Modelamiento matemático para la optimización de los factores que influyen en la producción de biomasa de spirulina (Arthrospira platensis) como una alternativa de mitigación de la contaminación del aire por fijación de CO2 atmosférico

Abstract

Los cultivos de microalgas se han convertido en una forma de mitigar la contaminación ambiental por dióxido de carbono, dado que las microalgas absorben el carbono atmosférico y lo utilizan como nutriente para la transformación en moléculas nutritivas como proteínas, lípidos y carbohidratos. Las microalgas, como la spirulina (Arthrospyra platensis) son microorganismos que crecen muy rápido y se caracterizan por fijar dióxido de carbono con mayor rapidez que otros sistemas biológicos. Por eso es importante optimizar los parámetros de cultivo para lograr el máximo desarrollo y la mayor producción de biomasa. En tal sentido se ha propuesto determinar un modelo matemático que optimice la mayor producción de biomasa, identificando los factores que más influyen en el crecimiento y desarrollo celular. Se ha identificado que estos parámetros son la temperatura, fotoperiodo, intensidad de luz e inyección de CO2 puro. El modelo matemático establecido es un modelo de segundo orden que esta función de los variables independientes temperatura e intensidad lumínica: BIOMASA (g) = -11,86 + 0,807 (T) + 0,006868 (I) -0,01013 (T2)- 0,00000001 (I2) – 0,000194 (T.I). El comportamiento del modelo muestra que la mayor producción de biomasa se obtiene a menor temperatura del cultivo (24°C) con intensidades de luz de alrededor de 3240 lúmenes utilizado luz led blanca. El modelo se validó comparando los valores de biomasa obtenido de manera experimental con los valores generados a través del modelo, encontrándose que no existe diferencia significativa entre ambas (p> 0,05). También permitió realizar simulaciones para determinar superficies de respuesta de mayor producción de biomasa. Finalmente la biomasa obtenido de manera óptima presentó un contenido proteico de 50,44% (p/p).