Descripción del proyecto
LA VIABILIDAD ECONOMICA DE UN BIOPROCESO BASADO EN LA BIOMASA DE MICROALGAS, REQUIERE DE UN SISTEMA EFICIENTE DE CULTIVO, LA FORMACION INCONTROLADA DE BIOFOULING MICROALGAL SOBRE SUPERFICIES TRANSPARENTES DE FOTOBIORREACTORES (PBRS) DISMINUYE LA PENETRACION DE LA RADIACION SOLAR, DIFICULTA LAS ESTRATEGIAS DE CONTROL, DEGRADA EL CULTIVO Y ES FUENTE DE CONTAMINACION, POR TANTO HAY QUE PARAR LA PRODUCCION PARA LIMPIAR EL SISTEMA Y VOLVER A EMPEZAR DANDO LUGAR A UNA DISMINUCION CONSIDERABLE DE LA PRODUCTIVIDAD DE BIOMASA Y UN INCREMENTO EN LOS COSTOS DE PRODUCCION, EL DISEÑO DE SUPERFICIES Y/O RECUBRIMIENTOS TRANSPARENTES PARA EVITAR, O RETARDAR, LA FORMACION DE BIOFOULING ES FUNDAMENTAL PARA RESOLVER ESTE PROBLEMA, EN UN PROYECTO PREVIO SOBRE ESTE TEMA, HEMOS ESTUDIADO LA FENOMENOLOGIA DEL PROCESO DE FORMACION DE BIOFOULING DE UNA MICROALGA MARINA PLANCTONICA SOBRE DIVERSAS SUPERFICIES DE PBRS (SOBRE TODO DE METACRILATO, PMMA, Y DE VIDRIO) EN DOS DE LOS REACTORES TUBULARES Y EN UN FOTOBIORREACTOR ABIERTO TIPO RACEWAY (RW) DE LA PLANTA PILOTO DE LA UAL, EN ESTE ULTIMO CASO SE ENSAYARON MATERIALES POLIMERICOS, RECUBIERTOS, Y SIN RECUBRIR, CON UNA PINTURA OPACA COMERCIAL A BASE DE HIDROGELES DE SILICONA, DESPUES DE ESTUDIAR LOS FUNDAMENTOS TERMODINAMICOS Y LA FENOMENOLOGIA DE ADHESION DE MICROALGAS SOBRE SUPERFICIES, Y DE REVISAR LAS DOS TEORIAS MAS IMPORTANTES SOBRE BIOCOMPATIBILIDAD DE SUPERFICIES (TEORIAS DE BAIER Y DE VOGLER) CREEMOS QUE LA SUPERFICIE IDEAL DEBERIA SER (1) UNA SUPERFICIE ANFIFILICA, CON UN COMPONENTE APOLAR DE LA ENERGIA LIBRE SUPERFICIAL SIMILAR AL COMPONENTE APOLAR DE LA TENSION SUPERFICIAL DEL AGUA, Y UN COMPONENTE POLAR CAPAZ DE FORMAR UNA CAPA DE HIDRATACION SOBRE LA SUPERFICIE,POR TANTO EL OBJETIVO DE ESTE PROYECTO ES EL DESARROLLO DE SUPERFICIES RIGIDAS POLIMERICAS Y TRANSPARENTES Y DE RECUBRIMIENTOS A BASE DE HIDROGELES DE SILICONA ANTIADHERENTES (EN INGLES SUS SIGLAS SON FRCS), QUE PUEDAN SER EMPLEADOS PARA EL RECUBRIMIENTO DE LA PARED INTERIOR DE LOS TUBOS DE UN PBR TUBULAR, O DE LA CARA INTERNA DEL PLASTICO DE UN PBR PLANO, O LAS PAREDES Y EL FONDO DE UN RW, ESTAS SUPERFICIES DEBERAN TENER (I) UNA ENERGIA LIBRE SUPERFICIAL DE 20-22 MJM-2 (VALOR OPTIMO DE BAIER) Y QUE (II) CUANDO ESTEN EN CONTACTO CON EL CULTIVO ADQUIERA LAS PROPIEDADES DE UNA SUPERFICIE ANFIFILICA (ANGULO DE CONTACTO CON AGUA DE 65º), ESTA SUPERFICIE (BASADA EN HIDROGELES DE SILICONA TRANSPARENTES) TENDRA LAS MISMAS PROPIEDADES QUE EL AGUA, TANTO EL MATERIAL POLIMERICO COMO EL FRC SERAN EVALUADOS EN LA PLANTA PILOTO EXTERNA DE PRODUCCION DE MICROALGAS MARINAS, LOS RESULTADOS QUE SE ESPERAN A LA FINALIZACION DE ESTE PROYECTO INCLUYEN: (1) LA SELECCION DE AL MENOS UN MATERIAL POLIMERICO, TRANSPARENTE, RESISTENTE Y QUE SE PUEDA EXTRUSIONAR PARA FORMAR TUBOS Y RESISTENTE A LA ADHESION DE MICROALGAS MARINAS; (2) UN RECUBRIMIENTO SUPERFICIAL, QUE NO SEA TOXICO PARA LAS MICROALGAS, Y QUE CUANDO SEA APLICADO A CUALQUIER SUPERFICIE RIGIDA LE PROPORCIONE LAS CARACTERISTICAS FISICO QUIMICAS MENCIONADAS EN EL PARRAFO ANTERIOR, Y (3) CONFIRMACION IN SITU DE LA EFICIENCIA DE FRENTE A LA FORMACION DE BIOFOULING MICROALGAL DE AL MENOS UN MATERIAL POLIMERICO TRANSPARENTE Y UN FTC A BASE ELASTOMEROS DE POLIDIMETILXILOSANO (PDMS) MEZCLADOS CON COPOLIMEROS ANFIFILICOS PARA LA FABRICACION DE PBR TUBULARES QUE, AL MENOS REDUZCA LA FORMACION DE BIOFOULING UN 75% CON RESPECTO A LOS MATERIALES YA PROBADOS (PMMA Y VIDRIO) EN PLANTA PILOTO, SUPERFICIES ANTIADHERENTES\RECUBRIMIENTOS SUPERFICIALES\MICROALGAS MARINAS\FOTOBIORREACTOR\MODELO XDLVO\CÁMARA DE FLUJO\FORTALEZA ADHESIÓN