DOI: https://doi.org/1=
0.56712/latam.v6i4.4488
Producción de Biodiésel a partir de la Microalga
Biodiesel
production from the microalga Scene=
desmus
sp. using a laboratory-scale biorefinery platform
Tamara Anel Barrientos Rivera[1]
riversam0510@gmail.com
https://orcid.org/=
0009-0005-2197-4300
Universidad
Nacional Agraria La Molina
Lima –
Perú
Nicole Menaly
Onofre Bejarano
https://orcid.org/0009-0000-8663-2188
Universidad Nacional Agraria La Molina
Lima –
Perú
Paola Andrea Palacios Pupuche
https://orcid.org/0009-0009-7742-4083
Universidad Nacional Agraria La Molina
Lima –
Perú
Shantalle Brighitte =
Romero
Quiroz
https://orcid.org/0009-0004-9430-4044
Universidad
Nacional Agraria La Molina
Lima –
Perú
José Manuel Alejandro Cerd&aacut=
e;n
Morillo
jcerdan@usp.br
https://orcid.org/0000-0001-5650-5874
Universidade de São Paulo
São Carl=
os
– Brasil
Vanessa Sofía Soberón
vsoberon@lamolina.edu.pe
https://orcid.org/0000-0002-5504-7=
549
Universidad
Nacional Agraria La Molina
Lima –
Perú
Artículo
recibido: 03 de junio de 2025. Aceptado para publicación: 17 de sept=
iembre
de 2025.
Conflictos de
Interés: Ninguno que declarar.
Resumen
El
objetivo de la presente investigación es investigar el potencial
teórico de producción de biodiésel de la microalga
Palabras clave: microalga, scenedesmus sp, extracci&=
oacute;n
de lípidos, biodiesel
Abstract
The objective of this research is to investigate the theoretical
biodiesel production potential of the microalga Scenedesmus sp. as a feedstock for sustainable biodiesel
production. The study was developed under a quantitative and experimental
approach, focusing on the cultivation, scaling-up, and lipid extraction sta=
ges.
The strain Scenedesmus sp. was
selected for its high lipid content and its ability to adapt to adverse
environmental conditions. The microalga Scenedesmus sp. was successfully
cultivated and scaled up to 3050 g wet biomass (62 liters), using alternati=
ve
media such as modified Zarrouk and Bayfolan for efficient production. The biomass was
recovered through a combination of centrifugation and gravity sedimentation,
achieving a low-cost harvest. For lipid extraction, the Soxhlet method with
acetone as the solvent was used. 12.78 grams of lipids were extracted,
obtaining an extraction efficiency of 9.2%. From the extracted lipids (12.78
grams), a theoretical production of 13.36 ml of biodiesel was estimated.
Although the extraction efficiency was lower than that reported in other
studies, the results confirm that both the microalga Scenedesmus sp. and the technique used are viable for
laboratory-scale biodiesel production. Future research recommends evaluating
more efficient solvents (such as chloroform-methanol or n-hexane) and
sustainable extraction technologies (such as ultrasound-assisted extraction=
or
supercritical CO2 extraction) to optimize yield.
Keywords: microalgae,
T=
odo
el contenido de LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y
Humanidades, publicado en este sitio está disponibles bajo
Licencia Creative Commons.=
![](3D"1107_BarrientosRivera_archivos/image004.jpg")
<=
o:p>
Cómo citar: Barrientos Rivera, T. A., Onofre
Bejarano, N. M., Palacios Pupuche, P. A., Romero
Quiroz, S. B., Cerdán Morillo, J. M. A., & Soberón Forsberg, V. S. Producción de Biodiésel=
a
partir de la Microalga Scenedesmus sp. mediante una Plataforma de Biorrefinería a
Escala de Laboratorio. LATAM Revista
Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades 6 (4), 3035 – 3053.
https://doi.org/10.56712/latam.v6i4.4488
INTRODUCCIÓN
El uso intensivo de combustibles fósile=
s ha
generado una crisis energética y ambiental sin precedentes, impulsan=
do
la búsqueda de fuentes sostenibles. La transición hacia la
bioenergía es esencial para reducir la dependencia de combustibles
fósiles y mitigar el cambio climático. Según la Agencia
Internacional de Energía (AIE), la deman=
da de
combustibles líquidos alcanzará los 100 millones de barriles
diarios en 2035, a pesar de que la producción de crudo convencional
muestra una tendencia decreciente. El Perú refleja claramente esta
vulnerabilidad, ya que depende de la importación de combustibles
fósiles principalmente para satisfacer la demanda del sector transpo=
rte,
lo cual constituye una debilidad estructural en su economía (Ruiz,
Ríos y Cáceres, 2021).
No obstante, el problema no es solo
económico. Esta dependencia de los combustibles fósiles
también obstaculiza el cumplimiento de los compromisos ambientales
asumidos por el Perú en el Acuerdo de París (2015), donde 196
países, incluido el nuestro, se comprometieron a reducir las emision=
es
de gases de efecto invernadero (GEI). En el
Perú, estas emisiones provienen principalmente de la
deforestación de la Amazonía y de la quema de petróleo=
y
gas natural. (Campodónico y Carrera, 2022)
Dentro de las alternativas energéticas =
sostenibles,
el biodiésel se posiciona como una opción particularmente
atractiva debido a sus propiedades inherentes de biodegradabilidad y su per=
fil
de emisiones contaminantes significativamente reducido en comparación
con el diésel de origen fósil (Castillo et al., 2017). Entre =
las
diversas materias primas disponibles para la producción de
biodiésel, las microalgas emergen como una alternativa especialmente
prometedora, destacándose especies como Scenede=
smus
sp. por su excepcional contenido lipídic=
o y su
capacidad de crecimiento acelerado (Mercado et al., 2020). Sin embargo, la
viabilidad comercial de esta tecnología a escala industrial depende
críticamente del desarrollo de sistemas de producción
eficientemente diseñados y de la implementación de evaluacion=
es
ambientales comprehensivas que garanticen su sostenibilidad.
