ANA BELÉN FERRE MOYA, LUCÍA RODRÍGUEZ GONZÁLEZ, PABLO ABAD FERNÁNDEZ, PAULA CARA FERNÁNDEZ IES VALLE DEL ANDARAX (CANJÁYAR)

Fotografía: Ana Belén Ferre Moya, Lucía Rodríguez González, Pablo Abad Fernández y Paula Cara Fernández (IES Valle del Andarax de Canjáyar)

Con la ayuda del Departamento de Ingeniería Química de la UAL, un grupo de alumnos del IES
Valle del Andarax de Canjáyar, junto a nuestros profesores de Física y Química Rosa López Martín
y Antonio J. Yáñez Martín, dimos comienzo en el mes de marzo de 2021 a un proyecto de investigación dentro del marco de la I Feria de la Ciencia de Almería. En él buscamos simplificar lo máximo posible los recursos y métodos necesarios para cultivar Spirulina y así poder utilizarla en zonas desfavorecidas, concretamente en Etiopía, donde podría convertirse en una fuente alimenticia de interés gracias a su alto contenido proteico. Tras más de un año de intenso trabajo queremos compartir ahora un pequeño resumen de nuestro proyecto.

Abstract

En este trabajo se ha desarrollado un proceso completo de cultivo de Spirulina (Arthrospira platensis). Se ha formulado un medio de cultivo con sustancias básicas y fácilmente accesibles, analizando varios sistemas de cultivo y estableciendo el más interesante en cada situación. Se han comparado diferentes procesos de filtración y materiales filtrantes y comprobado la eficacia de distintos soportes para realizar el secado. En conjunto, se han llevado a cabo una serie de pequeñas investigaciones que han permitido caracterizar los distintos elementos del proceso de cultivo de Spirulina y seleccionar los más apropiados en cada circunstancia.

Desde el principio decidimos trabajar con Spirulina (Arthrospira platensis) (figura 1) que es una cianobacteria, aunque comúnmente se conoce como microalga. Su característica fundamental es que es comestible y presenta un alto valor nutricional, siendo considerada un superalimento, y además es muy resistente a las alteraciones del medio.

Al plantearnos cómo podríamos cultivar Spirulina en un lugar como Etiopía, nos propusimos
como objetivo encontrar todos los elementos necesarios para su desarrollo de una forma sencilla
y que no requiriera un instrumental profesional. Así centramos la investigación en encontrar el
medio de cultivo, el sistema de crecimiento y el proceso de cosechado y secado más eficientes.
El medio de cultivo debe estar compuesto por agua y diversos nutrientes que contengan los
elementos esenciales para su crecimiento (C, N, P, K…). Los medios de cultivo usados en investigación científica contienen compuestos químicos muy difíciles de conseguir en zonas de
pocos recursos, por lo que realizamos diversos experimentos con el objetivo de simplificarlo al
máximo. Comenzamos utilizando un medio de cultivo (Tabla 1) que se adaptaba a nuestros
recursos (medio estándar), que conseguimos simplificar posteriormente (medio estándar
simple) y que tomamos como referencia para los siguientes experimentos. Durante el proceso
descubrimos en la bibliografía y comprobamos experimentalmente que la Spirulina también
puede reproducirse en otros medios como la orina muy diluida, el agua de mar, agua del grifo e
incluso en fertilizantes comerciales, aunque estos no tenían la misma eficacia que el medio
estándar simple o el medio estándar.

También es importante el sistema de cultivo, es decir, el recipiente en el que crece la Spirulina.
Hemos comprobado experimentalmente que se debe mantener la agitación del medio para
asegurar el acceso a los nutrientes y la luz directa del Sol, que la temperatura debe oscilar entre
20ºC y 42ºC y que el recipiente debe permitir el intercambio de gases con el exterior.

A la hora de seleccionar el más apropiado realizamos varios experimentos (figura 2) teniendo en
cuenta distintos factores y valorando tanto los relacionados con el crecimiento del cultivo
(agitación, temperatura, exposición a la luz…) como con el contexto (materiales, complejidad,
consumo eléctrico…) (tabla 2).

Tras el análisis de los resultados, decidimos descartar el sistema Raceway por su complejidad de
uso y construcción, utilizando el sistema de bomba de aireación para la realización de los
experimentos, el de bomba sumergible para mantener un cultivo de Spirulina estable y
seleccionando el de agitación manual como el más adecuado para ser usado en zonas
desfavorecidas.

Por otra parte, para poder consumir la Spirulina, ésta debe ser separada de su medio en un
proceso al que llamamos cosechado, que se compone de una filtración y un secado posterior, y
que se realiza cuando la concentración de Spirulina en el medio alcanza un valor determinado.
Para determinar la concentración probamos y diseñamos distintos instrumentos de medición: un
espectrofotómetro, un tubo de turbidez y un disco de Secchi que decidimos mantener como
instrumento estándar por su facilidad de uso.

Diseñamos además un experimento para relacionar la concentración, la absorbancia y la
profundidad medida con el disco de Secchi (figura 3).

También hemos comparado distintas técnicas de filtración y diversos medios filtrantes (tabla 3)
concluyendo que la filtración a vacío es la mejor técnica para fines analíticos, aunque en un
cosechado para consumo el filtro más eficiente es la malla de fruta.

Para el último paso del cosechado, el secado, hemos comparado distintas superficies concluyendo que el papel vegetal ha proporcionado los mejores resultados (tabla 4).

Con la vista puesta en el futuro, planteamos seguir trabajando en distintas líneas de investigación, para así poner nuestro granito de arena en la mejora de la alimentación en zonas desfavorecidas.

Por un lado buscando simplificar aún más el medio de cultivo, utilizando fertilizantes de uso común y sustituyendo la disolución de hierro por otra obtenida a partir de limaduras de hierro.

Por otro lado, con el fin de optimizar los procesos de medición, estamos diseñando un sistema automatizado para determinar la concentración de Spirulina basado en la luminosidad que atraviesa el recipiente y utilizando materiales y dispositivos sencillos.

Por último, queremos agradecer la colaboración del Departamento de Ingeniería Química de la UAL que nos ha acompañado en todo el proceso de investigación y a todo el equipo humano que ha formado parte del proyecto.

Reseña de los autores/as:
Ana Belén Ferre Moya, Lucía Rodríguez González, Pablo Abad Fernández y Paula Cara Fernández han sido alumnos/as de segundo de bachillerato del IES Valle del Andarax de Canjáyar durante el pasado curso académico 2021/2022. En la actualidad están cursando sus estudios de grado en diferentes universidades españolas