Proyectos:
"Proyecto VULCANO ?VOLCANIC ERUPTION AT EL HIERRO ISLAND. SENSITIVITY AND RECOVERY OF THE MARINE ECOSYSTEM (VULCANO)? REF: CTM2012-36317, FINANCIADO POR EL PLAN NACIONAL I+D+I
Proyecto: Microalgas / Subproyecto: Creación y Consolidación del Banco Nacional de Algas (BEA)
Proyecto Microalgas (Producción y desarrollo de cultivo de microalgas para la captación de anhídrido carbónico y la producción de biocombustibles)
Subproyecto de Creación y Consolidación de un Banco Nacional de Algas y sus servicios asociados, como un servicio nacional de estudio, bioprospección, conservación de germoplasma y de promoción de bioindustrias.
1.- Descripción general, objetivos y estructura del Subproyecto. Creación de un Banco Nacional de Algas (BEA), entendiendo dicha iniciativa como un servicio nacional de estudio, conservación de germoplasma y de apoyo a la promoción de bioindustrias basadas en microalgas (eucariotas y procariotas). El BEA pretende a su vez integrar infraestructuras, material y científicos nacionales e internacionales en el desarrollo del propio banco, mediante la consolidación de las colaboraciones existentes, o mediante convenios institucionales.
En definitiva la misión de dicho BEA será la de ayudar a solventar y promover los complejos arranques iniciales de estas tecnologías, a fin de allanar la tarea a las bioempresas.
2.- Creación del Banco Nacional de Algas (BEA). Este subproyecto tiene como fin, como se ha indicado anteriormente, la creación y consolidación de un Banco Nacional de Microalgas y sus servicios asociados, con el
carácter de servicio nacional de estudio, bioprospección, conservación de germoplasma y como instrumento indispensable para la promoción de bioindustrias.
Los objetivos planteados, son, de manera más concreta:
Consolidar el Banco Nacional de Algas (BEA) actualmente existente en la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC) como Autoridad Internacional de depósito de microorganismos fotosintéticos a efectos de patentes, conforme al Tratado de Budapest, destinado a la bioprospección, aislamiento, identificación y conservación de microalgas, especialmente de ambientes extremófilos, subtropicales, tropicales, marinos y de la Macaronesia.
Dar soporte a los demás subproyectos del Proyecto Microalgas en cuanto al abastecimiento de especies.
Facilitar el desarrollo de bioindustrias basadas en microalgas, especialmente para biorefinerías, biocombustibles, biofiltración de CO2 y de efluentes de plantas desalinizadoras y bioregulación climática (bioingeniería ambiental).
El BEA se constituye como un Laboratorio Nacional de Biotecnología de Microalgas, con vocación global, abierto e integrador, que posibilite coordinar, con criterios técnicos y de eficiencia, a científicos, instituciones públicas y empresas en la tarea del aislamiento, conservación y prospección biotecnológica de microalgas con la finalidad de permitir el desarrollo de iniciativas científicas e industriales ligadas al cultivo de microalgas y, en concreto, las relacionadas con la producción de biocombustibles y la captación de CO2.
El modelo del BEA que se pretende desarrollar se debe inspirar en el «modelo aplicado» que recientemente se ha impuesto en la histórica colección de microalgas UTEX (Banco de Microalgas de la Universidad de Texas, de EEUU). Asimismo, y debido al patrimonio de extremófilos del que se espera disponer, se deben aplicar aspectos del modelo de la CCMEE (Culture Collection of Microorganisms from Extreme Environments) que, basado en el existente en la Universidad de Oregon, financia la NASA.
Con el «modelo UTEX actual» como marco general, y dado que España aun carece de rodaje y de empresas de biotecnología de microalgas y de halofitas, el BEA deberá prestar un especial énfasis a las facetas que recientemente se han incorporado a las tradicionales de un banco de germoplasma convencional (aislamiento, identificación y conservación), e incluir las siguientes actuaciones:
Solventar y promover los complejos arranques iniciales de estas tecnologías, a fin de allanar la tarea a las bio-empresas. Las tareas a realizar no se deberán ceñir exclusivamente a las clásicas de conservación in vitro, sino que deberán incluir datos de tecnología de cultivo (al menos a escala laboratorio), pero en condiciones ambientales de cultivo reales (irradiación solar), tales como: tasas de crecimiento, densidades óptimas, densidades de inóculo, etc.
Asesorar en técnicas de cultivo y aplicaciones industriales y reconducir algunas iniciativas empresariales poco realistas que se han suscitado con estas biotecnologías
Formar especialistas en aplicaciones de microalgas.
