Mi Primer Biodiesel

Biodiesel, Jatropha Curcas y Algas Marinas

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Como cultivar Algas para producir Biodiesel - Introducción

Luego de varios meses de realizar experimentos, logré recopilar suficiente información como para contarles mi experiencia cultivando algas.

Como introducción, vale la pena destacar que las algas utilizadas son en realidad "micro algas" que se caracterizan por ser organismos unicelulares (su tamaño se encuentra en el rango de los micrómetros) por lo que no son visibles a simple vista ni tienen la forma tradicional de las algas que conocemos en forma de plantas acuáticas. Estas micro algas son caracterizadas por tener la mayor eficiencia en cuanto a la utilización de la luz para producir fotosíntesis (mucho más eficientes que las plantas que viven sobre la tierra). Una de las ventajas que tienen las algas es que al estar suspendidas en el agua (a diferencia de los cultivos tradicionales terrestres), tienen un mejor acceso al O2, CO2 y diversos nutrientes que les ayudan a crecer.

Composición de una micro alga
Las algas están compuestas en parte por Proteínas, Carbohidratos y Lípidos, así como también por una gran variedad de vitaminas y elementos (yodo, potasio, hierro, magnesio, calcio, etc) en diferentes proporciones dependiendo de la cepa de alga que se utilice. Para la producción de Biodiesel a partir de Algas, es de gran importancia que el porcentaje de lípidos sea lo más alto posible.

Presento a continuación una tabla con las características de algunas cepas de algas utilizadas comúnmente para la producción de Biocombustibles:

Cepa

Proteína (%)

Carbohidratos (%)

Lípidos (%)

Algas de agua dulce

Scenedesmus obliquus

50-56

10-17

12-14

Scenedesmus quadricauda

47

-

1,9

Scenedesmus dimorphus

8-18

21-52

16-40

Chlamydomonas rheinhardii

48

17

21

Chlorella vulgaris

51-58

12-17

14-22

Dunaliella bioculata

49

4

8

Euglena gracilis

39-61

14-18

22-38

Prymnesium parvum

28-45

25-33

22-38

Tetraselmis maculata

52

15

3

Porphyridium cruentum

28-39

40-57

9-14

Spirulina platensis

46-63

8-14

4-9

Spirulina maxima

60-71

13-16

6-7

Anabaena cylindrica

43-56

25-30

4-7


Cepa

Proteína (%)

Carbohidratos (%)

Lípidos (%)

Algas marinas (de agua salada)

Isochrysis sp Clon T-ISO

44

9

25

Isochrsis galbana

41

5

21

Paulova lutheri

49

31

12

Chaetoceros calcitrans

33

17

10

Phaeodactylum tricornutum

33

24

10

Skeletonema costatum

37

21

7

Thalassiosira pseudonana

29

17

10

Dunaliella salina

57

32

9

Tetraselmis suecica

39

8

7


Fuente: Información de las cepas obtenida de AlgaeLink

¿Qué necesita una micro alga para crecer?
Básicamente se necesitan 3 elementos para cultivar algas:
  1. Agua (dulce o salada dependiendo de la cepa de alga)
  2. Luz Solar (o alguna fuente de luz artificial que permita realizar fotosíntesis)
  3. CO2 (las algas absorben el CO2 disuelto en el agua en forma de ácido carbónico)

La adición de nutrientes al medio estimula a las algas a crecer con mayor velocidad. Estos nutrientes son:

Micronutrientes:
Hierro (Fe), Manganeso (Mn), Boro (Bo), Zinc (Zn), Cobre (Cu), Yodo (I), Magnesio (Mg) y Cobalto (Co)

Macronutrientes:
Nitratos (N), Fosfatos (P), Potasio (K)


Como Germinar Semillas de Jatropha Curcas

Hace un año conseguí que un amigo Ingeniero Agrónomo me consiguiera algunas semillas de Jatropha Curcas. Intenté germinarlas en Mayo de 2009 (Principios de Otoño) armando 12 macetas con tierra y arena, humectándolas, y ubicándolas en un invernadero a más de 30°C durante el día. Pero ninguna germinó, y me quedé con la idea de que las semillas eran de mala calidad.

Para Septiembre de 2009 (Comienzos de la primavera), compré un germinador para plantar algunas semillas de tomate y albahaca, y aproveché que sobraba espacio y decidí plantar unas 6 semillas de Jatropha Curcas que me sobraban, pero sin la mínima expectativa de que germinaran. Incluso usé la tierra de las macetas que usé en Mayo, totalmente secas, así que si algo germinaba ahí iba a ser un milagro.

Efectivamente el milagro se cumplió y decidí documentar los primeros 15 días desde que las semillas fueron plantadas:

Día 1: Plantando las semillas

En un germinador agregué una pequeña cantidad de tierra mezclada con muy poca arena, la presioné levemente y con un rociador las humecté. Luego ubiqué las semillas por encima (2 por cada posición del germinador) y tapé cada semilla con 1 centímetro de tierra y aplastándola un poco, pero no demasiado.

