Microalgas para reducir CO2 del cemento, la investigación estrella de Argos

Camilo Restrepo, vicepresidente de innovación de Cementos Argos. Foto: Luis Eduardo Noriega

Medellín (Colombia), 13 dic (Colombia.inn).- Argos, la cementera líder en Colombia y con gran trayectoria internacional, está inmersa en una investigación sobre cultivo de microalgas para reducir las emisiones de dióxido de carbono (CO2) que genera la fabricación de cemento y así contribuir al cuidado del medioambiente con nuevos productos.

Esta investigación se sustenta, explicó a Colombia.inn, agencia operada por Efe, el ingeniero ambiental y vicepresidente de innovación de Argos, Camilo Restrepo, en que “las microalgas son tal vez 100 o 200 veces más eficientes que los árboles en la captura” de CO2.

Argos no sólo busca “generar riqueza económica”, según Restrepo, quien detalló que su enfoque de negocio es económico, social y ambiental, al apuntar que esos tres pilares “garantizan la verdadera sostenibilidad de la empresa a largo plazo”.

En una primera etapa, la compañía cementera creó una alianza con socios estratégicos que dio inicio al proceso de investigación, posteriormente la iniciativa logró, a través de una convocatoria de Colciencias, una exención de impuestos.

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Tras esa “primera etapa”, indicó Restrepo, Argos invirtió unos 360 millones de pesos (189.473 dólares) para dotar al proyecto de mayor eficiencia en la búsqueda de “organismos capaces de capturar CO2 en concentraciones con características similares de las que salen de una fábrica de cemento”.

Para ello estableció una alianza con la Universidad EAFIT de Medellín.

El objetivo final es “acoplar este proceso de CO2 con microalgas a un proceso de fabricación de cemento en un futuro”, pero también generar con los microorganismos nuevos productos que “compensen el costo de la captura”.

De esta manera las microalgas se han convertido en un proyecto de emprendimiento viable, el cual, según el vicepresidente de innovación de la cementera, estiman tener listo en 2019.

Hacer rentable el proyecto depende de la posibilidad de elaborar productos resultantes como biomasa, Omega 3 y 6, utilizada en la alimentación de animales, o incluso, ” productos de alto valor agregado” como componentes para la industria cosmética.

Inclusive se puede llegar a producir biocombustible, remarcó el directivo de Argos, hecho a base de biomasa, un elemento residuo muy común en todos los procesos fotosintéticos.

Los cultivos de microalgas que desarrolla Argos pueden aplicarse en muchos campos de producción y para que esta iniciativa sea rentable la compañía espera continuar gozando de la exención de impuestos en contrapartida por la reducción de emisiones de CO2.

Entre los países en los que se desarrollan cultivos destinados a capturar dióxido de carbono están Alemania, España, Canadá y Estados Unidos, de donde Argos importa los microorganismos para sus investigaciones.

Restrepo dejó claro que “Colombia es uno de los países en el mundo más propicios para hacer temas relacionados con la captura de CO2 por parte de microalgas”, al contar con condiciones geográficas óptimas y “una ventaja comparativa”.

Y es que el dióxido de carbono es uno de los gases producidos a gran escala por múltiples actividades humanas, entre ellas la producción de cemento, que registra altas emisiones.

Argos ha participado en el Consejo Mundial para el Desarrollo Sostenible (CMDS) y en la iniciativa de sostenibilidad del cemento, que reúne propuestas para mejorar el desempleo ambiental de la industria del cemento. COLOMBIA.INN

ORIGINAL: Colombia-Inn

Daniela García Lara

World’s first microalgae façade goes ‘live’

ORIGINAL: IBA-Hamburg 

25 Apr 2013

BIQ

Natural, efficient and unique: the BIQ is setting new standards as the first building in the world to have a bioreactor façade. Microalgae are cultivated in the glass elements that make up its “bio skin”. These are used to produce energy, and can also control light and provide shade. Inside, an innovative living concept is aimed at ensuring maximum design versatility for everyday life, and gives us a glimpse into urban life in the future. With its innovative living concept, futuristic exterior, and “intelligent” algae façade, the BIQ is a highlight of ”The Building Exhibition within the Building Exhibition”.

