Zhiqiang Hu, un científico de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia (AAAS por sus siglas en inglés) y profesor en la Facultad de Ingeniería Civil y Ambiental de la Universidad de Missouri, está convencido que las diatomeas, un tipo especial de algas verdes muy abundantes en la naturaleza tienen el potencial de revolucionar los esfuerzos de sostenibilidad.
Según el investigador, las diatomeas abundan en la naturaleza y sus estructuras podrían utilizarse para desarrollar productos de alto valor y respetuosos con el medio ambiente y para crear tecnologías que permitan limpiar el aire y purificar agua. Además, su biomasa residual podría convertirse en fuentes de energía verde, reduciendo futuras emisiones de carbono.
Pero antes de que podamos cosechar los beneficios de este tipo de sostenibilidad circular, los investigadores deben saber cómo cultivar diatomeas en poblaciones grandes y controladas.
Ahí es donde Hu y su equipo de Ingeniería de la Universidad de Missouri viene trabajando. En su último artículo, publicado en la revista Water Research, Hu y su reciente doctorado, Yan Li, demostraron cómo producir microestructuras de diatomeas personalizadas variando un parámetro operativo del biorreactor conocido como tiempo de retención de sólidos, o SRT. SRT se relaciona con la tasa de crecimiento de los microorganismos y afecta la forma en que las sustancias se degradan en el agua.
Al cambiar el tiempo de retención de los sólidos, su equipo pudo alterar las características de las diatomeas, como su forma y el tamaño de los micro/nano poros, para optimizar sus propiedades, controlar su crecimiento y producirlas en masa.
“Las diatomeas viven de forma natural en el medio ambiente, pero no existe una forma sistemática desde un enfoque de la ingeniería, para producirlas como un cultivo controlado a gran escala”, dijo Hu. “Por primera vez, tratamos de mostrar cómo el uso de prácticas operativas de ingeniería estándar (parámetros importantes como SRT) puede crear estructuras alcanzables que se pueden usar para productos industriales y de consumo en el futuro”.
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Hu enfatizó que hay muchos usos para las diatomeas. Uno de los objetivos es usarlas para diseñar nanomateriales y nanodispositivos. El año pasado, Hu y su equipo publicaron un artículo que demuestra cómo transformar estas nanoestructuras en un metamaterial que elimina trazas de moléculas farmacéuticas del agua, un problema creciente en el agua potable. Estos resultados potenciales podrían cambiar fundamentalmente nuestro entorno.
Las diatomeas también podrían usarse en tecnologías ecológicas que eliminen el carbono presente en el aire.
“Además, las algas en sí mismas se consideran un excelente candidato para la fijación de dióxido de carbono y para producir biocombustibles”, dijo Hu. “Por ejemplo, podemos usar la biomasa residual para la digestión anaeróbica, un proceso que ocurre cuando los microbios se descomponen y producen biogás que podría capturarse para uso energético”.
“Esta es la razón por la que investigamos algas/diatomeas, por la que queremos realizar estudios significativos para avanzar en las tecnologías de bioenergía y bioproductos”, dijo Hu.
“Estas algas verdes son importantes para productos de alto valor, así como para abordar el calentamiento global y el cambio climático. Pueden ayudarnos a llegar a una economía circular sostenible”.