En este contexto, el desarrollo de biorrefinerías basadas en biomasa=
microalgal representa una solución
tecnológica innovadora que se alinea con los principios de la
economía circular. Este enfoque integrado permite no solamente la
producción de biodiésel como producto principal, sino
también la obtención simultánea de múltiples
productos de valor agregado, incluyendo biofertilizantes, suplementos nutri=
cionales
y bioplásticos, maximizando así el aprovechamiento de la biom=
asa
y optimizando la rentabilidad del proceso (Figueroa y =
Theodoropoulos,
2023). Sin embargo, el potencial teórico de extracción de
biodiésel a partir de la microalga Scenedesmus<=
/span>
sp. permanece poco explorado, lo que limita su =
aplicación
a escala comercial y la valoración integral de sus productos agregad=
os.
El proyecto que se presenta fue realizado en el
Laboratorio de Biofactorías del Centro M=
odelo
de Tratamiento de Residuos (CEMTRAR) de la
Universidad Nacional Agraria La Molina, como parte de una biorrefiner&iacut=
e;a
a escala laboratorio orientada al aprovechamiento sostenible de biomasa
METODOLOGÍA
La metodología de este estudio
adoptó un enfoque cuantitativo y experimental, basado en la
evaluación del cultivo y procesamiento de biomasa microalgal
para la producción de biodiésel.
Selecció=
n y
obtención de microalga
La microalga Scenedesmus<=
/span>
sp. fue seleccionada a partir de una revisi&oac=
ute;n
bibliográfica debido a su alto potencial lipídico (20–2=
5%
del peso seco), según Wood (2021), un perfil de ácidos grasos
favorable para la transesterificación y su notable tolerancia a
condiciones ambientales adversas, clave para su aplicación en la
producción de biocombustibles. Además, el escaso númer=
o de
estudios disponibles sobre esta especie en el contexto de biorrefiner&iacut=
e;as
representó una oportunidad para contribuir con nuevos conocimientos
científicos. La cepa IMP-BG-334 fue
proporcionada por el Instituto del Mar del Perú (IMARPE)
en un volumen inicial de 15 mL. Su cultivo y
aclimatación se llevaron a cabo en el Laboratorio de Biofactorías
del Centro Modelo de Tratamiento de Residuos (CEMTRAR<=
/span>)
de la Universidad Nacional Agraria La Molina, como parte de una
biorrefinería a escala laboratorio orientada al aprovechamiento
sostenible de biomasa microalgal para la
obtención de biodiésel.
Figura 1
![](3D"1107_BarrientosRivera_archivos/image006.gif")
Vista satélite del Laboratorio de Biofa=
ctorías
Fuente: Google Earth.
Descripci&oacut=
e;n
de las fases de producción
Cultivo
El cultivo de Scen=
edesmus
sp. se inició en tubos de ensayo utiliza=
ndo
medio CHU modificado, con una proporción inicial de 2 mL de inóculo y 8 mL de
medio. Las unidades experimentales se mantuvieron bajo iluminación L=
ED
continua con una intensidad de 50 μmol fot=
ones m⁻² s⁻¹
durante 14 días. Para asegurar una adecuada oxigenación y evi=
tar
la sedimentación celular, los tubos fueron agitados manualmente dos
veces al día. Se aseguró condiciones óptimas de
iluminación (fotoperiodo 12:12), temperatura (1=
8°C),
aireación constante y concentración de nutrientes.
Figura 2
Cultivo inicial=
de Scenedesmus sp.
![](3D"1107_BarrientosRivera_archivos/image008.gif")
Escalamiento
Una vez confirmado el crecimiento adecuado en =
fase
inicial, los cultivos de Scenedesmus sp. fueron escalados utilizando medios Zarrouk
modificado y Bayfolan, ajustando la relaci&oacu=
te;n
microalga-agua-medio para asegurar una adecuada disponibilidad de nutriente=
s.
Se monitorearon continuamente la temperatura y el pH, y el crecimiento celu=
lar
fue evaluado mediante recuento en cámara de Neubauer, aplicando la
fórmula de Vega & Voltolina (2007): =
Donde:
C es el número de células/mL.
N el promedio de células en 1 mm² =
(0.1
µL).
dil el factor de dilución (cuando se
utilizó una dilución 1:10).
El proceso de escalamiento se realizó c=
ada
cuatro días, pasando de matraces de 100 mL y
250 mL a 2 L, hasta alcanzar 62 L, manteniendo =
luz
LED continua y aireación constante.
Figura 3
![](3D"1107_BarrientosRivera_archivos/image010.jpg")
Finalización de escalamiento obteniendo 62 L
Cosecha
Uno de los principales desafíos en el
cultivo de microalgas es la recuperación de biomasa. En este estudio=
se
emplearon dos métodos: centrifugación y sedimentación =
por
gravedad. Inicialmente, se utilizó una centrifugadora con ocho tubos=
de
50 mL a 4500 rpm durante 10 minutos, procesando=
el
contenido de aproximadamente cuatro matraces de 2 L. Sin embargo, debido a =
la
limitación de volumen, se optó por completar la cosecha media=
nte
sedimentación. Aunque este método es considerado rudimentario,
destaca por su alta eficiencia en relación con su bajo costo de
ejecución (Hernández & Labbé, 2014), lo que lo
convierte en una alternativa viable y sostenible para proyectos a
pequeña escala.
