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Producción de microalgas: Oportunidad y riesgo empresarial

Héctor Mendoza Guzmán

Jefe del Departamento Biotecnología

Instituto Tecnológico de Canarias


Producción de microalgas: oportunidad y riesgo empresarial

ALGAS: Difícil definición

El término de algas es un simple genérico en

el que se integran aquellos organismos

fotosintéticos que desarrollan la totalidad o

parte de su ciclo biológico en el medio

acuático



ALGAS = problemas



ALGAS = Superorganismos

• En relación a los vegetales son organismos

de una gran simplicidad estructural y de un

ciclo biológico de baja complejidad.

Organismos de alta producción

potencial

• No demandan suelo fértil

• Bajo consumo de agua

• Alta Biodiversidad. Se han descrito unas

50.000 especies, se estima la existencia de

una 200.000 (organismos de un alto

potencial prospectivo y de un espectro de

producción ámplio)

• Superalimento: • Tienen un elevado potencial de producción que puede

llegar en algunas especies a ser de entre unas 20 o 40

veces más elevado que la de algunos cereales de uso

alimentario

• Su composición nutricional es óptima con contenidos

en proteínas superiores en algunas especies al doble de

la concentración detectable en productos como la soja

(llegan a tener concentraciones 10 veces superior a la

del arroz en algunas especies)

• Biomasa de uso energético “Con sólo el 3% de la superficie de cultivos de cereales de

EEUU se podría cubrir el 100% de la demanda de carburantes

de automoción de Norte América (Yusuf Chisti, 2007)”

• Reservorio de sustancias bioactivas

• Cultivos ideales en biodepuración y

biorremediación



ALGAS, Sin embargo……..

-Sólo se han sometido a trabajos de screening o biprospectiva no más de un 10% de las especies conocidas.

- Aunque alrededor de 15000 nuevos compuestos han sido descritos o aislados a partir de las algas y que constituyen el grupo de

organismos más representado en los océanos estas no llegan a suponer más del 35% de los organismos marinos diana de

nuevas investigaciones de bioprospectiva (difíciles de caracterizar, difíciles de cultivar, barreras para el desarrollo de trabajos de

screening masivo como las escasa colecciones de germoplasma asociadas a este grupo de organismos, etc.)

-No más de 10 especies se cultivan a media-gran escala (dificultades intrínsecas de producción masiva)

-Sólo 4 están registradas en el Codex alimentario (dificultades comerciales de penetración en los mercados masivos)

- Aún siendo una de las mayores producciones acuícolas, su destino comercial se concentra esencialmente en la producción de

ficocoloides (1 millón de toneladas húmedas/año). La demanda mundial de biomasa de algas para consumo alternativo (médico-

alimentario) no supera las 10.000 Tm/año. Se estima que la superficie global dedicada al cultivo de microalgas (como referente de

la infraexplotación de estos organismos) no es superior al las 200 ha (sólo en Canarias existen 14.000 ha dedicadas al cultivo del

tomate)

- La mayor parte de los cultivos de microalgas se desarrollan en tierra en los llamados fotobiorreactores (sistemas de cultivo

cerrados de alta producción) o en tanques abiertos (de bajo coste pero de baja productividad). Las experiencias de cultivo

oceánico (mayoritarias en el caso de las macroalgas) son marginales en el caso de las microalgas o no van más allá de

cuestionados experimentos de fertilización oceánica para el incremento de la producción primaria. La puesta en producción de los

océanos marcaría una revolución productiva real.



ALGAS y biocombustibles, la gran oportunidad

Las algas el cultivo energético por excelencia:

• No requieren de agua potable

• No requieren de suelo fértil

•No es biomasa de uso alimentario

• Es una biomasa de alta procesabilidad con una baja generación de residuos

• Elevados contenidos en carbono, tanto en lípidos como en glúcidos (productividad

potencial 30 veces superior a la estimada para la soja o el maíz, con producciones

estimadas sobre los 1400 L/ha/año




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Coste Biomasa Preció biocombustible

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No tan fácil:

