Biopetroleo: un nuevo combustible derivado del plancton

En este artículo, Well Talk On Biopetroleo, un nuevo combustible alternativo hecho de microalgas. Bueno, también aprenda sobre las ventajas ambientales del aceite de plancton y su potencial para reemplazar la gasolina en la industria automotriz. De hecho, la compañía detrás del nuevo combustible cree que es un candidato fuerte para reemplazar la gasolina y tiene un precio atractivo.

Biopetroleo es un nuevo combustible derivado del plancton

El fitoplancton es una nueva fuente de combustible que contiene 400 veces la cantidad de energía como cualquier otra sustancia orgánica. Fue descubierto en 2006, pero todavía se está utilizando para producir combustible hoy. Dado que el plancton se deforma fácilmente, barato y fácilmente degradado, es un candidato prometedor para el futuro de la producción de combustible. De hecho, Estados Unidos ya es un exportador líder de biocombustibles.

El plancton y las algas se encuentran en los océanos, y sus muertos permanecen ayudan a la formación de petróleo. Estos organismos se alimentan de los nutrientes de los océanos y los convierten en aceite durante millones de años. El plancton, las algas y otros organismos acuáticos son capaces de convertir la luz de la estrella en alimentos y construir moléculas complejas a base de carbono. A diferencia de los combustibles fósiles, Biopetroleo es una alternativa verde al petróleo.

Está hecho de lignina

La primera forma de petróleo proviene de los antiguos mares. Estas aguas eran el hogar de pequeños organismos conocidos como plancton. Cuando murieron, esta materia orgánica estaba cubierta por escombros, y los microbios cenaron sobre ellos. Estos materiales enterrados finalmente se transformaron a través de reacciones químicas, y finalmente se convirtieron en betún y kerógeno ceroso. Estos productos son la base del petróleo hoy.

Es una alternativa al biodiesel

Hay varios biocombustibles hechos de algas, que contienen metabolitos secundarios que se asemejan a los combustibles de petróleo. Algunos de estos compuestos son monoterpenos, que funcionan bien en los motores de gasolina existentes con ligeras modificaciones. Otros compuestos, llamados terpenos, son más largos y se usan en biodiesel y combustibles a reacción. Los dos primeros se usan en automóviles, mientras que los últimos se pueden convertir en biogasolina.

Otra alternativa al biodiesel derivada de algas es el biocombustible de algas, que produce bajos niveles de contaminantes. El biocombustible de algas puede ayudar a reducir la cantidad de contaminantes nocivos en la atmósfera. Sin embargo, el biodiesel hecho de plancton sigue siendo un largo camino a satisfacer las necesidades de energía actuales. Los biocombustibles de algas también tienen una amplia gama de otros usos potenciales, que incluyen alimento animal y aceite de ácidos grasos omega-3.

El diesel renovable es otra alternativa al biodiesel derivado de algas. A diferencia del biodiesel, el diesel renovable no requiere mezcla. Se produce a través de hidrotratación, gasificación, pirólisis y procesos bioquímicos. Este combustible cumple con la especificación ASTM D975 para el diesel de petróleo. Está aprobado para mezclar con diesel de petróleo y puede usarse como sustituto de él.

En el siglo XXI, la crisis energética es uno de los problemas más apremiantes que enfrentamos. Continuar usando combustibles de origen petrolero no solo es insostenible, sino que está contribuyendo a los niveles de CO2 en la atmósfera. Como tal, es necesaria una alternativa neutral de carbono al biodiesel derivada de los cultivos de petróleo para proteger nuestro medio ambiente. Sin embargo, los cultivos petroleros por sí solos no pueden satisfacer las necesidades de los combustibles de transporte.

Se produce a partir de microalgas

La forma más sencilla de hacer biocombustibles desde el plancton es cosechar los organismos muertos que se encuentran en el agua. El plancton incluye algas, bacterias y zooplancton. Estos organismos se mezclan con materiales inorgánicos que se introducen en océanos antiguos de ríos y arroyos. El proceso es necesario para crear el barro rico en orgánicos. Sin embargo, aún no está claro cómo funcionaría el biocombustible del plancton en nuestra sociedad.

Hace muchos siglos, en los mares poco profundos, las algas y el plancton flotaban y murieron. Los escombros se hundieron en el fondo del mar, donde los microbios los consumieron. Las reacciones químicas cambiaron los materiales orgánicos enterrados en carbón, gas natural y petróleo. Los combustibles fósiles se formaron en depósitos subterráneos masivos debajo del océano y la tierra, y fueron extraídos por máquinas de perforación gigantes.

