Microalghe che depurano i liquami offrono un modo ecologico per produrre il blu
Nell’UE ci sono circa 3,2 milioni di km di condutture fognarie, abbastanza per arrivare alla Luna e tornare indietro quattro volte. La maggior parte di queste condutture termina in un impianto di trattamento, dove le acque reflue vengono rese sicure prima di essere rilasciate nell’ambiente. In tale processo, le microalghe possono svolgere un ruolo chiave, rimuovendo gli inquinanti nocivi dalle acque reflue prima di essere raccolte per essere utilizzate come combustibile o fertilizzante, o lavorate per estrarre composti preziosi. «La spirulina è in grado di elaborare e rimuovere un’ampia gamma di sostanze nutritive e inquinanti dalle acque reflue, tra cui nitrati, fosfati e persino metalli pesanti», spiega il coordinatore del progetto Stijn Van Hulle, del laboratorio per il trattamento delle acque industriali e l’ecotecnologia dell’Università di Gand. «Lo fa producendo prodotti di alto valore come la ficocianina, un pigmento blu.» Tuttavia raccogliere ed essiccare la biomassa microalgale è costoso e limita questa pratica. Il progetto WWTBP-by-Microalgae, intrapreso con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie (MSCA), mirava a valorizzare il processo e a sviluppare tecniche di raccolta migliori.
Metodi di raccolta innovativi
Il borsista MSCA Bahram Barati si è concentrato sull’ottimizzazione delle condizioni di crescita delle microalghe, così da migliorarne le capacità di assorbimento degli inquinanti e produzione di ficocianina. Per affrontare le sfide tecniche legate alla raccolta delle microalghe, ha introdotto un processo di trattamento in due fasi. «La raccolta è un processo ad alto fabbisogno energetico ed è una delle sfide principali da superare se vogliamo ottenere un sistema di coltivazione che sia efficiente dal punto di vista energetico ma anche rispettoso dell’ambiente», spiega. In collaborazione con Van Hulle, ha ideato un nuovo processo di incapsulamento per il Synechococcus, un batterio fotosintetico ampiamente diffuso nell’ambiente marino. I due hanno anche ideato un metodo innovativo a basso consumo energetico per raccogliere la spirulina, basato sulla filtrazione per elettrocoagulazione. Ciò facilita notevolmente il processo di raccolta, rendendolo più efficiente e meno dispendioso in termini di energia rispetto ai metodi tradizionali.
Luce rossa, tecnologia verde
La strada da percorrere non è priva di sfide. Gli inverni rigidi dell’Europa possono influire negativamente sulla crescita di alcuni ceppi di microalghe, pertanto il team del progetto sta attualmente testando altri ceppi per verificarne l’efficienza alle basse temperature. Altre potenziali limitazioni riguardano la scalabilità, con fattori quali il costo, la percezione del pubblico e le normative sull’uso di prodotti a base di microalghe provenienti dal trattamento delle acque reflue in settori quali i prodotti farmaceutici, i cosmetici, gli alimenti e gli integratori alimentari. Barati ci tiene tuttavia a evidenziare le applicazioni reali per industrie come i birrifici e la lavorazione degli alimenti. «In questi settori il nostro processo potrebbe catturare la CO2, trattare l’acqua e restituire prodotti di alto valore.» Il progetto ha dato finora risultati promettenti, in particolare per quanto riguarda l’ottimizzazione della crescita della spirulina. «I risultati ottenuti indicano che la luce rossa porta alla produttività di biomassa e pigmenti più elevata», osserva Barati. Il progetto dimostra inoltre l’efficacia del trattamento delle acque reflue dei birrifici. In prospettiva, il team intende concentrarsi sullo sviluppo di un sistema di rilevamento avanzato per ottimizzare la concentrazione di CO2 durante il processo, che a sua volta consentirebbe di massimizzare la produttività della biomassa. Sono inoltre in fase di sperimentazione metodi di conversione termochimica, come la carbonizzazione idrotermale e la liquefazione idrotermale, per facilitare la trasformazione del digestato in prodotti di alto valore come biochar e olio pirolitico. WWTBP-by-Microalgae, il cui completamento è previsto per settembre 2024, esplorerà le opzioni per introdurre il processo e il prodotto sul mercato. «Intendiamo sviluppare un piano aziendale approfondito e ben ponderato», aggiunge Barati. «Ciò include la conduzione di ricerche di mercato, l’ottenimento di tutele giuridiche, la garanzia di conformità normativa, lo sviluppo di un modello aziendale, il reperimento di finanziamenti e l’elaborazione di un piano di marketing.»
Parole chiave
WWTBP-by-Microalgae, microalghe, trattamento delle acque reflue, ficocianina, spirulina