Producción de biodiésel acoplada al tratamiento de aguas de recirculación acuícola empleando Chlorella vulgaris

Resumen

La generación de biomasa de Chlorella vulgaris a partir de los nutrientes presentes en los efluentes acuícolas, ofrece una oportunidad única para la producción de subproductos de valor agregado. Esta alternativa posibilita, adicionalmente, el reúso de dichos efluentes en el sistema productivo, contribuyendo a la conservación del recurso. El objetivo de este trabajo fue evaluar el potencial del cultivo de C. vulgaris, cultivada en aguas de recirculación acuícola (ARA) para la producción de biodiésel y la eliminación simultánea de nutrientes (amonio y nitratos). Para ello, se propuso una metodología experimental buscando establecer las condiciones óptimas del cultivo de la microalga en ARA evaluando tres tratamientos (T1, T2 y T3), variando concentraciones de ARA al 25%, 40% y 90%, respectivamente. La biomasa resultante fue empleada para la producción de biodiésel a través del proceso de transesterificación. Los resultados demostraron una alta producción de biomasa y una eliminación hasta de 81% de amonio y 49% de nitratos, siendo T3 el tratamiento más eficiente para el proceso, presentando diferencias estadísticamente significativas (p<0,05), en comparación con los demás tratamientos. A partir de esto, se replicaron las condiciones de T3 para cultivar C. vulgaris a una mayor escala, a fin de obtener la biomasa necesaria para la extracción de la fracción lipídica y la transesterificación. La estimación teórica del biodiesel tuvo un rendimiento del 90%. Se concluye que las ARA constituyen un sustrato potencialmente aplicable a la generación de biomasa de C. vulgaris, aprovechable para la producción de biodiesel, con remoción significativa de compuestos nitrogenados. El presente trabajo constituye un aporte al estudio de procesos de aprovechamiento de efluentes acuícolas para el reúso de agua y la generación de biomasa de C. vulgaris para la obtención de valor agregado, como alternativa para avanzar hacia un enfoque más sostenible en el sector acuícola.

Descripción

Abstract

The generation of biomass from Chlorella vulgaris using nutrients present in aquaculture effluents offers a unique opportunity for the production of value-added byproducts. Additionally, this alternative enables the reuse of these effluents in the production system, contributing to resource conservation. The objective of this study was to evaluate the potential of cultivating C. vulgaris in aquaculture recirculating water (ARW) for the production of biodiesel and simultaneous nutrient removal (ammonium and nitrates). To achieve this, an experimental methodology was proposed to establish the optimal conditions for microalgae cultivation in ARW, evaluating three treatments (T1, T2, and T3) with varying ARW concentrations of 25%, 40%, and 90%, respectively. The resulting biomass was used for biodiesel production through the transesterification process. The results demonstrated high biomass production and removal rates of up to 81% for ammonium and 49% for nitrates, with T3 being the most efficient treatment, showing statistically significant differences (p<0.05) compared to the other treatments. Based on this, the conditions of T3 were replicated to cultivate C. vulgaris on a larger scale in order to obtain the necessary biomass for lipid extraction and transesterification. The theoretical estimation of biodiesel yielded a 90% efficiency. It is concluded that ARW represents a potentially applicable substrate for the generation of C. vulgaris biomass, which can be utilized for biodiesel production with significant nitrogen compound removal. This study contributes to the exploration of aquaculture effluent utilization for water reuse and the generation of C. vulgaris biomass to obtain value-added products, serving as an alternative to advance towards a more sustainable approach in the aquaculture sector.

Palabras clave

Biocombustible, Energía renovable, Tratamiento de aguas, Compuestos nitrogenados, Biomasa

Keywords

Biofuel, Renewable energy, Water treatment, Nitrogen compounds, Biomass

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