un componente de una mezcla por un disolvente inmiscible con el
otro componente de la muestra, ¿en qué disolvente piensas que
quedarán los lípidos? Comenta la propiedad de los lípidos que hace
que sean muy poco solubles en la mayoría de las sustancias, y que se
disuelvan en este disolvente.
Indica en el siguiente esquema del embudo de decantación cuál es la
fase correspondiente a cada disolvente o mezcla de disolventes.
Pistas: El agua y el metanol son disolventes polares. Densidades de
los disolventes a 15ºC: Agua 1 g/ml; metanol 0.7960
g/ml;cloroformo1.498 g/ml.

41. EVALUACIÓN 2º Bachillerato:
4. Haz un comentario crítico del proyecto, analizando las ventajas y
desventajas (económicas, logísticas, morales, ...) de su puesta en
marcha. Además puedes realizar propuestas de mejora.
-Sería mejor invertir dinero en energías limpias y no en
remediación...
-No me parece bien que se experimente con seres vivos...
-Es un proyecto muy bueno porque permite extraer biodiesel de
un producto de desecho...