Desarrollo de un sensor virtual basado en la medición de la conductividad para la monitorización de nutrientes en cultivos de microalgas.Un estudio preliminar

Resumen

Las microalgas son organismos capaces de realizar la fotosíntesis, aprovechando la luz y el CO2 para crecer y aumentar su biomasa, la cual es muy valiosa en el desarrollo de multitud de aplicaciones. En la actualidad, la biomasa de microalgas está atrayendo el interés de nuevos sectores industriales, como los biocombustibles, los biopesticidas, la nutrición humana, los cosméticos y la acuicultura. Uno de los parámetros fundamentales para el crecimiento óptimo de las microalgas es un adecuado suministro de nutrientes. Las microalgas para crecer, aparte de luz, carbono y agua, necesitan el nitrógeno (N) y el fósforo (P), además de otros micronutrientes. En la producción de microalgas con agua limpia, estos macronutrientes se administran en forma de nitratos (NO-3) y fosfatos (PO4 3-), respectivamente. Sin embargo, este aporte de nutrientes representa un alto coste de la producción global. Por ello, es fundamental optimizar el aporte global de sales al cultivo, sin limitar el crecimiento de los microorganismos y reduciendo los costes. Bajo este enfoque, se realizó un estudio preliminar para desarrollar un sensor virtual para el seguimiento de nutrientes (NO- 3, PO4 3-) en un cultivo de microalgas utilizando para ello una sonda de conductividad eléctrica. Mediante la señal proporcionada por el sensor, ha sido posible determinar la concentración de sales en el cultivo a partir de las constantes de conductividad determinadas en laboratorio. La correlación obtenida se validó primero a escala de laboratorio y posteriormente en sistemas reales (reactor raceway, 80 m2) con una alta precisión (R2=0.8). Los resultados obtenidos son prometedores ya que pueden permitir alcanzar una buena aproximación para estimar la concentración de sales, como NO-3, y PO4 3-, en los cultivos de microalgas, utilizando la medida de conductividad.