Figura 4
Separació=
;n
de la biomasa y el medio de cultivo mediante sedimentación
![](3D"1107_BarrientosRivera_archivos/image012.gif")
Secado de la
biomasa
La biomasa concentrada fue separada del
sobrenadante y transferida a placas Petri. Debido al elevado volumen de bio=
masa
obtenido, se emplearon de manera complementaria una estufa y un deshidratad=
or,
con el objetivo de acelerar el proceso. El secado se realizó a una
temperatura constante de 40 °C durante 24 horas. Este procedimiento permitió reducir=
el
contenido de humedad y obtener la biomasa en peso seco.
Figura 5
Biomasa seca
retirada de la estufa
![](3D"1107_BarrientosRivera_archivos/image014.gif")
Extracció=
;n
de lípidos
La extracción de lípidos se
realizó mediante el método Soxhlet, procedimiento empleado
según los lineamientos del Method 3540C: Soxhlet Extraction=
de la
EPA (US EPA, 1996), utilizando acetona como solvente, aplicado a biomasa se=
ca
de Scenedesmus sp. =
Se
utilizó acetona porque era el solvente al cual se tenía acces=
o y
por su capacidad para disolver triglicéridos y ácidos grasos
libres. Se emplearon 137.69 g=
de
biomasa microalgal pulverizada, previamente
recolectada y secada, distribuidos en 12 cartuchos con aproximadamente 5 g =
cada
uno. Cada cartucho fue tratado con 60 mL de ace=
tona y
sometido al proceso de extracción durante 4 horas a una temperatura =
de
76 <=
/span>°C. Se
utilizó acetona porque era el solvente disponible. Finalizada la
extracción, se utilizó un sistema rotavapor para recuperar la
acetona y concentrar el extracto lipídico.
Figura 6
Extracció=
;n
de lípidos mediante un Sistema Soxhlet y recuperación de la
acetona en el rotavapor
![](3D"1107_BarrientosRivera_archivos/image016.gif")
RESULTADOS
La Figura 7 presenta el balance de masa del
proceso de producción de biodiésel considerado en esta
investigación. El cultivo se inició con 8 mL
de Scenedesmus sp.,=
y al
finalizar se obtuvieron 12,78 g de aceites extraídos. A partir de es=
ta
cantidad, se estimó el rendimiento teórico del biodiés=
el.
Descripción general de los procesos de producción de
biodiésel a partir de microalgas para esta investigación
![](3D"1107_BarrientosRivera_archivos/image017.gif")
Fase de cultivo=
Se llevó a cabo un cultivo a peque&ntil=
de;a
escala de Scenedesmus sp.
en tubos de ensayo, bajo condiciones controladas y durante un periodo de 14
días. Se empleó 8 mL de cultivo d=
e Scenedesmus sp. y 32 ml d=
e Medio
CHU. La cantidad de nitrógeno y fósforo se calculó
utilizando la relación de miligramos por litro (mg/L) de estos eleme=
ntos
presentes en el medio de cultivo CHU, según lo indicado en la Ficha
técnica (HiMedia La=
boratories,
2015). Al finalizar el
período de incubación, se obtuvieron 36 =
mL
de biomasa húmeda. Considerando una densidad algal 50 g/L (Yuan et al., 2015) esto equivale 1.8 gr de biomasa
húmeda. El balance de =
masa
de la etapa de cultivo se ilustra en la Figura 8 y en la Tabla 1 se encuent=
ra
un resumen de las entradas y salidas para el cultivo.
Diagrama de flujo de la fase de cultivo
![](3D"1107_BarrientosRivera_archivos/image018.gif")
Resumen de las concentraciones de entrada y salida para el cultivo<= o:p>
|
Entradas |
||||
|
Flujo |
Cantidad |
Unidades |
Tipo de dato<= o:p> |
Fuente /
Cálculo resumido |
|
In&oac=
ute;culo
de cultivo Scenedesmus s=
p. |
8 |
mL |
Datos primarios |
Labora=
torio |
|
Medio =
de
cultivo CHU |
32 |
mL |
Datos primarios |
Labora=
torio |
|
Nitr&o=
acute;geno
(N) |
0.2186 |
mg N en el medio |
Calculado |
Ca(NO₃)₂: MM =3D 164.1 g/mol; contiene 28 g N=
/mol
(2 NO₃⁻); Fracción =3D 0.1707; 40 mg =
Se
multiplico 6.83 mg N/L por los 32 ml de Medio CHU |
|
F&oacu=
te;sforo
(P) |
0.0285 |
mg P en el medio |
Calculado |
K₂HPO₄:
MM =3D 174.2 g/mol; P =3D 30.97 g/mol; Fracción =3D 0.1777; 5 mg <=
/span> Se
multiplico 0.89 mg P/L por los 32 ml de Medio CHU |
|
Electr=
icidad |
0.483 |
MJ |
Secundario |
Multip=
licando
los 196.25 g de Biomasa seca en la etapa del secado y la relación
energética de 2.46 MJ/kg biomasa seca =
(Yuan et al., 2015) |
|
Salidas |
||||
|
Flujo |
Cantidad |
Unidades |
Tipo de dato<= o:p> |
Fuente /
Cálculo resumido |
|
Biomasa
húmeda |
1.8 |
g |
Calculado |
A part=
ir
de un volumen de 36 mL de biomasa húme=
da y
utilizando una densidad de 50 g/L (Yuan et al.,
2015). |
|
Vapor =
de
agua |
4 |
mL |
Datos primarios |
Labora=
torio |
Escalamiento de
biomasa
Posteriormente, se procedió al escalado=
del
cultivo utilizando la biomasa húmeda obtenida previamente, junto con=
los
medios Zarrouk modificado y Bayfolan.