A Building with a Second Green Skin 
The sides of the building that face the sun have a second outer shell that is set into the façade itself. Microalgae – tiny plants, most no larger than bacteria – are produced within this shell. They enable the house to supply its own energy. The only thing that the algae have to do is simply to grow. They are continuously supplied with liquid nutrients and carbon dioxide via a separate water circuit running through the façade. With the aid of sunlight, the algae can photosynthesise and grow. This façade is the first of its kind in the world and makes use of the very latest energy and environmental technology.

 

Microalgae – a Smart Energy Solution 
The algae flourish and multiply in a regular cycle until they can be harvested. They are then separated from the rest of the algae and transferred as a thick pulp to the technical room of the BIQ. The little plants are then fermented in an external biogas plant, so that they can be used again to generate biogas. Algae are particularly well suited for this, as they produce up to five times as much biomass per hectare as terrestrial plants and contain many oils that can be used for energy.

An Energy Concept that Calls upon Natural Forces 

The BIQ has a holistic energy concept: it draws all of the energy needed to generate electricity and heat from renewable sources – fossil fuels remain untouched. It is able to generate energy using the algae biomass harvested from its own façade. Moreover, the façade collects energy by absorbing the light that is not used by the algae and generating heat, like in a solar thermal unit, which is then either used directly for hot water and heating, or can be cached in the ground using borehole heat exchangers — 80 metre-deep holes filled with brine. This remarkably sustainable energy concept is therefore capable of creating a cycle of solar thermal energy, geothermal energy, a condensing boiler, local heat, and the capture of biomass using the bio-reactor façade.

More than just a Shell: the BIQ Demonstrates what Tomorrow’s Façades can do
The BIQ building shows that in the future façades will be able to serve a number of different functions, and be much more than an aesthetic cladding to protect against rain and cold. While the northeast- and northwest-facing sides of the building have an elaborately decorated shell to draw the eye, the algae within the southwest and southeast façades produce biomass for renewable energy. In addition, the façade also serves the conventional purposes of insulating the building from sound, heat, and cold, and provides shade in bright sunlight. Spacious balconies give the residents sweeping views over the park, as well as the chance to see the natural power plant contained in the algae façade up close. However, visitors can also observe this film of matter as it grows. The greenness of the façade shows that the algae are breaking down the carbon dioxide and processing it through photosynthesis. This renewable form of energy production is thus visible from outside the building, and is an intentional part of the architectural concept.

Living on Demand
Inside, the BIQ reveals how we might live in the future. The ever greater interconnectedness between living and working and the increased demand for adaptable housing spaces means that there will be a call for versatile residential ground plans in the future. Two of the total of fifteen apartments to be housed in the BIQ do not have separate rooms, but rather enable the inhabitants to configure their living arrangements “on demand”. Depending on their needs, individual functions of the apartment – bathroom, kitchen, sleeping area – can be swapped about or combined to form a “neutral zone”. In this way, the necessities of everyday life determine the appearance of the apartment, and the versatile layout can be adapted to suit the residents and their daily lives at any given time.

The Week in News: Farmer Adaptation, Advancements in Algae, and More

ORIGINAL: Fuels America

15 APRIL 2013

Last week was full of news and activity in the world of renewable fuel. Now that the weekend has come and gone, here are a few of last week’s notable stories for you to dig into:

• CNN.com wrote about Fred Yoder, a renewable fuel champion who was honored by President Obama last week for leading agricultural innovation in response to climate change.
• USA Today covers NASCAR’s environmental initiatives, discussing their use of E15 gasoline.
• Solazyme rolls out new technology that allows faster and more prolific production of oil from microalgae.

