Modelado y control de fotobiorreactores industriales

La reducción de las emisiones de CO2, gas de efecto invernadero, es un objetivo prioritario a nivel mundial. Para lograr este fin se hace necesario desarrollar tecnologías que permitan eliminar el CO2 de los gases de combustión generados industrialmente. Una aproximación a este problema consiste en la utilización de microorganismos fotosintéticos, los más eficientes fijadores de CO2 del planeta. Las microalgas son microorganismos unicelulares fotoautótrofos, capaces de obtener energía de la radiación luminosa y de sintetizar sus biomoléculas a partir de dióxido de carbono, agua y otros compuestos inorgánicos simples. Sobre estas bases, se intenta desarrollar una tecnología de trasformación de CO2 en biomasa y otros productos carbonados por estos microorganismos. Las microalgas pueden cultivarse en reactores a gran escala bajo condiciones controladas, y su elevada velocidad de crecimiento permite obtener grandes productividades. Para llevar a cabo la producción de microalgas se utilizan fundamentalmente sistemas de producción abiertos o cerrados (fotobiorreactores). Los fotobiorreactores actualmente se controlan mediante técnicas clasicas de control todo-nada debido a la falta de modelos dinámicos. En esta charla se presentan avances en el desarrollo de modelos dinámicos (PDE, parámetros concentrados, NARMAX, etc.) y diseño de controladores para el cultivo de microalgas en fotobiorreactores con el objetivo de mantener una alta productividad de biomasa con minimización de pérdidas de CO2.

José Luis Guzmán Sánchez profesor, Universidad de Almería