Dia 6: Germinación

Durante los primeros días los germinadores parecían no tener actividad alguna, pero al sexto día, empecé a ver que la tierra se habia movido y se podia ver algo blanco entre la tierra. Ahí me di cuenta que la semilla había germinado (Probablemente fue debido a que el germinador posee una tapa transparente que previene la evaporación del agua, ya que se condensa en la misma y se crea un pequeño micro-clima).

Días 7 al 10: Crecimiento a pasos agigantados

No tengo mucha experiencia plantando semillas, pero siempre supuse que el proceso de germinacion de una semilla hasta convertirse en una planta sería relativamente lento. Nada de esto se cumplió con la semilla de Jatropha Curcas. Al séptimo día, las semillas comenzaron a desarrollar un tayo verde en forma de herradura que salia desde la semilla y luego se volvía a enterrar en la tierra. Al cabo del día 10 retiré el bloque de tierra del germinador y lo pasé a una maceta de 15cm de diámetro y 10 cm de profundidad para que las raices puedan seguir creciendo ya que las raíces crecen muy rápidamente.

Dia 11: Se elevan las hojas

Del interior de la semilla salen las hojas. El tayo enforma de herradura comienza a enderezarse, y puede verse como la cáscara de la semilla se eleva en el aire y se abre. Dentro de la semilla nacen las dos primeras hojas y al cabo de unos días, esta cáscara se desprende de las hojas y cae al piso. La velocidad de desarrollo es impresionante. Día a dia la planta crece varios centímetros.

Día 15: Planta Desarrollada generando nuevas hojas

Al cabo del día 15, la planta ya supera los 20 centímetros de altura, y a las dos hojas actuales, se el suma una tercera naciendo entre medio de las dos primeras. Las raices siguen creciendo por lo que las volví a transplantar esta vez a una maceta de 40 cm de profundidad. Dado que la planta la estoy cultivando en un ambiente casero y controlado, se puede trasplantar a esta maceta a los 15 dias. Por lo general, para transplantar el plantín a campo abierto se esperan entre 50 y 60 días hasta que tenga una altura de 40 a 50 centimetros.

Plantín de Jatropha Curcas de 15 días desde plantada la semilla

Durante el proceso de plantado la temperatura ambiente siempre estuvo alrededor de los 25°C, y los plantines nunca estuvieron en contacto directo con el ambiente externo. Siempre bajo techo y recibiendo luz del sol durante el día a través de una ventana. La cantidad de agua fue suministrada de modo de tener la tierra siempre húmeda pero sin formar barro. Inicialmente el riego se hace con un rociador para no dañar el tayo y luego se puede utilizar una regadera. El agua utilizada fue agua corriente de la canilla (que tiene altos contenidos de sarro, y algo de cloro).

Conseguir Algas en Argentina

Hace tiempo que vengo queriendo experimentar criar algas para producir aceite y luego biodiesel. El problema siempre fue que nunca encontré alguien en Argentina que vendiera algas vivas de las especies más conocidas y de alto contenido de lípidos.

Fue así como investigando en internet encontré una página sobre un proyecto de cultivo de algas super interesante (http://algaegeek.com/) donde indicaban donde comprar algas vivas en Estados Unidos. Este lugar se llama Wards (http://wardsci.com/) y tiene una gran variedad en Algas para comprar.

Así que me embarqué en la idea de comprar 4 variedades de Algas:
  • Spirulina
  • Chlorella
  • Scenedesmus
  • Chlamydonomas
Realizar la orden de compra fue fácil, los productos salieron U$S 38,20 y el envío a Argentina, Buenos Aires salió U$S 65,00. El envío fue por FedEx el 29 de Septiembre de 2009 y llegó a la Argentina al día siguiente.

Wards no garantiza que sus productos lleguen vivos cuando los envían fuera de los Estados Unidos, pero dicen que estas algas deberían vivir unos 7 días en los tubos de ensayo en los que fueron enviados.

Según lo que pude averiguar, FedEx es un servicio de Courrier, y tiene condiciones mucho más estrictas para los productos que se pueden enviar que el correo tradicional que es mucho menos restrictivo. Y dentro de las restricciones de FedEx, los materiales vivos como las algas marinas, no pueden ser enviados por el servicio "Puerta a Puerta".

Recibí una notificación en mi hogar, diciendo que el producto fue retenido en la aduana de Ezeiza, y que debería ir en persona a retirarlo presentando mi pasaporte. Así que fuí a la aduana de Ezeiza, me presenté en la Terminal de Cargas Argentinas (TCA), en el puerto B2 que es para particulares, y ya como primer inconveniente se había cortado la luz.

Luego, me di cuenta que habia que sacar numero para que te atiendan, pero por alguna razón te atendían en cualquier orden. Tocabas la puerta, entrabas, y te atendían, por lo que ser atendido era mas o menos una batalla con los demás que esperaban (Que por suerte no eran muchos).

Cuando logré que me atendieran, me dijeron "Algas Marinas? no... eso no se puede traer", y me mandaron al SENASA a hacer una verificación. Por suerte la gente del SENASA evaluó mi pedido, y me escribió un certificado diciendo básicamente que las Algas Marinas no presentan ningun riesgo fitosanitario.