Los investigadores estadounidenses producen algas biopetroleo en menos de un minuto

Utilizando los últimos avances en tecnología basada en algas, los investigadores estadounidenses han descubierto que pueden producir biocombustibles a partir de algas en menos de un minuto. Desarrollaron un proceso que es capaz de producir biocombustibles con calidad de petróleo con un impacto ambiental muy bajo. El proceso implica dos pasos: los sistemas húmedos y de alta presión. Chlorella pyrenoidosa es las algas primarias utilizadas en el proceso.

Sistema de alta presión

El combustible de algas se puede hacer a altas presiones de 3.000 libras por pulgada cuadrada y 350 grados centígrados. Aunque el proceso no es barato y no se puede hacer en un hogar, la energía que produce es útil para las centrales eléctricas, el combustible del vehículo y la electricidad. El sistema de combustible de algas de alta presión puede producir el 70% del carbono en una gasolina típica. También se puede usar como combustible alternativo para aviones.

El proceso utilizado para producir petróleo crudo es complicado. Métodos anteriores se basaban en algas de secado y agregar productos químicos para extraer los lípidos. Pero estos métodos eran difíciles, llevaban mucho tiempo y caros. Ahora, se está desarrollando un nuevo método que elimina dos pasos del proceso de laboratorio. Es posible crear biocombustible a altas presiones utilizando algas que ya se cultivan. Los científicos están explorando formas de hacer que el proceso sea más barato y más eficiente tomando los productos de desecho de lotes anteriores y usándolos para fertilizantes.

Los investigadores han patentado la tecnología y están trabajando para desarrollar una planta piloto que pueda producir un petróleo crudo útil en menos de una hora. Este aceite se puede refinar en combustible de aviación, gasolina, aceite de calentamiento y fracciones diesel. Una vez hecho esto, las algas se pueden cosechar y las aguas residuales recicladas para cultivar más algas. Estos experimentos podrían ser un paso significativo hacia un biopetroleo de algas en un sistema de minutos.

En un experimento reciente, los investigadores encontraron que el crecimiento de algas se acelera cuando las presiones aumentan a 670 MBAR. Las algas también exhibieron un crecimiento exponencial a esta presión. Esto es posible porque las condiciones óptimas para el crecimiento de algas se lograron a esta presión. Este es el primer paso para desarrollar combustible de algas. Una vez que se desarrolla la tecnología, podría revolucionar la industria de los biocombustibles.

Método húmedo

El proceso de producción de combustible de algas a partir de algas requiere varias etapas. La primera fase es la sedimentación, que implica agitación y asentamiento. Después de este paso, hay otros pasos necesarios para completar la separación. Este video proporciona una visión general de estos pasos y el proceso de recolección y extracción de algas. En última instancia, lo ayudará a determinar la mejor manera de crear algas biocombustibles. Los siguientes son algunos de los beneficios del biocombustible de algas.

En el experimento actual, un conector de tubería de acero que contiene 1,5 mililitros de algas húmedas se baja en un tanque de 1.100 grados Fahrenheit Sand. Esto asegura que las algas se calentarán suficientemente. Un minuto después, las algas deberían haber alcanzado temperaturas que han rozado la marca de 550 grados. En experimentos anteriores, el proceso ha tomado entre 10 y 90 minutos. Los mejores resultados se obtuvieron a 570 grados después de diez a 40 minutos.

Investigadores de la Universidad de Michigan Engineering han desarrollado un proceso que convierte las algas en Biocrude en menos de un minuto. Este método podría reemplazar los procesos de producción de combustibles fósiles naturales y reducir los costos de producción. El equipo detrás de este proyecto está dirigido por Phil Savage, profesor de ingeniería química de Arthur F. Thurnau en Michigan Engineering. Las algas que usan son microalgas marinas verdes en el género Nannochloropsis.

Las algas utilizadas en este método están compuestas principalmente de glucoproteínas y matriz específica de polisacárido. La hidrólisis de los enlaces B-glucosídicos es responsable de la reducción de los grupos de éter. Las algas en este método son más eficientes que otros métodos convencionales para capturar la energía solar. Crecen mucho más rápido que otros cultivos y requieren menos agua que las plantas convencionales. También son altamente eficientes en el secuestro de CO2 y el tratamiento de aguas residuales.

Chlorella Pyrenoidosa

Se seleccionó una alga verde de agua dulce, Chlorella pyrenoidosa, para este estudio. Se obtuvo del Centro Nacional de Microorganismos Industriales en Pune, India. El medio de cultivo utilizado para este estudio se modificó con NA2EDTA y se esterilizó a 120 grados durante 20 minutos. Luego se preparó un medio de cultivo celular para medir las concentraciones de clorofila A y B.