El escalamiento tuvo una duración de 70 días. Se utiliz&oacut=
e; 1
mL/L de Bayfolan y =
20 L de
Medio Zarrouk modificado. Las concentraciones de
nitrógeno y fósforo se estimaron aplicando las fracciones par=
a el
medio Zarrouk modificado que son 0.4120 para el
nitrógeno y 0.0889 para el fósforo (Muñoz et al., 2021=
) y
las fracciones para el Bayfolan obtenidos de la=
ficha
técnica que son 0.1147 para el nitrógeno y 8 × 10⁻
Diagrama de flujo de la fase de escalamiento
![](3D"1107_BarrientosRivera_archivos/image019.gif")
=
Resumen de las concentraciones de entrada y salida para el escalami=
ento
de biomasa
| Entradas |
||||
|
Flujo |
Cantidad |
Unidades |
Tipo de dato<= o:p> | Fuente / C&aa=
cute;lculo
resumido |
|
Biomasa
húmeda |
1.80 |
g |
Calculado |
A part=
ir
de un volumen de 36 mL de biomasa húme=
da y
utilizando una densidad de 50 g/L (Yuan et al.,
2015). |
|
Nitr&o=
acute;geno
(N) presente en el&n=
bsp;
Bayfoland |
2.294 |
g |
Calculado |
Dosis =
de 1mL/L Bayfoland. Calcul=
ado para
un volumen de 20 L de medio Se
multiplico la fracción de 0.1147 (Bayer Forte, s.f.) por los 20 Li=
tros
del Medio. |
|
F&oacu=
te;sforo
(P) presente en el&n=
bsp;
Bayfoland |
0.016 |
g |
Calculado |
Dosis =
de 1mL/L Bayfoland. Calcul=
ado para
um volumen de 20 L de medio Se
multiplico la fracción de 8* 10 – 4 (Bayer Forte, s.f.) por l=
os 20
Litros del Medio |
|
Medio =
Zarrouk Modificado |
20 |
L |
Datos
primarios |
Labora=
torio |
|
Nitr&o=
acute;geno
(N) presente en el Medio Zarrouk Modificado |
8.24 |
g |
Calcul=
ado |
Concen=
tración:
2.50 g/L; Masa molar NaNO₃
=3D 85.00 g/mol; Masa molar N =3D 14.01 g/mol.
Fracción de N en NaNO3=3D =3D14.01/85.00=3D0.1648 N
por L=3D2.5*0.1648=3D0.4120 (Muñoz =
et al.,
2021) Se
multiplicó 0.4120 por los 20 Litros del Medio Zarrouk
Modificado |
|
F&oacu=
te;sforo
(P) presente en el Medio Zarrouk Modificado |
1.778 |
g |
Calculado |
Concen=
tración:
0.50 g/L; Masa molar K₂HPO₄ =3D 174.18 g/mol; Masa molar P =3D 30.97 g/=
mol.
Fracción de P en K2HPO4=3D
30.97/174.18=3D0.1778 P por L=3D0.50g×0.1778= =3D0.0889 (Mu&nt=
ilde;oz
et al., 2021) Se
multiplicó 0.0889 por los 20 Litros del Medio Zarrouk
Modificado |
|
Electr=
icidad
|
0.483 |
MJ |
Secundario |
Multip=
licando
los 196.25 g de Biomasa seca en la etapa del secado y la relación
energética de 2.46 MJ/kg biomasa seca =
(Yuan et al., 2015) |
|
Salida |
||||
|
Flujo |
Cantidad |
Unidades |
Tipo de dato<= o:p> | Fuente /
Cálculo resumido |
|
Biomasa
Húmeda (Scenedesmus sp.
+ Medio) |
3050 |
g |
Calculado |
A part=
ir
de un volumen de 62 L de biomasa húmeda y utilizando una densidad =
de
50 g/L (Yuan et al., 2015). |
|
Agua
(Evaporación) |
15 |
L |
Datos primarios |
Labora=
torio |
Cosecha
La cosecha de la biomasa se llevó a cabo
mediante una combinación de centrifugación y sedimentaci&oacu=
te;n
por gravedad. se procesaron 3050 g Biomasa de biomasa húmeda. Como
resultado de esta etapa, se obtuvieron 31 litros de biomasa concentrada y
utilizando una densidad algal 50 g/L (Yuan et al=
.,
2015) se convirtió a 1550 g de biomasa húmeda. La Figura 10
detalla el balance de masa para la etapa de cosecha y la Tabla 3 muestra un
resumen de las entradas y salidas.
=
=
3050 g Biomasa
Húmeda =
0.126 MJ=
Cosecha (Centrifugadora y
Sedimentación) =
1550 g Biomasa Húmeda<=
/p>
=
1.5 L Agua residual
![](3D"1107_BarrientosRivera_archivos/image020.gif")
Diagrama de flujo de la fase de cosecha
Resumen de las concentraciones de entrada y salida para la cosecha<=
/span>
| Entradas |
||||
|
Flujo |
Cantidad |
Unidades |
Tipo de dato<= o:p> |
Fuente /
Cálculo resumido |
|
Biomasa
Húmeda (Scenedesmus sp.