Ya contento con mi certificado volví a la oficina donde me atendieron al principio, y me mandaron a otra oficina a certificar y verificar la mercadería. Luego de esperar un rato, vino una chica muy amable que me acompañó hasta el depósito, y abrió el paquete en mi presencia y vimos 5 tubos de ensayo con un liquido de color verde claro (que podría haber sido desde Grog, hasta el líquido verde y tóxico de la película "The Rock"). Quiero aclarar en buena fe que lo que traje eran verdaderas Algas Marinas.

Luego de la "verificación", me mandaron a pagar los impuestos de importación. Este impuesto se asigna a partir de un libro gigante que tiene las diferentes clasificaciones de productos y las tasas que se deben pagar y además se incluyen varios impuestos (Como 11% por ganancias y el IVA). En total me cobraron U$S 38,00 que en pesos fueron $ 147.

Existe también un costo extra en este tipo de situaciones cuando FedEx no puede realizar el envío puerta a puerta, y es el "Costo de Manipuleo y Descarga" que cobran en la Terminal de Cargas. Este costo se evalúa en base al tamaño del paquete y en mi caso mi paquete era mas o menos del tamaño de 4 cajas de zapatos y pesaba 800 gramos. El costo fue de $ 70,42:
  • Estadía del Bulto 1 día: $ 9,32 (Se cobran U$S 2,00 + IVA por día incluidos Sab y Dom)
  • Manipuleo de Bulto de 0,8 Kg: $ 46,59
  • Gasto Administrativo Disposición FAA 82/07: $ 14,52
Finalmente, luego de pagar $ 217,42 me permitieron llevarme mi paquete. El tramite lo comencé a las 14hs y me retiré a las 16:30 (Cabe aclarar que el horario de atención es de Lun a Vie, de 10 a 13 y de 14 a 16:30. Si los trámites tardan mucho, el banco cierra y va a tener que volver al día siguiente).

A todo esto hay que sumarle el gasto de estacionamiento en Ezeiza, que por 2 horas y media salió $ 25, y luego los peajes salieron alrededor de $ 15 entre ida y vuelta (En mi caso particular, como no disponía de mi propio transporte, tuve que pedirme un remis desde puerto madero a Ezeiza que salió $ 108, y $ 24 por cada hora de espera, que en total al ser 2 horas y media de espera fueron $60 de espera, sumando un total de $ 168).

Así que conseguir unos 40ml de 4 especies de algas importadas tuvo un costo total de $ 822,74 (U$S 214 aproximados considerando el dolar a $ 3,85)

Si existe algun distribuidor de Algas vivas en Argentina de Spirulina, Chlorella, etc, que usted conozca, comentenlo aquí, asi quien las necesite sepa donde ir a comprarlas en vez de ganarse un dolor de cabeza tratando de importarlas.

Mi Primer Biodiesel

Hace aproximadamente un año (a mediados de 2008) comencé a interesarme en las energías renovables, mas específicamente el Biodiesel.

A través de una larga investigación, logré interiorizarme en el proceso de Transesterificación, en las materias primas, y llegué hasta los recursos naturales que permiten el desarrollo sustentable de este tipo de hidrocarburo, sin competir con la producción de alimentos.

Estos recursos naturales son las plantaciones de Jatropha Curcas (una planta con capacidades de crecer en territorios desérticos, con escaso riego, cuyas semillas poseen un contenido de aceite rondando el 40%) y los cultivos de Algas Marinas (pequeñas algas que producen aceite y absorben dióxido de carbono [CO2] de la atmósfera, cuya producción de aceite puede llegar a 400 veces más lo que puede producir la soja por hectárea).

A la izquierda, Algas marinas. A la derecha, semillas de Jatropha Curcas.

Durante un tiempo pospuse la creación de este Blog, hasta que algo increible sucedió. Al meterme de lleno con la investigación de las plantaciones de Jatropha Curcas, un amigo me consiguió unas 60 semillas para experimentar con ellas. Planté alrededor de 24 en el mes de Mayo de 2009 (fines de otoño en Argentina), y ninguna germinó. Fue un gran fiasco, y una verdadera decepción para mi.

Sin embargo, en Septiembre de 2009 (comienzos de la primavera en Argentina), decidí darle una segunda oportunidad a las semillas, y planté 6 de ellas en un germinador (junto con tomates, albahaca, zanahoria y remolacha azucarada).

Inesperadamente, 3 de las 6 semillas plantadas germinaron al quinto día! Quedé asombrado, y el hecho de ver estas semillas germinar me motivaron a comenzar a volcar todas mis investigaciones respecto del Biodiesel en este blog que está destinado a todo aquel que desee elaborar un proyecto sustentable para producir este hidrocarburo y reducir el impacto ambiental que generan los combustibles fósiles hoy en día.

Para finalizar, les dejo la imagen de las semillas de Jatropha Curcas germinando, que por mas simples que parezcan, fueron las motivadoras de esta primer publicación en el Blog.

Brotes de Jatropha Curcas a 7 días de haber sido plantadas las semillas
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