{"id":6306,"date":"2022-06-14T17:36:10","date_gmt":"2022-06-14T17:36:10","guid":{"rendered":"https:\/\/transferencia.tec.mx\/?p=6306"},"modified":"2023-09-10T02:36:45","modified_gmt":"2023-09-10T02:36:45","slug":"lubricantes-de-microalgas-una-alternativa-verde-para-la-industria","status":"publish","type":"divulgacion-ciencia","link":"https:\/\/tecscience.tec.mx\/es\/divulgacion-ciencia\/lubricantes-de-microalgas-una-alternativa-verde-para-la-industria\/","title":{"rendered":"Lubricantes de microalgas: una alternativa verde para la industria"},"content":{"rendered":"

Por\u00a0Leonardo Farf\u00e1n<\/strong><\/a>,\u00a0Mariana Franco <\/strong>y Jos\u00e9 P\u00e9rez Gonz\u00e1lez<\/strong><\/p>\n

Los lubricantes son materiales de gran importancia pr\u00e1ctica ya que permiten reducir la fricci\u00f3n y el desgaste de superficies en movimiento. Desafortunadamente, la mayor\u00eda de los lubricantes utilizados en la actualidad son derivados del petr\u00f3leo y su uso y desecho tienen un impacto ambiental significativo, ya que da\u00f1an el medio ambiente, tienen baja degradabilidad y propician da\u00f1os a la salud.<\/p>\n

Por ejemplo, un litro de grasa o aceite derivados del petr\u00f3leo arrojado directamente al drenaje, lo cual infortunadamente es todav\u00eda una pr\u00e1ctica com\u00fan en nuestro pa\u00eds, contamina m\u00e1s de mil litros de agua y puede llegar a formar \u201ctapones\u201d que impiden el flujo de las aguas residuales y provocan da\u00f1os en las tuber\u00edas e inundaciones.<\/p>\n

En las \u00faltimas d\u00e9cadas se han investigado muchas alternativas para reemplazar los lubricantes derivados del petr\u00f3leo. Las m\u00e1s prometedoras son aquellas que involucran el uso de aceites extra\u00eddos de semillas vegetales como la palma, el ricino, la jojoba y el girasol, entre otros, los cuales pueden biodegradarse tanto en cuerpos de agua como en la tierra. Gracias a estas investigaciones se ha determinado que inclusive estos aceites vegetales mezclados con algunos aditivos pueden ofrecer mejores propiedades lubricantes en comparaci\u00f3n con aquellos derivados del petr\u00f3leo.<\/p>\n

Sin embargo, existe un problema grave de sustentabilidad cuando se recurre de manera masiva al uso de estos aceites vegetales para producir lubricantes, ya que en muchos casos estos forman parte de nuestra alimentaci\u00f3n b\u00e1sica, creando una competencia entre las necesidades de consumo humano y las industriales, as\u00ed como por tierras cultivables provocando una posible alza en los precios de dichas materias primas.<\/p>\n

Afortunadamente, existe una nueva soluci\u00f3n ecol\u00f3gica y sustentable a estos problemas, que consiste en la producci\u00f3n de lubricantes \u00abbio\u00bb hechos a base de aceite de microalgas para diversas aplicaciones industriales. Las microalgas son microorganismos fotosint\u00e9ticos que utilizan la luz del sol como fuente de energ\u00eda y producen ox\u00edgeno de forma natural.<\/p>\n

Estos microorganismos tienen la capacidad de crecer sin el uso de tierras cultivables en ambientes marinos y en agua dulce, as\u00ed como en medios artificiales y aguas residuales, y generar diferentes tipos de biomol\u00e9culas de gran utilidad como prote\u00ednas, antioxidantes, complementos alimenticios, aceites, entre otros.<\/p>\n

Las microalgas pueden ser producidas en diferentes tipos de fotobiorreactores, los cuales son dispositivos capaces de mantener un medio estable (temperatura, pH, baja concentraci\u00f3n de O2) y proporcionar los nutrientes y luz necesarios para el crecimiento de algas. Los fotobiorreactores se dividen generalmente en abiertos y cerrados, y pueden operar tanto en interiores como en exteriores. En ambos casos, la agitaci\u00f3n y el mezclado son necesarios para homogenizar el cultivo, distribuir los nutrientes y proporcionar las cantidades adecuadas de luz para llevar a cabo de proceso de fotos\u00edntesis. Los fotobiorreactores cerrados usualmente se fabrican con tubos de vidrio o de pl\u00e1stico, los cuales permiten el control de la evaporaci\u00f3n del agua y disminuyen los riesgos de contaminaci\u00f3n. Ese tipo de reactores ocupan \u00e1reas reducidas y se utilizan principalmente para producci\u00f3n a peque\u00f1a escala. Sin embargo, los fotobiorreactores abiertos (Figura 1) ocupan extensiones mucho m\u00e1s grandes, pueden localizarse en lagos y estanques, y son usados para producci\u00f3n a gran escala. La desventaja los fotobiorreactores abiertos es su exposici\u00f3n al ambiente, lo que se traduce en p\u00e9rdidas significativas de agua por evaporaci\u00f3n y en riesgo de contaminaci\u00f3n por otros microorganismos.<\/p>\n

