Manual de Biotecnología de microalgas

Las microalgas son microorganismos de vida libre, procariotas (cianobacterias) y eucariotas, con una gran variedad de especies y formas, que crecen y se multiplican en medios acuáticos, dulces o salados, e incluso en medios extremos en los que, hasta hace muy poco, se pensaba que la vida era imposible. Tienen la ventaja de que realizan, al igual que las plantas superiores, fotosíntesis oxigénica y sus requerimientos nutritivos son muy simples. Para su crecimiento es suficiente el CO₂ de la atmósfera, nitrato (algunas son fijadoras de N₂ atmosférico), sulfato, fosfato y micronutrientes. Una producción industrial de biomasa, a base de microalgas, se puede obtener cultivándolas en zonas semidesérticas, si hay suficiente luz y los cambios de temperatura son moderados, por lo que no compiten por suelo destinado a la agricultura. La productividad potencial de las microalgas es muy alta si se comparan con las plantas destinadas a producir alimentos, su genética es más simple que la de plantas superiores y recientemente se están consiguiendo transformaciones genéticas estables que ponen de manifiesto su enorme potencial biotecnológico. 

Las primeras investigaciones de carácter aplicado de las microalgas se centraron en; a) su utilización como fuente alternativa y complementaria de proteínas de alto valor nutritivo; b) la producción de metabolitos de alto valor añadido; y c) la depuración de aguas residuales.  Sin embargo, los campos de aplicación de microalgas se extienden cada vez más. Numerosos grupos de investigación desarrollan con éxito sus estudios sobre las posibilidades de las microalgas como fuente de compuestos con actividades terapéuticas frente a diversas patologías, especialmente tumorales, infecciosas y cardiovasculares, y como fuente de biocombustibles lo que, sin duda, ayudará a paliar la dependencia del mundo actual de los combustibles fósiles.  

El modelo energético actual, basado en el petróleo y otros combustibles fósiles, comienza a estar caduco. Problemas derivados de su uso, como el negativo impacto medioambiental y su efecto sobre el calentamiento global, la inestabilidad de los precios, el progresivo agotamiento de las reservas y los conflictos geopolíticos, han provocado en los últimos años la búsqueda de nuevas fuentes energéticas, alternativas y renovables, que rompan la dependencia del petróleo de las sociedades industrializadas. La Agencia Internacional de la Energía prevé una demanda mundial de petróleo de 99 millones de barriles/día para 2035, mientras que el pico de producción está en 68-69 millones de barriles/día. Estos datos objetivos demandan fuentes nuevas de energía. Hoy es una realidad el uso de energías renovables, como la energía eólica, solar, térmica, termoeléctrica y fotovoltaica, llamadas a liderar un proceso de cambio energético irreversible. Y en este nuevo escenario, los biocombustibles, biodiésel, bioalcohol, hidrógeno y biogás, están llamados a jugar un papel crucial. 

En este libro hemos pretendido reflejar, desde nuestra experiencia investigadora con microalgas; a) los fundamentos básicos de sus aplicaciones biotecnológicas; b) la situación actual de cada sector; y c) las necesidades de investigación, científica y/o tecnológica, para que los procesos sean rentables, en el libre mercado de los países desarrollados. Para ello se ha realizado una  extensa y rigurosa recopilación de los trabajos publicados en destacadas revistas científicas de cada sector. Creemos que no existe, al menos en castellano, una publicación de este tipo, que preserva el rigor científico y lo hace compatible con su aspecto divulgativo y entendible, sin necesidad de ser experto en la materia. De hecho, se pretende que este manual se destine, como guía de referencia o de apoyo, tanto al estudiante de biotecnología como al investigador inmerso en este fascinante mundo de las microalgas. Esperamos haberlo conseguido. 

Queremos mostrar nuestro agradecimiento a las personas integrantes de nuestro grupo de investigación y a todos aquellos investigadores que han trabajado eficientemente con el objetivo de demostrar el potencial biotecnológico de estos microorganismos. Deseamos también agradecer a CEPSA S. A. U., en las personas de su Director del Centro de Investigación, D. Rafael Larraz, del Director de la Refinería “La Rábida”, D. Rafael Martínez-Cañavate, y del Director de Comunicación y Relaciones Institucionales de dicha Refinería, D. Jesús Velasco, así como a la Cátedra CEPSA de la Universidad de Huelva, el apoyo decisivo en la publicación de esta obra y la colaboración que siempre nos han mostrado en la búsqueda de nuevas e innovadoras alternativas energéticas respetuosas con el medio ambiente. Deseamos hacer extensivo nuestro agradecimiento a Joana Frontela, Antonio Yunquera, Miguel Pérez Pascual, Jaime Berbes y José Gómez, por el apoyo y la colaboración científica y técnica mostrados en el estudio conjunto del potencial de las microalgas como nueva fuente sostenible de biocombustibles.

Los autores.