La gestión del BEA en relación con este subproyecto será ejercida conjuntamente por el Instituto Español de Oceanografía, la Agencia Canaria de Investigación, Innovación y Sociedad de la Información y la ULPGC por medio de un convenio de colaboración que se firmará a estos efectos.
La gestión del subproyecto se efectuará a través de una Comité Directivo, constituido por las instituciones implicadas, y se creará un Comité Científico constituido por investigadores de reconocido prestigio de todas las instituciones españolas.
Proyecto Bioprospección
Cultivo intensivo de microalgas (eucariotas y procariotas) para la producción de biomasa con fines energéticos, asociado a la biofiltración de CO2 de gases de combustión.
Objetivos generales
? Evaluar el cultivo intensivo e integrado de microalgas (eucariotas y procariotas) para la producción de biomasa (no lipídica) con fines energéticos, aplicando tecnologías fermentativas convencionales, asociado a la biofiltración de CO2 de gases de combustión y a un modelo en biorrefinerías.
Objetivos específicos
a. Verificar la idoneidad de las cepas ya seleccionadas por la Fundación Bioagramar (especialmente cianobacterias filamentosas) para cultivos energéticos fermentativo (e iniciar un programa de identificación de nuevas cepas, especies o cultivos simbióticos) adecuados para cultivo en medios simples (fertilizantes agrícolas convencionales) y en condiciones naturales (irradiación solar directa) de ambientes:
? dulceacuícola
? salobre
? marino
en fotobiorreactores tubulares verticales semiabiertos, de 5 - 8 litros e hidrodinámica escalable (con la finalidad de asegurar la posibilidad de poder escalar el cultivo de las cepas selectas en fotobiorreactores de 2-3 ordenes de magnitud superior)
b. Verificar y evaluar la inducción de agregados (entre 0,5 mm a 2 cm de diámetro / largo) de las cepas selectas (unialgales o plurialgales), mediante autofloculación espontánea (preferentemente) o inducida por pH (la utilización de floculantes químicos estará condicionada a la no obtención de cepas autofloculantes) que posibiliten el cosechado mediante filtración simple por descarga (con malla de luz superior a 300 -400 micras) incluso sin necesidad de aplicar vibración al cosechado por filtración mecánica.
c. Determinar tanto el porcentaje de carbono fijado en biomasa como el excretado (DOM), especialmente en los cultivos de microalgas excretoras de polisacáridos, con la finalidad de determinar:
? El porcentaje real de carbono fotosintético fermentable (en biomasa cosechable por filtración en malla)
? La posibilidad de plantear fermentaciones globales de todo el caldo de cultivo
? La posibilidad de efectuar una doble fermentación: aeróbica (etanol, en fermentadores muy diluidos) y metanogénicas (anaeróbica)
d. Determinar el comportamiento de las cepas más eficientes (tamaño, composición, producción) al cultivo en sistemas carbonatados con:
? gases de combustión industriales,
e. Evaluar el comportamiento y rendimiento energético (sin análisis previo de composición, sólo a posteriori y de las más productivas) de la utilización directa de la pasta de microalgas (sin pre-procesados previo vs. con pretratamiento termoquímicos), cultivadas en dos fases (exponencial vs. estacionaria), cosechadas por filtración (estimas de entre 8 ? 20% de PS) como carga directa a fermentadores anaerobios estándar (multicolonial) para producción de biogás de cultivos procedentes de dos tipos de salinidades:
? Dulceacuícolas
f. Evaluar el potencial uso industrial del pellet residual (teóricamente proteico) de los procesos fermentativos anteriores mediante un análisis de composición y nutrientes.
Proyecto AquAgriS ?Environmental management reform for sustainable farming, fisheries and aquaculture?
The aim of this project is to co-ordinate research on environmental management reform to improve sustainability in the farming, fisheries and aquaculture industries. By decreasing pollution and the nuisance value of wastes, and by promoting more efficient waste handling, production, waste recycling, and lower input systems, in line with best management practices, the objectives of the ETAP will be achieved.
