Procedimiento de producción de biomasa mediante el uso de aerosoles acuosos que contienen microorganismos fotosintéticos.
La presente invención se encuadra dentro del campo técnico de la producción de biomasa para diversos usos y la retirada de CO2 atmosférico. Dicha producción se propone realizarla en un entorno aéreo abierto y expuesto a la radiación solar, en donde pueda libremente entrar y salir el aire, pero en el que se pueda restringir la entrada o salida de aerosoles mediante cualquier método. En el entorno descrito se nebuliza de forma permanente una suspensión de micro-algas u otros microorganismos fotosintéticos en forma de gotas que contienen uno o varios de dichos microorganismos, de tal forma que durante el tiempo que se mantienen en el aire las microgotas, reciban radiación solar y estén en contracto con el CO2 atmosférico, realizando un proceso de generación de biomasa que se caracteriza por su elevada tasa de irradiación y superficie de contacto con el aire por unidad de volumen.
Estado de la técnica anterior
Se desconoce por parte del inventor, experto en la materia de ningún método o procedimiento que contenga las características esenciales de la invención tal y como se describen a continuación.
Explicación de la invención
Es un objeto de la presente invención un método de producción de biomasa mediante el uso de aerosoles acuosos que contienen microorganismos fotosintéticos. Los aerosoles son producidos a partir de una suspensión acuosa de dichos microorganismos que pueden tener los nutrientes necesarios para su desarrollo. Dichos aerosoles son liberados en un entorno aéreo atmosférico sometido a la radiación solar, y se mantienen en suspensión el tiempo suficiente para que el rendimiento de producción de biomasa resulte positivo. Para ello, el aerosol se libera de forma que describa una trayectoria global que maximice dicho tiempo de mantenimiento en suspensión, bajo la acción de las fuerzas gravitatorias e hidrodinámicas en el seno del aire. Adicionalmente, se pueden o no establecer corrientes forzadas de aire en el entorno, o favorecer las naturales, de forma que aumente el tiempo de suspensión y que el rendimiento energético del sistema se mantenga dentro de los parámetros de la sostenibilidad.
Es también un objeto de la presente invención un entorno de producción de microorganismos fotosintéticos mediante aerosoles en suspensión aérea obtenidos a partir de una suspensión acuosa de dichos microorganismos que puede contener nutrientes para su desarrollo. Dicha suspensión acuosa puede contener una o varias especies diversas y puede recibir también los aerosoles sedimentados.
También se considera un objeto de la presente invención un entorno considerado como un bosque artificial en el que el proceso de nebulización permanente genera ciclos bioquímicos repetitivos que pueden favorecer o establecer desarrollos direccionales, favoreciendo de forma selectiva a ciertas especies. En dicho entorno pueden también desarrollarse ecosistemas que pueden llegar, o no, a un régimen permanente, de manera que pueden ser favorecidos por algún tipo de acción artificial para que produzcan una determinada especie o producto biológico deseado.
Otro objeto de la presente invención es un método de cultivo de microorganismos fotosintéticos y de producción de biomasa mediante aerosoles en suspensión como el descrito anteriormente, para retirar CO2 atmosférico o de un cierto efluente natural o artificial.
A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención. Además, la presente invención cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y preferidas aquí indicadas.
Breve descripción de los dibujos
Fig 1. Muestra una representación esquematizada del ciclo básico de producción de biomasa propuesto en la presente invención.
Fig 2. Muestra una representación esquematizada de un bosque artificial aéreo, objeto de la presente invención.
Exposición detallada de modos de realización y ejemplos
Tal y como muestra la figura 1 el ciclo básico de producción de biomasa propuesto en la presente invención comprende una etapa de nebulización de una suspensión acuosa (1) de microorganismos fotosintéticos (2) que, opcionalmente, pueden comprender los nutrientes necesarios para el desarrollo de los microorganismos. Estos aerosoles (1) han sido liberados en un entorno aéreo atmosférico sometido a la radiación solar (3) y se mantienen en suspensión el tiempo suficiente para que el rendimiento de producción de biomasa resulte positivo. Posteriormente, los aerosoles con los microorganismos fotosintéticos (2) que, opcionalmente, pueden comprender los nutrientes necesarios para que el rendimiento de producción de biomasa resulte positivo. Posteriormente, los aerosoles (1) con los microorganismos fotosintéticos (2) sedimentan (4) y son recogidos (5) de tal forma que se establece una realimentación (6) con el cultivo original, para volver a ser nebulizado.
Dentro de esta realización, los aerosoles (1) se liberan de tal forma que describen una trayectoria ascendente y descendente que maximiza el tiempo de mantenimiento en suspensión, bajo la acción de las fuerzas gravitatorias e hidrodinámicas en el seno del aire.
En una realización particular, es posible establecer corrientes forzadas en el entorno aéreo, o favorecer las naturales, que aumentan el tiempo de suspensión de los aerosoles frente al resultante de la sedimentación en una atmósfera estática.
La suspensión acuosa puede contener una o varias especies diversas de microorganismos biológicos y una combinación de los aerosoles sedimentados, como anteriormente se ha indicado, así como nutrientes seleccionados para el desarrollo de dichos microorganismos fotosintéticos y de otros organismos biológicos que se encuentren en la suspensión acuosa.
El proceso de nebulización es mantenido durante periodos de tiempo muy largos en comparación con los tiempos típicos de suspensión aérea de una gota de aerosol, con lo cual dicho entorno genera ciclos bioquímicos repetitivos que pueden favorecer, potenciar o establecer desarrollos biológicos selectivos, favoreciendo de manera selectiva a ciertas especies o la generación de productos biológicos determinados, y que pueden desarrollar ecosistemas que pueden alcanzar o no un régimen permanente.
Los ecosistemas generados pueden ser favorecidos por cualquier tipo de acción de artificial (es decir, una acción de cultivo) del grupo de control de temperatura, grado de humedad, pH de suspensión acuosa, concentración de óxidos de nitrógeno, azufre, hierro y sales de sodio, potasio, calcio y magnesio, para que, como se ha indicado, se favorezca el desarrollo de una determinada especie o especies, así como la generación de un producto biológico determinado.
Ejemplo En la figura 2 se muestra un ejemplo de aplicación práctica de la invención en un bosque artificial, donde un cultivo de algas en suspensión y nutrientes (21) es nebulizado (22) permanentemente en forma de aerosol, generando una nube (23) que absorbe la radiación solar (24) y el CO2 (25) generando un alto rendimiento de biomasa, puesto que el aerosol que precipita (es decir, que sedimenta) es recogido en el cultivo (21) y nebulizado nuevamente.