  

  New technology enables microalgae to produce oil, like these droplets, faster and in greater quantity. Credit: Los Alamos National Laboratory

• National Farmers Union President Roger Johnson, RFA President and CEO Bob Dinneen and Growth Energy CEO Tom Buis hit home the benefits of renewable fuel for rural America in this op-ed that ran in the Daily Yonder.
• E85 use is up 13% from 2010 to 2011 according to an analysis by the Energy Information Administration, showing that people are using more and more of the high ethanol blend.
• Earth Techling covered a National Research Council report that says we can reduce GHG emissions by 80% by 2050, if we use more biofuel.

That’s all for now. Enjoy the your week!

'Blood test' for coral reefs

ORIGINAL: Science Alert

ARC CENTRE OF EXCELLENCE FOR CORAL REEF STUDIES 

WEDNESDAY, 27 FEBRUARY 2013

A new test that monitors hemoglobin levels in the microalgae that live symbiotically with coral may help measure how climate change and human activity affects coral reefs. Image: littlesam/Shutterstock

Using a world-first scientific discovery, Australian researchers are developing a stress-test for coral, to measure how coral reefs are being impacted by pressures from climate change and human activity.

The scientists have found hemoglobin genes in the microalgae which live symbiotically with coral, which may provide a readout on how stressed a particular coral is – and how likely it is to bleach and die.

Coral bleaching occurs when the symbiotic algae abandon the coral due to changes happening in the environment such as high water temperatures or pollution and, deprived of their main energy source, the corals whiten and potentially perish. Bleaching has hit more than half of the Great Barrier Reef in recent years, as well as a majority of coral reefs around the world.

“Despite the importance of coral reefs to hundreds of millions of people worldwide, we still do not clearly understand how well they can cope with changed conditions of climate and environment they now face,” explains Professor Ove Hoegh-Guldberg of the ARC Centre of Excellence for Coral Reef Studies (CoECRS).

“In exploring the genetic make-up of both corals and their symbiotic algae, we have found hemoglobin-like proteins that respond rapidly and dramatically to temperature and nutrient stresses,” says lead author Dr Nela Rosic of The University of Queensland.

Most people know hemoglobin as the red material that carries oxygen around the body in our blood supply, but in plants and algae it serves a slightly different function, mopping up spare oxygen and toxic gases before they can harm the plant. In corals and their algae it may also form a vital part of their day-night energy storage system.

“When the coral undergo temperature stress, this system goes into overdrive and hemoglobin genes are expressed at a higher level. Due to its sensitive nature, hemoglobin has a potential to be used as a stress biomarker. This, for the first time, gives us a clear readout of stress levels in the corals and their symbiotic algae,” Dr Rosic explains. 

Professor Hoegh-Guldberg says the discovery allows crucial new insights into the physiology of bleaching at the molecular level.

“Potentially this can also be used by coral managers and even industries which depend on coral, to monitor the condition of their reefs,” he explains. “By monitoring stress levels in the coral’s symbiotic relationship, we can potentially explore whether a coral is more vulnerable to bleaching and death. There may then be strategies we can pursue to reduce the pressure.”

However both scientists caution that the primary stress on corals is coming from high ocean temperatures due to global warming – and this can only be addressed by humans cutting their carbon emissions.

Prof. Hoegh-Guldberg adds that the test could also be used to monitor the success of improved management of catchments and other human impacts, in terms of its effect on the corals. “It will be one of a range of measures we can use to understand whether steps taken to improve conditions surrounding coral reefs are really working or not. This can have a number of potential uses as we strive to reduce stress through better management of coral reefs.”

The scientists say that the existence of hemoglobin-like proteins in coral zooxanthellae (the symbiotic algae) highlights the common evolutionary ancestry of single-celled plants and higher animals, including humans.

Their paper “New-old hemoglobin-like proteins of symbiotic dinoflagellates” by Nedeljka N. Rosic, William Leggat, Paulina Kaniewska, Sophie Dove and Ove Hoegh-Guldberg appears in the journal Ecology and Evolution.