Los investigadores estudiaron dos especies de microalgas que producen biocombustibles de algas: Chlorella pyrenoidosa y Scenedesmus abundans. En las aguas residuales de las granjas porcinas, ambas especies pudieron reducir los iones metálicos. Este es un desarrollo prometedor tanto para la producción de biodiesel como para la eliminación de la contaminación de metales pesados. El estudio también demostró que Chlorella pyrenoidosa tiene excelentes propiedades de crecimiento y eliminación de nutrientes.

La cepa comercial de Chlorella se aclimató a las aguas residuales de las aves de corral antes de la cultura. Luego, se colocó en una columna de burbujas de vidrio que contenía 0,6 l de caldo de algas. Se controlaron las condiciones de crecimiento y se usaron lámparas fluorescentes blancas en frío. La intensidad de la luz en el caldo de algas era de alrededor de 100 mmol M-2S-1. El tiempo de cultura fue de ocho días.

A pesar de ser una alga verde comestible, Chlorella pyrenoidosa contiene muchos compuestos bioquímicos únicos y valiosos. La proteína que se encuentra en las algas se puede utilizar para hacer una gama de productos, incluidas bebidas, alimentos y medicamentos. Por ejemplo, el aceite producido por Chlorella pyrenoidosa también se puede utilizar en la producción de biodiesel y etanol.

Se cree que los beneficios nutricionales de Chlorella se deben a su sinergia de antioxidantes y nutrientes. Aunque aún se desconoce la composición exacta de Chlorella, los estudios han revelado que tiene efectos positivos sobre la presión arterial. Uno de los estudios más impresionantes a este respecto se realizó en Japón y descubrió que Chlorella mejora la saturación de oxígeno. El grupo de placebo no tuvo tal efecto.

Pre-refinamiento

Los científicos de Michigan Engineering han desarrollado una forma de pre-refinar algas en solo un minuto y convertir el 65 por ciento en Biocrude. El objetivo es imitar el proceso de fabricación de petróleo crudo utilizando algas naturales como nannocloropsis. Este método tiene muchas ventajas, incluidos los costos de producción más bajos y el impacto ambiental mínimo. Pero todavía no es un producto comercial, y los investigadores planean probarlo en condiciones del mundo real.

Biopetróleo de algas ¿que es y como se produce?

Cambio climático y algas

Las algas y las cianobacterias son importantes para la tierra porque producen el oxígeno que es esencial para la vida. Sin embargo, las toxinas de estos organismos pueden dañar a las personas y otros animales. Las algas y el fitoplancton a veces crecen extremadamente rápido. Algunas flores son tóxicas para los humanos y los animales, pero la mayoría son inofensivos. Este artículo cubrirá algunos de los hechos sobre esta importante forma de vida y cómo afecta el cambio climático.

Dinoflagelados

Un dinoflagelado es un tipo de organismo planctonico con tres membranas de cloroplastos y orgánulos sensibles a la luz. Estos organismos pueden tener una relación simbiótica con otros tipos de algas y fueron fosilizados durante los períodos cenozoicos y mesozoicos. Los dinoflagelados en algas biopetroleo se agrupan por su edad, tamaño y ubicación.

La mayoría de los dinoflagelados son unicelulares, con solo una celda por unidad. A menudo son microscópicos y tienen un efecto profundo en su entorno. Muchos son fotosintéticos, produciendo alimentos usando la luz solar. Otros tienen un papel diverso en las algas biopetroleo, como en la biología de los arrecifes de coral. Algunos dinoflagelados pueden producir luz a través de la bioluminiscencia. Muchos dinoflagelados también son parásitos de peces y otros protistas.

Curiosamente, el gen bioluminiscente de N. Scintillans también fue secuenciado, convirtiéndose en el primer dinoflagelado heterotrófico en lograr esta hazaña. Los resultados de Liu y Hastings proporcionaron información sobre la extrema diversidad de LCF en dinoflagelados. Es único porque se compone de un solo dominio y está unido al LBP como un gen híbrido único. Su región N-terminal es menos similar a otras especies fotosintéticas, y es más corta que otros organismos fotosintéticos.

Diatomeas

Diatomeas en algas biopetroleum reproducidas por división celular. Cada división sucesiva da como resultado una célula progresivamente más pequeña. El tamaño promedio de la línea de diatomeas disminuye en aproximadamente un 60 por ciento. Luego, la formación de esporas periódicas restaura la línea a su tamaño original. A pesar de la reducción del tamaño, las diatomeas pueden crecer para ser un organismo muy grande, de hasta 30 m de longitud.

Como clase de algas, las diatomeas se encuentran en varios hábitats en todo el mundo. La mayoría son unicelulares, aunque algunas especies son más grandes. Su pared celular está compuesta de sílice, y su frustule (pared celular dura) está hecha de sílice porosa. Las diatomeas también tienen una cáscara de sílice especializada llamada frustule. La concha de sílice está estampada con una serie de características, como pelos, que ayudan a identificar especies.