+ Medio) |
3050 |
g |
Calculado |
A part=
ir
de un volumen de 62 L de biomasa húmeda y utilizando una densidad =
de
50 g/L (Yuan et al., 2015). |
|
Electr=
icidad |
0.126 |
MJ |
Secundario |
Multip=
licando
los 196.25 g de Biomasa seca en la etapa del secado y la relación
energética de 0.64 MJ/kg biomasa seca =
(Yuan et al., 2015). |
|
Salidas |
||||
|
Flujo |
Cantidad |
Unidades |
Tipo de dato<= o:p> |
Fuente /
Cálculo resumido |
|
Agua
residual |
1.5 |
L |
Datos primarios |
Labora=
torio |
|
Biomasa
húmeda (scenedesmus sp) |
1550 |
g |
Calculado |
A part=
ir
de un volumen de 31 L de biomasa húmeda y utilizando una densidad =
de
50 g/L (Yuan et al., 2015). |
Secado de la
biomasa
Los 1550 gramos de biomasa concentrada se some=
tieron
a un proceso de secado utilizando una combinación de estufa y
deshidratador. Este proceso resultó en la obtención de 196.25
gramos de biomasa seca. La Figura 11 muestra el balance de masa para el sec=
ado
y la Tabla 4 muestra un resumen de las entradas y salidas.
Figura 11
![](3D"1107_BarrientosRivera_archivos/image021.gif")
Diagrama de flujo de la fase de secado
Resumen de las
concentraciones de entrada y salida para el secado
| Entradas |
||||
|
Flujo |
Cantidad |
Unidades |
Tipo de dato<= o:p> |
Fuente /
Cálculo resumido |
|
Biomasa húmeda |
1550 |
g |
Calculado |
A partir de un volumen de 31 L de biomasa húmeda y utiliza=
ndo
una densidad de 50 g/L (Yuan et al., 2015). |
|
Calor |
2,71 |
MJ |
Calculado |
(Lardon
et al., 2009) |
|
Electricidad |
0,28 |
MJ |
Calculado |
(Lardon
et al., 2009) |
|
Salidas |
||||
|
Flujo |
Cantidad |
Unidades |
Tipo de dato<= o:p> |
Fuente /
Cálculo resumido |
|
Biomasa
seca |
196.25 |
g |
Datos primarios |
Labora=
torio |
|
Vapor =
de agua |
1.35 |
L |
Datos primarios |
Labora=
torio |
Extracció=
;n
de lípidos
La extracción de lípidos se
realizó utilizando el método Soxhlet utilizando acetona como
solvente y luego usando el rotavapor. De la cantidad total de 196.25 gramos=
de
biomasa seca del secado, 137.69 gramos fueron seleccionados para la fase de
extracción de lípidos por motivos prácticos. La
extracción de lípidos se llevó a cabo en tres fechas
diferentes. Durante la etapa de Soxhlet se utilizó 137.69 gramos de
biomasa seca y 1440 ml de acetona; distribuidos en 24 cartuchos, con un vol=
umen
de 60 ml de acetona por cartucho. Se obtuvo 412.92 gramos de mezcla que lue=
go
pasó al rotavapor y se obtuvo 12,78 g de aceite microalgal.
La Figura 12 muestra el balance de masa de la etapa de extracción de
lípidos y la Tabla 5 muestra el resumen de entradas y salidas.
Diagrama de flujo de la fase de extracción de lípidos=
![](3D"1107_BarrientosRivera_archivos/image022.gif")
Resumen de las concentraciones de entrada y salida para la
extracción de lípidos
| Soxhlet Conti=
nuo |
||||
|
Entradas |
||||
|
Flujo |
Cantidad |
Unidades |
Tipo de dato<= o:p> | Fuente / C&aa=
cute;lculo
resumido |
|
Biomasa
seca |
137.69 |
g |
Datos primarios |
=
Laboratorio |
|
Aceton=
a |
1.44 |
L |
Datos primarios |
=
Laboratorio |
|
Calor<= o:p> |
0.091 |
MJ |
Calculado |
Multip=
licando
los 137.69 g de Biomasa seca y la relación energética de 0.=
66 MJ kg-1 biomasa seca (Yuan et
al., 2015) |
|
Salidas |
||||
|
Flujo |
Cantidad |
Unidades |
Tipo de dato<= o:p> | Fuente /
Cálculo resumido |
|
Aceite=
+
acetona (mezcla) |
412.92 |
g |
Datos primarios |
=
Laboratorio |
|
Rotava=
por |
||||
|
Entrad=
as |
||||
|
Flujo |
Cantidad |
Unidades |
Tipo de dato<= o:p> | Fuente /
Cálculo resumido |
|
Aceite=
+
acetona (mezcla) |
412.92 |
g |
Datos primarios |
Labora=
torio |
|
Calor<= o:p> |
0,27 |
MJ |
Calculado |
Multip=
licando
los 412.92 g de mezcla y la relación energética de 0.66 |
|
Electr=
icidad |
0,0165168 |
MJ |
Calculado |
Multip=
licando
los 412.92 g de mezcla y la relación energética de 0.04 |
|
Salidas |
||||
|
Flujo |
Cantidad |
Unidades |
Tipo de dato |
Fuente / Cálculo resumido |
|
Aceite
extraído |
12.78 |
g |
Datos primarios |
Labora=
torio |
|
P&eacu=
te;rdida
de solvente |
0.94 |
L |
Datos primarios |
Labora=
torio |
|
Solven=
te
recuperado (acetona) |
0.5 |
L |
Datos primarios |
Labora=
torio |
Estimació=
;n
del potencial teórico de producción de biodiésel
Se asumió que los 137.69 gramos de acei=
te
extraído estaba compuesto principalmente por triglicéridos,
susceptibles de convertirse en ésteres metílicos
(biodiésel) mediante una reacción de transesterificació=
;n
(Figura 13).
Figura 13
![3D"Uma](3D"1107_BarrientosRivera_archivos/image024.gif")
Reacción de transesterificación basado en Meher et al. (2006)
Para estimar el potencial real de
conversión a biodiésel, se asumió el rendimiento
experimental reportado por Rashd et al. (2024),
quienes lograron una conversión de 92.2 ± 0.8% utilizando metanol y 1% de KOH como catalizador, a 65 °C durante 2 horas, sobre aceite de=
Scenedesmus parvus.