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Figura 1. Fotobiorreactor abierto para cultivo de microalgas<\/figcaption><\/figure>\n

El proceso para la obtenci\u00f3n de aceites de microalgas involucra la selecci\u00f3n de una especie apropiada de microalga (por ejemplo \u201cChlorella sp.\u201d),<\/em> su cultivo en fotobiorreactores bajo condiciones controladas, la cosecha de la biomasa de las microalgas y, finalmente, la extracci\u00f3n y purificaci\u00f3n del aceite. Posteriormente, el aceite extra\u00eddo debe ser modificado mediante tratamientos particulares de conversi\u00f3n qu\u00edmica y su formulaci\u00f3n se realiza posteriormente empleando aditivos\u201d, lo cual se realiza en funci\u00f3n de la aplicaci\u00f3n industrial deseada (Figura 2). Algunas de las aplicaciones m\u00e1s importantes para estos aceites en la industria son como lubricantes de motor y transmisi\u00f3n de engranes, como grasas para rodamientos, como fluidos de corte, como aceites para transformador o lubricantes de motosierras, as\u00ed como fluidos para perforaci\u00f3n, entre otras.<\/p>\n

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Figura 2. Proceso global de generaci\u00f3n de aceites provenientes de microalgas<\/figcaption><\/figure>\n

En esta investigaci\u00f3n se lograron identificar los avances m\u00e1s recientes en el proceso de crecimiento y generaci\u00f3n de aceites de microalgas, las especies m\u00e1s prometedoras para la producci\u00f3n de aceites con buenas propiedades lubricantes y los procesos de conversi\u00f3n qu\u00edmica m\u00e1s adecuados para formular lubricantes para diversos usos industriales. Utilizando esta informaci\u00f3n se elabor\u00f3 una gu\u00eda de selecci\u00f3n, modificaci\u00f3n y producci\u00f3n de aceites de microalgas que permitir\u00e1 desarrollar una nueva clase de biolubricantes biodegradables y sustentables que podr\u00edan reemplazar a los lubricantes derivados del petr\u00f3leo a mediano plazo.<\/p>\n

Autores<\/strong><\/h2>\n

Leonardo Israel Farfan Cabrera. <\/strong>Es Doctor en Ciencias en Ingenier\u00eda Mec\u00e1nica con Orientaci\u00f3n en Tribolog\u00eda, lubricantes, biolubricantes, materiales avanzados y veh\u00edculos el\u00e9ctricos, Profesor Investigador de la Escuela de Ingenier\u00eda y Ciencias del Tecnol\u00f3gico de Monterrey, Campus Puebla, y l\u00edder del Laboratorio de Tribolog\u00eda Automotriz (Electromovilidad). farfanl@tec.mx<\/a><\/p>\n

Mariana Franco Morgado. <\/strong>Es Doctora en Ingenier\u00eda Ambiental. Investigadora Postdoctoral con Orientaci\u00f3n en Producci\u00f3n de microalgas en la Escuela de Ingenier\u00eda y Ciencias del Tecnol\u00f3gico de Monterrey, Campus Puebla. mariana.franco@tec.mx<\/p>\n

Jos\u00e9 P\u00e9rez Gonz\u00e1lez <\/strong>es Profesor e Investigador en la Escuela Superior de F\u00edsica y Matem\u00e1ticas del Instituto Polit\u00e9cnico Nacional. Doctor en Ciencias en Metalurgia y Materiales, con orientaci\u00f3n en Reolog\u00eda, Materiales Blandos, Tribolog\u00eda y lubricantes. jperezgo@ipn.mx<\/p>\n

Para m\u00e1s informaci\u00f3n<\/strong><\/h2>\n

Farfan-Cabrera, L. I., Franco-Morgado, M., Gonz\u00e1lez-S\u00e1nchez, A., P\u00e9rez-Gonz\u00e1lez, J., Mar\u00edn-Santib\u00e1\u00f1ez, B. M. (2022). Microalgae biomass as a new potential source of sustainable green lubricants. Molecules, 27(4), 1205. https:\/\/doi.org\/10.3390\/molecules27041205<\/a><\/p>\n

Nowak, P., Kucharska, K., & Kami\u0144ski, M. (2019). Ecological and health effects of lubricant oils emitted into the environment. International Journal of Environmental Research and Public Health, 16(16), 3002. https:\/\/doi.org\/10.3390\/ijerph16163002<\/a><\/p>\n

Shuba, E.S., Kifle, D. (2018). Microalgae to biofuels: \u2018Promising\u2019 alternative and renewable energy, review. Renew. Sustain. Energy Rev.2018, 81, 743\u2013755.<\/p>\n

Soni, S., Agarwal, M. (2014). Lubricants from renewable energy sources\u2014A review. Green Chemistry Letters and Reviews, 7, 359\u2013382.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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