• Indefinición de la especies y cepas en producción

• Fragilidad de los monocultivos en sistema masivos (fotobiorreatores vs sistemas

abiertos

• Baja eficiencia fotosintética (especies adaptadas a bajas irradiaciones, con una

alta eficiencia en baja y limitada en alta)

• Limitación geográfica

• Elevados costes de inversión

• Inadaptabilidad de la biomasa para fines energéticos




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Fotobiorreactor Raceway

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Se ha producido un incremento de la capacidad de

producción potencial de microalgas de alrededor del

78% sólo en España, pasando de unas 18 Tm/año

hasta unas 100 Tm/año



ALGAS: Hay una oportunidad

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Coste medio biomasa

Aceites PUFA

Alimentaria

Acuicultura

Pigmentos (carotenoides)

€/kg biomasa (peso seco)

Pigmentos Limitado nº de especies Dificultades de cultivo Cultivo en sistemas cerrados Procesado de la biomasa Aceites PUFA Limitado nº de especies Dificultades de cultivo Bajos rendimientos Alimentaria Altos estándares de calidad Mercado muy competitivo Legislación restrictiva y cotradictoria Acuicultura Indefinición de procesado y formatos Altos estándares de calidad Subordinación a un sector de alta inestabilidad

La producción de microalgas es una

actividad de riesgo, de una fuerte base

tecnológica (intensiva en tecnología),

que opera en un mercado por definir,

pero que en estos tiempos encuentra su

punto clave de arranque y una

oportunidad para un posicionamiento

estratégico


• Actividad del sector primario

(agrícola/acuícola), es plenamente

complementaria con los sectores

tradicionales

• Gran transversalidad productiva y de uso

• No demanda suelo fértil


• Bajo impacto ambiental

• Es una actividad en plena expansión

(aumenta la demanda). Número de

competidores limitado

• Es una actividad intensiva en tecnología

• Canarias es un lugar ideal para su

desarrollo

• Gran potencial de producción / gran

potencial de generación de valor (alto valor

añadido)

¿POR QUÉ LAS MICROALGAS?

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Mercado

• >10.000 Toneladas/año

• Unas 200 hectáreas de cultivo mundial

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Tomate Microalgas

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• Sólo en España está en proyecto unas

50 hectáreas de cultivo (un 25% de la

superficie mundial operativa de cultivos)

CANARIAS

MUNDIAL

• Destino primario: nutracépticos y

alimentos funcionales


Explotación primara de los océanos

INTERES ESTRATÉGICO GLOBAL DEL DESARROLLO DEL CULTIVO Y LA EXPLOTACIÓN

DE LAS ALGAS:

- Cambio Climático: Las algas y su cultivo masivo como biofiltro de los gases de efecto

invernadero (nuevo sumidero productivo)

- Fuente alternativa de biomasa para uso alimentario: mínimo impacto sobre un medio

natural ya sobre explotado (bajo consumo de suelo de uso agrario y agua, puesta en

producción de nuevos espacios)

- Desarrollo de una acuicultura sostenible: cerrar el ciclo de explotación de la acuicultura

vigente, incorporando los productores primarios como fuente esencial de biomasa

(acuicultura de hervívoros). Las algas son la principal fuente natural primaria de ácidos

grasos poli-insaturados de cadena larga (compuestos esenciales en la dieta)

- Desarrollo de una industria medioambiental ligada a la biodepuración de aguas residuales

-Fuente excepcional de nuevas sustancias bioactivas (es un grupo de organismos y un

reservorio biológico aún por explorar)

- Fuente alternativa de biomasa de uso energético (desarrollo sostenible de los combustibles

de 2º generación, no depredan suelo fértil, agua ni compite con fuentes de biomasa de uso

alimentario)


Propuesta de Transferencia

Modelo de Transferencia

• Evaluación de viabilidad técnica.

• Ensayos de cultivo y procesado.

• Servicios de análisis.

• Apoyo al diseño de nuevos productos.

• Asesoría técnica.

• Nido tecnológico.

• Identificación de sustancias bioactivas (pipeline)

Características de la empresa

• Sector primario.

• Industria alimentaria.

• Industria farmacéutica

• Industria energética/ambiental

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