Climate Detectives Proyectos 2023-2024
Título del proyecto: Ideas ecológicas: uso de fotobiorreactores para mitigar la contaminación
Ganador seleccionado a nivel nacional
Instituto Ovidius Constanza Rumanía
Cómo podemos reducir las emisiones de CO2 utilizando las capacidades de fotosíntesis del fitoplancton.
El objetivo de nuestro proyecto es crear un fotobiorreactor experimental que sirva para cultivar microalgas (principalmente fitoplancton), para fijar el CO2 y los óxidos de N de los gases resultantes de la combustión de combustibles fósiles, pero también para depurar aguas residuales. De este modo, se reducen las emisiones de gases de efecto invernadero que llegan a la atmósfera y se estimula la fotosíntesis, que es la base de la producción de biomasa de algas, que posteriormente puede utilizarse para extraer sustancias útiles en farmacología, para la producción de biodiésel y bioetanol, o puede emplearse como fertilizante. Conectamos los datos de laboratorio con los datos proporcionados por EO/satélites para ver la concentración de clorofila en la costa rumana del Mar Negro.
Cómo podemos reducir las emisiones de CO2 utilizando las capacidades de fotosíntesis del fitoplancton.
Para las 2 muestras analizadas se observó una disminución del volumen de las muestras, por evaporación, de aproximadamente 50% en un período de 45 días, con un aumento significativo de la densidad celular durante el experimento; se observó que las colonias celulares tenían tamaños crecientes, a lo largo de las 16 semanas de observaciones, y un número de células superior al inicial.
Durante las 5 semanas de análisis de las muestras se produjo un aumento de la concentración de clorofila de unos 20% en las muestras expuestas a la luz y con la adición de fertilizante (lote 1) en comparación con las muestras de control - de 0, 2 a 0,35 μg de clorofila/L. Sólo se observaron incrementos de 5% en las muestras expuestas a la luz
Los principales componentes de un fotobiorreactor son:
1. Fuente de luz para proporcionar energía para la fotosíntesis y el crecimiento de las algas (natural o artificial).
2. Recipiente de cultivo (de vidrio, plástico o metal y puede adoptar la forma de tubos, tanques o bolsas).
3. Sistema de mezcla y aireación para evitar la estratificación y el ensuciamiento y proporcionar oxígeno para el crecimiento de las algas.
4. Sistema de suministro de nutrientes.
5. 5. Sistema de recolección (centrifugadora o sistema de filtrado).
6. Sistema de vigilancia y control: Sensores y controladores para supervisar y regular la temperatura, la luz, el pH, etc. para el crecimiento de las algas.
Los usos y beneficios de los fotobiorreactores son>
- Producción de biocarburantes: biodiésel, etanol e hidrógeno.
- Tratamiento de aguas residuales: eliminación de contaminantes de las aguas residuales, incluidos el nitrógeno y el fósforo.
- Purificación del aire: eliminación de CO2 y otros óxidos contaminantes.
- Alimentación humana y animal: producción de biomasa utilizada para la alimentación humana y animal (la biomasa de algas se produce 30 veces más rápido que la biomasa agrícola).
- Productos farmacéuticos: Las algas son capaces de producir numerosas sustancias con posibles aplicaciones médicas.
Colocando los cilindros conectados de un fotobiorreactor en la pared exterior de los edificios, se puede obtener biomasa de algas, capturar gases de efecto invernadero y obtener un aspecto estético que puede mejorar la imagen del entorno urbano construido. Al aprovechar las capacidades fotosintéticas naturales de las algas, estos fotobiorreactores ofrecen un método sostenible para capturar las emisiones de dióxido de carbono, mitigando así el impacto de los gases de efecto invernadero en la atmósfera. Además, el cultivo de algas para la producción de biomasa es prometedor como fuente de energía renovable, reduciendo potencialmente la dependencia de los combustibles fósiles. Esta fusión de funcionalidad y belleza no sólo mejora el atractivo visual de los entornos urbanos, sino que también sirve de recordatorio tangible de nuestra responsabilidad colectiva de innovar para lograr un futuro más verde y sostenible.
La implantación de tecnologías de captura y almacenamiento de carbono (CAC) es crucial. La CAC consiste en capturar las emisiones de CO2 procedentes de procesos industriales y centrales eléctricas, transportarlo a lugares de almacenamiento y almacenarlo de forma segura bajo tierra o utilizarlo para la recuperación mejorada de petróleo. De este modo se evita que el CO2 entre en la atmósfera y contribuya al calentamiento global.
Los equipos crean los proyectos y asumen toda la responsabilidad de los datos compartidos.
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