A partir de este rendimiento, se calcularon las
siguientes masas y volúmenes de biodiésel, considerando una
densidad de 0.882 g/mL (Ra=
shd
et al., 2024) para el producto final. La Tabla 6 muestra la cantidad estima=
da
de biodiesel teórico a obtener.
Producción teórica biodiésel a partir del acei=
te
extraído
|
Muestra |
Biomasa seca =
(g) |
Aceite
extraído (g) |
Rend.
extracción (%) |
Biodié=
sel
estimado (g) |
Biodié=
sel
estimado (mL) |
|
M1 |
15.00 |
1.41 |
9.40% |
1.30 |
1.47 |
|
M2 |
60.40 |
4.33 |
7.17% |
3.99 |
4.52 |
|
M3 |
62.29 |
7.04 |
11.30% |
6.49 |
7.36 |
|
Total |
137.69 |
12.78 |
9.28 % |
11.78 |
13.36 |
Nota: Volumen (mL) =3D masa de biodiés=
el (g) /
0.87 g.mL-1.
DISCUSIÓN
En este estudio=
se
evaluó el potencial teórico de la microalga Scenedesmus
sp. como fuente de biodiésel, utilizando=
el
método Soxhlet con acetona para la extracción de lípid=
os.
El método Soxhlet continúa siendo uno de los procedimientos
más utilizados para la obtención de lípidos a partir de
microalgas, debido a su capacidad para realizar extracciones continuas con
recirculación de solventes calientes. No obstante, este método
presenta desventajas como el alto consumo energético debido a los
tiempos prolongados y el uso de temperaturas elevadas.
El rendimiento de extracción obtenido f=
ue
de 9.28%, un valor inferior a los reportados en la literatura para especies=
del
mismo género y otras microalgas (ver Tabla 7). Este bajo rendimiento
sugiere una eficiencia de extracción menor a la esperada. Por ejempl=
o, Scenedesmus dimorphus ha =
mostrado
rendimientos superiores al 24% con métodos similares (Ahmed et al.,
2025), y hasta un 73.6% cuando se mide en base a biomasa húmeda (
Porcentajes de lípido extraído de diferentes algas
|
Especie de
microalga |
Biomasa seca =
(kg) |
Lípidos
extraídos (kg) |
Rendimiento
lipídico (%) |
Condiciones /
Método de extracción |
Referencia |
|
Scenedesmus dimorphus |
1 |
0.18 |
73.6 % (de la biomasa húmeda) |
Nitrógeno normal |
(Yuan et al., 201=
4) |
|
Scenedesmus dimorphus |
1 |
0.29 |
73.6 % (de la biomasa húmeda) |
Bajo nitrógeno |
(Yuan et al., 201=
4) |
|
Scenedesmus parvus |
1c |
0.24 |
24% |
- |
(Rashd et al.,, 2024) |
|
Dunaliella tertiolecta |
1c |
0.291 |
29.10% |
- |
(Ruiz et al, 2021) |
|
Scenedesmus dimorphus |
1 c |
0.2436 |
24.36% |
Soxhlet |
|
|
Scenedesmus dimorphus |
1 c |
0.2784 |
27.84% |
Ebullición directa |
|
|
Scenedesmus sp. |
1 |
0.92812 |
9.28% |
Soxhlet con acetona (este estudio) |
Este estudio |
La productividad de biomasa y el contenido
lipídico en microalgas dependen de múltiples factores: especi=
e,
condiciones de cultivo (disponibilidad de nutrientes, método de
cultivo), factores ambientales (luz, temperatura, pH, fotoperíodo), =
y el
método de extracción empleado (Supriya
Pandey et al., 2024). En este estudio, Scenedesmus sp. fue seleccionada por su alto potencial lipí=
;dico
reportado (Wood, 2021), cultivándose bajo condiciones controladas con
disponibilidad adecuada de nitrógeno y fósforo, y un
fotoperíodo de 12:12 (luz: oscuridad).
Para esta investigación, se
seleccionó el método de extracción Soxhlet para la
recuperación de lípidos. Una de las limitaciones del presente
estudio fue el uso de acetona como solvente principal, elección moti=
vada
principalmente por su disponibilidad en el laboratorio. Si bien la acetona
tiene la capacidad de disolver triglicéridos y ácidos grasos
libres, y puede ayudar a romper la pared celular, su eficacia es menor en
comparación con solventes apolares como el hexano o mezclas binarias.
Además, su polaridad permite la coextracci&oacu=
te;n
de pigmentos como la clorofila, lo que puede influir en la pureza del extra=
cto
final. Estudios previos han demostrado que mezclas como cloroformo: metanol
(1:2), etanol puro, y metanol: hexano (1:3) proporcionan rendimientos
significativamente más altos, superiores al 17% en especies como
Esto sugiere que el bajo rendimiento de
extracción observado en este estudio podría deberse
principalmente a la selección de acetona como único disolvent=
e.
Además, la acetona puede extraer compuestos no lipídicos, lo =
que
podría haber afectado la pureza del extracto obtenido.
Cabe señalar que el aceite obtenido en =
la
extracción de lípidos presentó impurezas y
cristalizaciones inesperadas. Estudios previos reportan que estas impurezas
podrían deberse a: (1) la presencia de ácidos grasos saturado=
s de
cadena larga que cristalizan a temperatura ambiente (K=
nothe,
2005), (2) contaminación por sales minerales del medio de cultivo (Z=
hou
et al., 2022), o (3) degradación térmica durante el secado (L=
ee
et al., 2010). Estos resultados sugieren que se requieren etapas adicionale=
s de
purificación.