The specific objectives of this CA are to:
? Assemble the latest relevant information on environmental management in the farming, fisheries and aquaculture industries, and to identify key players in the European Research Area, and in INCO countries, to prepare for future projects
? Document the current state-of-the-art, and to acquaint members, and the research community in Europe and in INCO countries, with the latest developments in environmental management research
? Map current research activities within the ERA
? Identify barriers which prevent effective environmental management and sustainability
? Survey national/European legislation and policies
? Develop a set of guidelines and recommendations of best practice to help to decrease the environmental impact of the farming, fisheries and aquaculture industries. To assist implementation of these guidelines with two technology transfer workshops
? Provide an on-line European database, linked to existing web sites and databases of specialist groups
? Promote exchange of European researchers
? Promote collaboration with the farming, fisheries and aquaculture industries
? Make recommendations for future research
? Disseminate knowledge via the specialised web site, technology transfer workshops and the staff exchange programme
The main outputs will lead to:
? Better coordination and Synergy in European research to reform environmental management
? Increased awareness of the problems faced by scientists, and the industries
? Improved guidelines and recommendations for scientists, the industries, policymakers
Scientific and technological objectives
The primary aim of AquAgriS is to co-ordinate the promotion of environmental sustainability in the farming, fisheries and aquaculture (FFA) industries. Effective management of lower input systems, and more efficient waste control, will be especially addressed, in the context of the Environmental Technologies Action Plan (ETAP). In this project, ?farming? refers to the culture of terrestrial animals and plants, ?fisheries? refers to the industrial capture of wild aquatic species, and ?aquaculture? refers to the commercial culture of aquatic animals and plants. There are many similarities between these sectors, which provides an opportunity for the cross-over of knowledge and information from related topics. This will enhance the overall objectives of this Co-ordination Action (CA).
Key concepts that relate to each of these agricultural sectors include: Environmental Impact Assessment (EIA), which involves an evaluation of the impact, on the environment, of a particular activity. Following an EIA an Environmental Management Plan (EMP) is formulated accordingly. EIA and EMP are important steps toward identifying sustainable criteria. Environmental monitoring is key to EIA and EMP, for the establishment of environmental standards and practices, and to ensure regulatory compliance.
A major environmental concern is an increase in the availability of nutrients produced as a result of farming and / or aquacultural activities. Excessive concentrations of nutrients can cause eutrophication and the proliferation of harmful (and toxic) algal blooms in inland and coastal waters. Pollutants that decrease air and water quality include ammonia, phosphate, copper, methane and other greenhouse gas emissions. Some of these pollutants originate from the housing and storage facilities associated with terrestrial farms which - being point sources - offer themselves to mitigation via improved manure management technology.
AquAgriS will provide an information resource for SMEs, and other industrial organisations. This will increase understanding, awareness and recognition of problem areas, and to the identification of appropriate solutions.
Proyecto: Producción de Microalgas Marinas Lipogénicas en Fotobiorreactores Tubulares? (ALGADIESEL)
Objetivos científico-tecnológicos
1. Evaluación de la eficiencia y rentabilidad del cultivo en FBRt-avanzados (nuevos diseños de fotobiorrectores tubulares verticales) de microalgas (preferentemente marinas) aplicados a:
a. Producción de biodiesel de la biomasa algal producida (en forma de ""pasta"" concentrada de microalgas (85-90% agua) con un contenido en TAG entre 25 -52% del peso seco)
b. Secuestro fotosintético del CO2 de gases industriales
2. Aislamiento, identificación (convencional y molecular), conservación (convencional y criopreservación), de microalgas y cianobacterias (preferentemente marinas) de zonas tropicales y subtropicales, que muestren algunas de las siguientes características: alto contenido en hidrocarburos o lípidos (triacilgliceroles) y/o presencia/contenido de genes/enzimas de acetyl CoA carboxilasa, gran tamaño y resistencia a altas temperaturas, CO2 y fuerzas de cizalla.
3. Selección de las especies y cepas descritas en el punto 2, que muestren una elevada tasa de crecimiento en cultivos en fotobiorreactores tubulares verticales (FBRt)
4. Escalado del cultivo de especies selectas en FBRt convencionales
5. Evaluación de la conversión a biodiesel de biomasa concentrada de microalgas (10-15% ps) con un alto contenido en agua (85-90%)
6. Desarrollo de FBRt avanzados: que aumenten el rendimiento por unidad de volumen de cultivo (en relación a los convencionales) mediante aumento de la captura fotónica y eficiencia fotosintética (introduciendo las siguientes variables: agitación por vortex, pulsación de luz por microturbulencias, termorregulación solar, irradiación nocturna, integración de 6 FBR en una unidad de cultivo, inyección de luz por fibra óptica)
7. Desarrollo de un programa de gestión automática de FBR
Proyecto MICRALGA (GAA)
""Cultivo de nuevas microalgas y cianobacterias productoras de metabolitos bioactivos aptas para consumo humano"" (MEC 2005 - 2008)
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