Editor's Note: Original news release can be found here.

Algae in Paris Revisited

ORIGINAL: Green Building Elements

BY GLENN MEYERS

JANUARY 25, 2013

On occasion we publish letters on Green Building Elements. In this case, Kstor, writing from France, is critical of the energy promises made by Ennesys and Origin Oil in a Jan. 11 post about growing algae on buildings using wastewater to then generate energy. In spite of real optimism to generate renewable energy using a sustainable infrastructure, the criticism here is articulate and should be carefully considered by those intrigued by the promise of algae.

Photo: Algae floating from Shutterstock

Kstor writes:

The idea of growing algae on buildings using wastewater is not new. As a matter of fact, it originates from the French architect studio X-TU back in 2008 (and they have a patent on it), which will soon deliver the first prototypes of their biofacade concept in cooperation with a world-class French public laboratory on microalgae controlled cultures (see recent press releases and articles in French about it).

The problem here is more what Ennesys tries to achieve, when they promise to cover 80% of the building’s energy needs thanks to microalgae productivities of 150T/ha (see many other articles and their press releases).

Those figures are just not correct, as any microalgae specialist will immediately notice. These kinds of productivity are theorical, and can only be achieved in lab conditions with a 12 h direct flow of photons and constant temperature, pH, nutriments, carbon inputs, etc… In outdoor conditions, the maximum productivity in Paris would be around 30 T/ha with the most advanced intensified PBRs – which they do not have – as a scientific article clearly demonstrate: “Theoretical Investigation of Biomass Productivities Achievable in Solar Rectangular Photobioreactors for the Cyanobacterium Arthrospira platensis”.

It would be wise for Ennesys, and especially for their partners and investors, to “land on earth” and announce more realistic figures- unless they want to nourrish a greentech bubble…

Thanks for the letter. We invite Origin Oil and Ennesys to respond.

Thanks to Jean-Louis Kindler at Ennesys for this answer:

There is abundant scientific – both private and public – literature confirming the figures demonstrated a few decades ago by NREL / DOE in the US showing average yields in the range of 30 dry g/m2/day in outdoor facilities, not even using advanced intensified PBR’s (just type “microalgae yield per acre” in any search engine).

Your assertions are based on theories and furthermore on assumptions on our system’s configuration. Our system’s performance is being measured with our real size, outdoor demonstrator.

Green Building Elements (http://s.tt/1yWme)

ORIGINAL ARTICLE Source of discussion

Origin Oil & Ennesys Use Paris Building Wastewater to Grow Algae for Energy

BY GLENN MEYERS
JANUARY 11, 2013

This post provides an interesting glimpse at a recently opened Paris building that generates energy from wastewater. The companies involved in this venture: Ennesys and Origin Oil.

Photo: Ennesys

OriginOil and its energy systems partner Ennesys unveiled this pilot project at the high-rise La Défense area in Paris, which has 37.7 million sq ft of office space, where they are fusing two essential functions of the smart buildings of the future: energy generation and wastewater clean-up. They have developed a solution that converts wastewater from commercial buildings into energy.

Here’s a short video

Jerry Schranz, part of the public relations team, informed me this system takes wastewater from the building (that is derived from bathroom waste water, kitchen water, etc.). This water is then used to grow algae, which is nourished by wastewater. The Algae Appliance invented by OriginOil scientists, processes the water and algae to produce methane, which is then used to power the building. Importantly, the flat panel bioreactors (where the algae grows) can be used on vertical surfaces, so skyscrapers are a huge area of opportunity for this type of energy production.

Algae Appliance invented by OriginOil

Photo: Ennesys

While the French government has mandated that new commercial buildings must produce more clean energy than they consume and purify or recycle water, OriginOil views these conditions as laying favorable ground for its technologies to be broadly adopted.

