La patente es resultado del trabajo colaborativo entre la investigadora Pilar Sánchez Saavedra, del Departamento de Acuicultura, y el investigador Daniel Sauceda Carvajal, del Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones del CICESE, quienes integraron conocimientos de biotecnología y sistemas energéticos en un solo modelo de producción.

El método patentado combina el diseño de un concentrador de energía solar con un sistema de fotobiorreactor para el cultivo controlado de microalgas. Esta integración permite aprovechar la radiación solar de forma eficiente, manteniendo condiciones óptimas para el crecimiento microalgal sin generar temperaturas que afecten su viabilidad, uno de los principales retos en este tipo de sistemas.

El sistema fue evaluado utilizando Chlorella vulgaris, una microalga de agua dulce reconocida por su resistencia a distintas condiciones ambientales y por su capacidad para producir ácidos grasos útiles en la elaboración de biodiesel. Mediante el control preciso de la luz, se logró incrementar el contenido de lípidos en las células y reducir la concentración de pigmentos como clorofila y carotenos, obteniendo una biomasa más adecuada para su transformación en biocombustible.

Desde el enfoque biológico, la manipulación de la irradiancia fue clave en el proceso. Las microalgas responden a la intensidad de la luz modificando su metabolismo: con baja irradiancia producen más clorofila, mientras que con alta irradiancia generan carotenoides como mecanismo de protección. El control de estas variables permitió dirigir la composición celular hacia una mayor acumulación de lípidos, esenciales para la producción de biodiesel.

Las microalgas representan un recurso estratégico para la transición energética. Con más de tres mil millones de años de evolución, han sido fundamentales para la vida en el planeta al producir gran parte del oxígeno y regular el carbono. Su rápido crecimiento, alta eficiencia fotosintética y capacidad para generar compuestos de alto valor las convierten en una alternativa viable frente a los combustibles fósiles.

A diferencia de los cultivos terrestres, las microalgas pueden crecer en espacios reducidos, utilizar distintos tipos de agua e incluso desarrollarse en efluentes, lo que reduce el impacto ambiental y la competencia por recursos naturales. Esto las posiciona como una opción renovable y de alto rendimiento para la producción de energía.

Uno de los desafíos técnicos del proyecto fue el uso de concentradores solares, ya que los modelos convencionales elevan la temperatura del agua a niveles incompatibles con la vida microalgal. Para resolverlo, el equipo desarrolló un sistema capaz de regular la temperatura y mantenerla dentro de rangos adecuados, garantizando tanto la eficiencia energética como la supervivencia de las microalgas.

Este desarrollo fortaleció de manera conjunta al Laboratorio de Energías Renovables y al Laboratorio de Biotecnología de Algas del CICESE, ampliando sus capacidades experimentales, tecnológicas y formativas, así como el impulso a proyectos interdisciplinarios con aplicaciones reales en bioenergía.

Los investigadores destacaron que los resultados fueron posibles gracias al trabajo colaborativo de estudiantes de posgrado, reconociendo la participación de la doctora Beatriz Stephens y de la maestra en ciencias Fátima Castro, quienes contribuyeron de forma clave al desarrollo del proyecto.

Actualmente, el equipo continúa trabajando en la automatización del sistema, la optimización de su eficiencia energética y el aumento de su nivel de madurez tecnológica, con la meta de desarrollar un método portátil y escalable con potencial de transferencia tecnológica y aplicación comercial