Porcentajes de lípido extraído de diferentes algas con
diferentes solventes
|
Especie de
microalga |
Solventes usa=
dos |
Rendimiento
lipídico (%) |
Referencia |
|
Famili=
a Scenedesmus |
cloroformo:me=
tanol (1:2); metanol:=
hexano
(1:3); etanol y cloroformo:etanol (1:3) |
>17% |
(Pérez et al., 2018) |
|
Famili=
a Scenedesmus |
Hexano:Aceton=
a (1:1) |
13 % aprox |
(Pérez et al., 2018) |
|
Famili=
a Scenedesmus |
solvente n-hexano |
7.04%. |
(Pérez et al., 2018) |
|
famili=
a Chorella |
(1:2), metanol:hexano
(1:3), etanol y cloroformo:etanol (1:3) |
>16% |
(Pérez et al., 2018) |
|
famili=
a Chorella |
Éter Dietílico; Hexano:Acetona (1:1) |
5 % aprox |
(Pérez et al., 2018) |
|
Chlorella sp. |
Acetona |
2.32% |
|
|
Chlorella sp. |
Cloroformo, etanol y hexano |
>10% |
|
|
Scenedesmus sp. |
Acetona |
9.2 % |
Este estudio |
Debido a las limitaciones del estudio, no fue =
posible
llevar a cabo una caracterización detallada de la composición=
de
los lípidos extraídos. Aunque se asume que el aceite obtenido
consiste principalmente en triglicéridos, que son la materia prima i=
deal
para la producción de biodiésel, no se pudo confirmar su
composición exacta.
Para futuros estudios, se recomienda
encarecidamente realizar un análisis de la composición de
ácidos grasos (FAMEs) mediante té=
cnicas
como la cromatografía de gases. Esto permitiría confirmar la
calidad y el potencial del aceite para la producción de
biodiésel, así como optimizar el proceso de
transesterificación.
En resumen, el método de extracci&oacut=
e;n
Soxhlet con acetona como solvente permitió obtener 12.78 gramos de
lípidos, resultando en una eficiencia del 9.2% a partir de la microa=
lga Scenedesmus sp. Este resu=
ltado
confirma que esta técnica es viable para la extracción de
lípidos a escala de laboratorio. Sin embargo, la eficiencia observad=
a es
inferior a la reportada en estudios previos donde se encontraron eficiencias
superiores al 17% en especies como Scenedesmus =
y Chlorella (Pérez et al., 2018) y hasta un 73.6%
cuando se mide en base a biomasa húmeda (Yuan
et al., 2014). Esta diferencia puede atribuirse al uso de la acetona, un
solvente relativamente polar. Es probable que la acetona sea menos selectiv=
a o
eficiente para disolver los lípidos no polares del alga en
comparación con mezclas de solventes más potentes, como el
cloroformo-metanol, que son conocidos por su alta capacidad de
extracción de lípidos microalgales. A
pesar del rendimiento moderado, el potencial de Scened=
esmus
sp. como materia prima para biodiésel se
confirma. Para optimizar el proceso, se recomiendan los siguientes pasos pa=
ra
futuras investigaciones realizar un estudio comparativo para determinar el
solvente más eficiente para la extracción de lípidos de
esta cepa microalgal, contrastando la acetona c=
on
mezclas de alta eficacia como cloroformo-metanol o n-hexano. También=
se
recomienda evaluar alternativas más sostenibles e innovadoras como la
extracción asistida por ultrasonidos (UAE) o
la extracción supercrítica con CO2,
que pueden ofrecer mayores rendimientos y reducir el impacto ambiental.
CONCLUSIÓN
El objetivo de esta investigación fue
evaluar el potencial de Scenedesmus sp. para la producción de biodiésel. Pa=
ra
ello, se desarrolló una plataforma de biorrefinería que
permitió el cultivo exitoso de la microalga hasta alcanzar 3050 g (62
litros), con la recuperación eficiente de biomasa mediante
centrifugación y sedimentación.
El proceso de extracción de lípi=
dos,
utilizando el método Soxhlet con acetona, generó un rendimien=
to
de 9.2%, lo cual confirma la viabilidad de esta biomasa como materia prima =
para
la producción de biodiésel. Aunque el rendimiento fue inferio=
r al
de otros estudios, el potencial de Scenedesmus =
sp. queda demostrado.
En conclusión, este estudio establece u=
na
base para la producción de biodiésel a partir de biomasa microalgal, validando el cultivo y la extracció=
;n
como pasos clave en el proceso. Los resultados sugieren que futuras
optimizaciones, especialmente en la selección del solvente de
extracción, podrían incrementar significativamente el
rendimiento, fortaleciendo así el potencial de la microalga como fue=
nte
de energía renovable.
REFERENCIAS
Ahmed, A.S., Ali, A., =
Gorgun,
E., Jameel, M., Khandaker, T., Islam, M.S., Isl=
am,
M.S. and Abdullah, M. (2025), Microalgae to Biofuel: Cutting-Edge Harvesting
and Extraction Methods for Sustainable Energy Solution. Energy Science &
Engineering, 13: 3525-3540. https://doi.org/10.1002/ese3.70111
Bayer Forte (s.f.). Productos
Fitosanitarios: Datos generales del producto [Folleto técnico]. https://www.quimagro.com.mx/web/content/14639/Bayfolan=
-Forte-Ficha-tecnica.pdf
Campodónico, H., & Carrera, C. (202=
2).