Congratulations to Ennesys and Riggs Eckelberry, Origin Oil’s CEO, on this demonstration of sustainable energy.

Photos: Ennesys grand opening

Micro algas: una novedosa solución para fachadas verdes

ORIGINAL: Ecoticias

POR: ECOTICIAS.COM / RED / AGENCIAS, 
18/09/2012

El diseño de esta fachada está pensado para que las algas en la fachada bio-reactiva crezcan más rápido bajo la luz solar directa.

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Las algas “bio-reactivas” dan sombra y son una fuente de energía verde para aplicar en fachadas. Una casa en proceso de construcción en Alemania está revolucionando el sector de las energías renovables al demostrar que, gracias a un sistema de fachada que utiliza micro algas vivas, es posible dar sombra y generar energía renovable al mismo tiempo.

De esta manera, la primera fachada bio-reactiva del mundo será instalada en la casa “BIQ” para la Exposición Internacional de la Construcción (IBA) que se celebrará en Hamburgo en 2013.

El diseño de esta fachada está pensado para que las algas en la fachada bio-reactiva crezcan más rápido bajo la luz solar directa, proporcionando así más sombra interna en verano. De esta manera, los “bio-reactores” no sólo producen biomasa que posteriormente puede ser cosechada, sino que también capturan la energía solar térmica, dos fuentes de energía capaces de ser utilizadas para alimentar el edificio.

En términos prácticos esto significa que la fotosíntesis ofrece una respuesta dinámica a las necesidades de control solar, mientras que el cultivo de micro algas en las lamas de vidrio proporciona una fuente limpia de energía renovable.

Las persianas para la casa BIQ están siendo fabricadas en Alemania por la firma Colt International en base al concepto de bio-reactor diseñado por la ingeniería Arup en colaboración con el SSC (Strategic Science Consult) de Alemania. Por su parte, el diseño de la casa BIQ fue realizado para la exposición IBA por Splitterwerk Architects en Graz, Austria.

Jan Wurm, líder de investigación de Arup en Europa sostiene que "el uso de procesos bioquímicos para el sombreado constituye una solución realmente innovadora y sostenible, por lo que es muy importante asistir a su aplicación en un escenario real. Además de generar energía renovable y proveer sombra para mantener el interior del edificio refrigerado en los días soleados, nuestro diseño también crea una apariencia interesante que gustará a arquitectos y propietarios. "

"Participar en este proyecto ha sido muy gratificante. Hemos puesto mucho esfuerzo para superar los desafíos técnicos y ahora contamos con una solución competitiva y eficaz que utiliza algas vivas como material inteligente para ofrecer energía renovable. No se puede conseguir algo más verde que eso" - sostiene Simon O'Hea, director de Colt.

Una vez finalizada en marzo de 2013, la casa BIQ permitirá a científicos, ingenieros y constructores evaluar el potencial de este sistema como una alternativa ecológica para proporcionar sombreado solar dinámico a la vez que energía sostenible y renovable.

ECOticias.com

TR35: Damar López-Arredondo, 28 Cultivos genéticamente modificados para optimizar el uso de fertilizantes

ORIGINAL: http://www.technologyreview.es/tr35mexico/profile.aspx?trid=1266

Damar López-Arredondo, 28

Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional

Damar López-Arredondo

Damar López-Arredondo era todavía una estudiante de bachillerato cuando escuchó hablar por primera vez de los impactos que tiene la biotecnología en la mejora de la calidad de la vida de las personas. En una charla con motivo del Día de la Ciencia y la Tecnología, dos investigadores de la Universidad Autónoma de Sinaloa y del Cinvestav le mostraron que en México hay instituciones punteras dedicadas a abordar infinidad de problemas relacionados con la agricultura o la salud. “Me pareció tan asombroso lo que nos contaron que decidí que quería formar parte de los que solucionan esos problemas”, recuerda la joven, que hoy es ingeniería bioquímica y especialista en genética de plantas, además de empresaria.

