En el ámbito energético, muchas especies de microalgas acumulan altas concentraciones de ácidos grasos para la producción de biodiesel y, a diferencia de los cultivos de plantas terrestres, las microalgas pueden crecer en espacios reducidos, en distintos tipos de agua e incluso en efluentes, lo que las hace una alternativa renovable y de alto rendimiento.

El método patentado integra dos áreas distintas pero complementarias: el diseño de un concentrador de energía solar integrado a un sistema de fotobiorreactor y el área de crecimiento de microalgas.

Los concentradores solares son dispositivos diseñados para captar y dirigir la radiación solar hacia un punto o área específica, aumentando así la intensidad de la energía disponible. Su uso general abarca aplicaciones como el calentamiento de agua, la generación de vapor, la desinfección de líquidos por altas temperaturas y el suministro de energía térmica o eléctrica en diversos procesos. Al concentrar la luz, los concentradores permiten aprovechar de manera más eficiente la radiación solar, especialmente en regiones con alta irradiancia.

Los concentradores solares convencionales elevan la temperatura del agua a niveles incompatibles con la vida microalgal; para solucionar esto, el equipo incorporó sistemas capaces de regular y mantener la temperatura dentro de rangos óptimos para el crecimiento de las microalgas.

El sistema de este método fue evaluado con Chlorella vulgaris, una microalga de agua dulce conocida por su resistencia a condiciones ambientales y su capacidad para producir ácidos grasos relevantes para la producción de biodiesel.

Con este sistema se logró incrementar de manera controlada el contenido de lípidos de las células y reducir significativamente la concentración de pigmentos fotosintéticos, obteniendo una biomasa con bajo contenido de clorofila y carotenos. Asimismo, se obtuvo un perfil de ácidos grasos con alto índice de cetano, adecuado como precursor de biodiesel.

Desde la perspectiva biológica, la manipulación de la luz resultó un factor clave en el proceso. Las microalgas aumentan su contenido de clorofila con baja irradiancia, mientras que con alta irradiancia sintetizan carotenoides como mecanismo protector frente al estrés lumínico. El control de estas condiciones permitió modular la composición pigmentaria y favorecer la acumulación de lípidos de manera dirigida.

La colaboración entre Acuicultura y Electrónica permitió generar un entorno innovador que dio origen a esta patente. Así, ambos investigadores unieron sus fortalezas para plantear un tema de actualidad que aún tiene muchos retos por vencer: los biocombustibles.

Con el trabajo realizado, se fortalecieron de manera conjunta el Laboratorio de Energías Renovables y el Laboratorio de Biotecnología de Algas del CICESE, ampliando sus capacidades experimentales, tecnológicas y formativas para el desarrollo de proyectos interdisciplinarios en bioenergía y biotecnología microalgal. Los resultados de este proyecto fueron posibles gracias al trabajo de muchas personas y estudiantes de posgrado. Ambos investigadores destacaron la labor de la egresada de doctorado Beatriz Stephens y de la M. en C. Fátima Castro.

El equipo continúa trabajando para automatizar el sistema, optimizar la eficiencia energética y elevar sus niveles de madurez tecnológica, con la visión de desarrollar un método portátil y escalable con potencial para su transferencia tecnológica y futuras aplicaciones comerciales.