Como uno de los tipos más importantes de algas, las diatomeas son los organismos fotosintetizantes. Producen aceite y otros bioquímicos y se encuentran en casi todos los entornos acuáticos. Tienen un esqueleto silíceo y viven en la zona fotica. También existen en forma bentónica. Pertenecen al sub-orden de Chrysophyta y son quistes endoplásmicos.

Cianobacterias

Algunos investigadores han descubierto la posibilidad de que las cianobacterias puedan producirse en agua dulce. En 2014, la empresa de servicios de agua de Toledo, Ohio, emitió una advertencia de no beber/no hervir durante tres días debido a la posible cianotoxicidad. Las toxinas producidas por las cianobacterias pueden dañar el hígado o el sistema nervioso, causar síntomas gastrointestinales o irritar la piel. En 1998, la Organización Mundial de la Salud estableció niveles de preocupación por las toxinas de algas. En 2015, la Agencia de Protección Ambiental (EPA) publicó borradores de pautas para el agua recreativa y el agua potable. Si bien algunos estados han establecido mecanismos para la emisión de avisos, muchos esperan las pautas finales de la EPA.

Aunque las cianobacterias se conocen como algas verdes azules, comparten muchas características con las algas. Son organismos fotosintéticos y usan clorofila en sus células para producir energía. Algunas cianobacterias crecen como células individuales, filamentos o colonias. Están ocurriendo naturalmente en todos los cuerpos de agua, pero pueden volverse dañinos cuando su población aumenta y aumentan las concentraciones de nutrientes. En consecuencia, es importante evitar que se sobrepoble y la proliferación de cianobacterias en los lagos.

Cambio climático

Una teoría detrás del biocombustible de algas es que el proceso de fotosíntesis aumentará en la presencia de un aumento del carbono atmosférico. Las algas pueden replicar el proceso de fotosíntesis y absorber el carbono en forma de más algas. Dado que las algas pueden crecer más rápido y cubrir más tierra, son un candidato perfecto para convertir el dióxido de carbono en combustible. Además, los biorreactores pueden ayudar a controlar el ciclo de crecimiento y deshidratar algas antes de convertirlos en biocombustibles.

Los científicos creen que el cambio climático ya está causando un aumento en las flores de algas nocivas. Las aguas costeras han sufrido un calentamiento progresivo, acidificación y desoxigenación en las últimas décadas. El cambio climático también está aumentando el número y la intensidad de las flores de algas. En los Estados Unidos, las algas tóxicas de color verde azulado, que se sabe que son el culpable de varias muertes de peces en los lagos de agua dulce, están creciendo más rápidamente y ahora están causando serios problemas de salud.

Ecosistemas

Hoy, nos enfrentamos a un desafío sin precedentes: encontrar una fuente de energía alternativa. Los combustibles fósiles no son sostenibles y deben ser reemplazados por tecnologías innovadoras. Las fuentes actuales de biocombustibles se derivan de cultivos terrestres, que pueden ejercer presión sobre el suministro de alimentos del mundo, causar escasez de agua y destruir bosques. Peor aún, la mayoría de los países no están equipados con tierras de cultivo fértil para la mayoría de los tipos de cultivos. Sin embargo, los biocombustibles de algas pueden contribuir a la sostenibilidad del mundo.

Además de los biocombustibles de algas, las granjas de microalgas también podrían tratar las aguas residuales de fuentes públicas para obtener nutrientes para las algas. Estas granjas de microalgas también podrían producir otros productos, como etanol, metano y biohidrógeno. Si bien la investigación está en marcha en estas áreas, todavía hay muchos desafíos que deben superarse antes de que los biocombustibles de algas puedan convertirse en una realidad a gran escala.

Flores de algas tóxicas

Si ve un animal impactado, asegúrese de informar el incidente a NOAA, ya que la agencia tiene una red de variedad que puede responder a los animales marinos varados. Al contactar a la NOAA y otras autoridades, puede ayudar a los científicos a comprender la ocurrencia y la propagación del problema de la contaminación biopetroleo. Esta aplicación es particularmente útil para los animales marinos.

Las flores de algas tóxicas en biopetroneo afectan la vida marina al causar la bioacumulación de algas peligrosas productoras de toxinas. Las personas pueden verse afectadas por beber agua contaminada, tragar escoria superficial o respirar en gotas en el aire. Aunque la irritación de la piel es el síntoma más común de exposición a toxinas algas, otros pueden experimentar reacciones alérgicas e irritación de la garganta. Finalmente, las algas productoras de toxinas pueden afectar el sistema nervioso y el hígado.