A medida que el consumo energético global continúa aumentando, también crece la demanda de fuentes de energía renovables, como los biocombustibles, especialmente en el sector del transporte. Investigadores de la Universidad de Texas en El Paso han demostrado cómo la nanotecnología puede mejorar significativamente la producción de biocombustibles a partir de microalgas, ofreciendo un futuro sostenible.
El estudio, publicado recientemente en ACS Applied Bio Materials, se centra en la microalga Chlorella vulgaris, una especie de rápido crecimiento que se encuentra comúnmente en ambientes de agua dulce y que se utiliza para producir biocombustibles. Dirigido por el Dr. Hamidreza Sharifan, profesor asistente del Departamento de Química y Bioquímica de UTEP, el equipo demostró que dosis controladas de nanopartículas de óxido de zinc (ZnO) pueden aumentar drásticamente el contenido lipídico del organismo, incluyendo los triacilglicerol utilizados para producir biocombustibles.
En condiciones normales de crecimiento, el equipo de investigación observó que las células de C. vulgaris contenían aproximadamente un 14% de lípidos. Sin embargo, al exponerlas a concentraciones moderadas (30-50 mg/L) de nanopartículas de ZnO sintetizadas, las células aumentaron su contenido lipídico hasta un 48% de su masa (más del triple del valor basal) sin sufrir daños significativos.
Similar al proceso humano
“A veces, cuando las personas están estresadas, aumentan de peso o, en otras palabras, acumulan más lípidos”, explicó Sharifan. “Descubrimos que algo similar ocurre con las células de las microalgas cuando inducimos estrés, en nuestro caso, al exponerlas a nanopartículas de óxido de zinc, debido al efecto de las especies reactivas de oxígeno”.
El equipo también observó que concentraciones más altas de ZnO (superiores a 50 mg/L) causaban daño oxidativo a las células, reduciendo su potencial como biocombustible, lo que resalta la importancia de los niveles umbral.
Además de estos hallazgos, los investigadores desarrollaron el Índice de Adecuación de Biocombustibles (BSS), un nuevo marco escalable que evalúa y optimiza las condiciones de producción de biocombustibles. Sharifan explicó que el BSS integra múltiples factores, proporcionando información práctica para guiar futuras estrategias en la producción de energía sostenible.
Trabajo innovador
“Esta investigación ejemplifica el trabajo innovador que nuestros científicos están realizando para abordar los desafíos energéticos globales”, afirmó Robert Kirken, Ph.D., decano de la Facultad de Ciencias de UTEP. “El trabajo del equipo mejora significativamente nuestra comprensión de las soluciones de bioenergía sostenible, sentando las bases para aplicaciones ambientales de gran impacto”.
El equipo de investigación continuará perfeccionando su proceso con la esperanza de demostrar su viabilidad a gran escala, posiblemente utilizando también otras especies de microalgas que pueden prosperar en entornos como aguas residuales y agua salada.
El estudio se realizó en colaboración con la Universidad Autónoma de Chihuahua y contó con el apoyo de la Beca de Colaboración México-Estados Unidos de UTEP y una subvención del Instituto Nacional de Alimentos y Agricultura del USDA.