Tras más de diez años de duro trabajo académico y administrativo, la decisión que tomó aquel día ha demostrado ser la correcta y el camino que se marcó empieza a dar sus frutos. López-Arredondo acaba de ser distinguida con el galardón al ‘Innovador del Año’ en los premios TR35 México 2012, que reconocen a los jóvenes con mayor talento y capacidad de transformación del país. “Estoy segura de que mi trabajo contribuye a que la ciencia se convierta en el motor de desarrollo de México”, asegura.

A sus 28 años esta investigadora es ya una de las jóvenes referentes de la biotecnología ‘verde’ (la aplicada a procesos agrícolas) en este país gracias, en gran parte, a los avances que ha logrado durante el desarrollo de su tesis doctoral, que ha centrado en diseñar sistemas moleculares que optimizan el aprovechamiento del fósforo por parte de numerosas plantas con interés agronómico y bioenergético.

El fósforo, un nutriente básico para el crecimiento de las plantas, es un recurso no renovable cuyas reservas mundiales están disminuyendo rápidamente. La disponibilidad de fosfato - el compuesto de fósforo que las plantas toman del medio- es muy baja en la mayoría de los suelos cultivables del planeta, lo que provoca cosechas poco productivas si no se utilizan fertilizantes ricos en fosfatos, cuyo uso no deja de aumentar.

López-Arredondo ha diseñado un gen que, incorporado a las plantas, permite que puedan metabolizar un compuesto de fósforo distinto al fosfato: el fosfito, que actúa además como herbicida y fungicida. Gracias a este gen las plantas transgénicas asimilan el fosfito y lo convierten después en el fosfato que necesitan para nutrirse. De esta forma, los agricultores necesitarían menor cantidad de fertilizantes y herbicidas, ya que las malas hierbas - incapaces de asimilar fosfito- no compiten por él. Según López-Arredondo, el uso de este nuevo producto “disminuye la cantidad requerida de fertilizante entre un 30 y un 50 por ciento, elimina o disminuye el uso de herbicidas, y es inocuo para humanos y animales”.

Para Vicente Rubio, investigador del departamento de Genética Molecular de Plantas del Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC, en España), la búsqueda de fuentes alternativas de fósforo y la obtención de variedades vegetales que utilicen fertilizantes fosforados de manera más eficiente son “dos áreas de interés biotecnológico muy relevantes por sus beneficios económicos y medioambientales“. En este sentido, la propuesta de López-Arredondo de usar plantas de interés agronómico (como el trigo, la soja o el maíz) modificadas genéticamente para ser capaces de asimilar fosfito supone para Rubio “una alternativa muy novedosa e interesante”. Esta tecnología, que puede aplicarse también a la cría de microalgas productoras de biocombustibles, está siendo considerada actualmente para su publicación por una revista científica de alto impacto.

Pero además de sus aptitudes para el trabajo en el laboratorio, lo que destaca en la joven TR35 es su clara voluntad de trasladar sus avances al mercado. López Arredondo reconoce que el profesor Herrera-Estrella -destacado experto en nutrición vegetal y miembro de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos- despertó “su actitud emprendedora y de innovación, de estar siempre alerta para buscar y saber identificar oportunidades de crecimiento”.

De esta inquietud nació en 2011 StelaGenomics, una start-up biotecnológica fundada con capital totalmente privado por López-Arredondo junto con Herrera-Estrella, Simon Goldbard y Adolfo Nemirovsky. StelaGenomics, propietaria de los derechos mundiales de esta tecnología de modificación genética, está enfocada a desarrollar su potencial, optimizarla y comercializarla a nivel global una vez finalicen los estudios de campo. Según López-Arredondo, estas pruebas sobre el terreno se llevarán a cabo en la segunda mitad de 2012 en México y Argentina y consistirán en ensayos de control de malezas y fertilización de plantas transgénicas mediante la aplicación de fosfitos.