Energy transition and rene=
wable
energies: Challenges for Peru. Energy Policy, 171, 113261. https://d=
oi.org/10.1016/j.enpol.2022.113261
Hernández-Pérez, A., &
Labbé, J. I. (2014). Microalgas, cultivo y beneficios. Revista de
biología marina y oceanografía, 49(2), 157-173.
HiMedia<=
/span> Laboratories
(2015). Chu’ s Medium No. 10 M697. Techni=
cal
Data, 10. https://<=
span
class=3DSpellE>exodocientifica.com.br/_technical-data/M697.pdf
Knothe, G. (2005).
Dependence of biodiesel fuel properties on the structure of fatty acid alkyl
esters. Fuel Processing Technology, 86(10), 1059-1070.
Lardon, L., Hél=
ias,
A., Sialve, B., Steyer, J. P., & Bernard, O.
(2009). Life-cycle assessment of biodiesel production from microalgae.
Environmental Science and Technology, 43(17), 6475–6481. https://doi.org/10.1021/es900705j
Lee, J. Y., Yoo=
, C.,
Jun, S. Y., Ahn, C. Y., & Oh, H. M. (2010).
Comparison of several methods for effective lipid extraction from microalga=
e.
Bioresource Technology, 101(1), S75-S77.
Meher, L. C., Vidya
Sagar, D., & Naik, S. N. (2006). Technical aspects of biodiesel product=
ion
by transesterification - A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews,
10(3), 248–268. https://doi.org/10.1016/j.rser.2004.09.002
Mercado, I., Álvarez, X., Verduga, M.-E=
.,
& Cruz, A. (2020). Enhancement of Biomass and Lipid Productivities of
Scenedesmus sp. Cultivated in the Wastewater of the Dairy Industry. Process=
es,
8(11), 1458. https://d=
oi.org/10.3390/pr8111458
Pandey, S., Narayanan,
I., Selvaraj, R., Varadave=
nkatesan,
T., & Vinayagam, R. (2024). Biodiesel
production from microalgae: A comprehensive review on influential factors,
transesterification processes, and challenges. Fuel, 367(February=
),
131547. https://d=
oi.org/10.1016/j.fuel.2024.131547
Pérez, M., Quishpi=
,
J., Pauta, G., León, F., Cisneros, J., Pinos, V., & Alvarado, A.
(2018). Comparación de las eficiencias de recuperación de
lípidos de las microalgas Chlorella y
Muñoz Puetate, F. A., Pineda Insuasti, J. A., Barrigas Revelo, D. A., & Pineda=
Soto,
C. A. (2021). Producción de espirulina (Arthros=
pira
platensis): una revisión. Revista
Biorrefinería, 4(4), 1–9. https://www.cebaecuador.org/wp-content/uploads/2022/0=
1/16.pdf
Ramluckan, K., Moodley, =
K.
G., & Bux, F. (2014). An evaluation of the
efficacy of using selected solvents for the extraction of lipids from algal
biomass by the soxhlet extraction method. Fuel,=
116,
103–108. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2013.07.118
Rashd, J. A., Lalung, J., Kassim, M. A.,
Wijaya, D., Allzrag, A. M. M., & Shaah, M. A. (2024). Kinetics and thermodynamic studi=
es on
biodiesel synthesis via Soxhlet extraction of Scenedesmus parvus
algae oil. Energy Conversion and Management: X, 23(May), 100633.
Ruiz, J. A., Ríos, A., &
Cáceres, E. (2021). Theoretical estimation of the production
potential of biodiesel from microalgae at the Talara
refinery. International Journal of Renewable Energy Research, 11(4). <=
span
lang=3DEN-US style=3D'font-size:10.0pt;line-height:115%;font-family:Roboto;
mso-fareast-font-family:Roboto;mso-bidi-font-family:Roboto;color:windowtext;
mso-ansi-language:EN-US;text-decoration:none;text-underline:none'>https://d=
oi.org/10.20508/ijrer.v11i4.12498.g8328
United States Environmental Protection Agen=
cy.
(1996). Method 3540C: Soxhlet extraction (SW-84=
6 Test
Method). United States Environmental Protection Agency. https://w=
ww-epa-gov.translate.goog/hw-sw846/sw-846-test-method-3540c-soxhlet-extract=
ion?_x_tr_sl=3Den&_x_tr_tl=3Des&_x_tr_hl=3Des&_x_tr_pto=3Dtc
Vega, B. O. A., & Vol=
tolina,
D. (2007). Concentración, recuento celular y tasa de crecimiento.
Métodos y herramientas analíticas en la evaluación de =
la
biomasa microalgal, 1, 17-25.
Wood, D. A. (2021). Microalgae to biodiesel=
-
Review of recent progress. Bioresource Technology Reports, 14(February),
1–13. https://doi.org/10.1016/j.biteb.2021.100665
Yuan Juhong, Ke=
ndall
Alissa y Zhang Yizhen (2014). Mass balance and =
life
cycle assessment of biodiesel from microalgae incorporated with nutrient
recycling options and technology uncertainties. GCB Bioenergy (2015) 7,
1245–1259, https://doi.org/10.1111/gcbb.12229
Zhou, W., Wang, J., Chen, P., Ji, C., Kang,=
Q.,
Lu, B. & Ruan, R. (2022). Bio-mitigation of
carbon dioxide using microalgal systems: Advances and perspectives. =
Renewable and Sustainable Energy Reviews.
Todo el contenido
de LATAM Revista Latinoameric=
ana de
Ciencias Sociales y Humanidades, publicados en este sitio está
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.<=
o:p>
LAT=
AM
Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, Asunción,
Paraguay.
ISS= N en línea: 2789-3855, agosto, 2025, Volumen VI, Número 4 p 3022.<= o:p>
![](3D"1107_BarrientosRivera_archivos/image002.jpg")