Impact of Photosynthetically Active Radiation (PAR) on the cultivation of marine microalgae in open systems under tropical climatic conditions

• Barajas Cardona, Valeria Irene ^[1] ; Zavala Reyes, Juan de la Cruz ^[1] ; González Balderas, Regina de Monserrat ^[1]
  1. [1] Universidad Nacional Autónoma de México

     Universidad Nacional Autónoma de México

     México

     
• Localización: Renewable Energy, Biomass & Sustainability, ISSN-e 2683-2658, Vol. 8, Nº. 1, 2026, págs. 1-7
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Impacto de la Radiación Fotosintéticamente Activa (RFA) en el cultivo de microalgas marinas en sistemas abiertos bajo condiciones climáticas tropicales
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    La energía solar es la fuente más rentable para el cultivo de microalgas. La producción de biomasa en sistemas abiertos incrementa la sustentabilidad de los procesos de obtención de biocombustibles debido a sus menores costos de instalación y operación. Sin embargo, estos sistemas son menos eficientes que los sistemas cerrados, ya que el control de la intensidad y calidad de la luz resulta más complejo. En este estudio se evalúa el efecto de la radiación fotosintéticamente activa (RFA) en el cultivo de microalgas marinas en un sistema abierto bajo condiciones climáticas tropicales. El experimento se llevó a cabo en Mérida, Yucatán, utilizando cepas microalgales nativas con el fin de favorecer su adaptación. Durante el cultivo se monitorearon la RFA, las concentraciones de nutrientes, el pH y la temperatura, con el propósito de evaluar sus interacciones. Se realizaron dos ensayos durante el otoño (octubre–noviembre), empleando tres reactores expuestos a diferentes duraciones de radiación solar. Los resultados indican que la RFA diaria total (30.6 mol/m²/día) superó el intervalo óptimo de crecimiento (20 mol/m²/día), lo que provocó el colapso del cultivo en un periodo de 14 días. Asimismo, los reactores expuestos a una mayor duración de radiación solar presentaron mayores fluctuaciones de temperatura y pH. No se observó una acumulación significativa de biomasa ni variaciones relevantes en la concentración de nutrientes. Este estudio resalta la necesidad de un monitoreo ambiental adecuado en sistemas exteriores para optimizar el cultivo de microalgas y comprender mejor sus aplicaciones y limitaciones.

  • English

    Solar energy is the most cost-effective source for microalgae cultivation. Open-system biomass production enhances the sustainability of biofuel processes due to lower installation and operational costs. However, these systems are less efficient than closedsystems, as controlling light intensity and quality is challenging. This study evaluates the effect of photosynthetically active radiation (PAR) on marine microalgae cultivation in an open system under tropical climate conditions. The experiment was conducted in Mérida, Yucatán, using native microalgal strains to enhance adaptation. Throughout cultivation, PAR, nutrient concentrations, pH, and temperature were monitored to assess their interactions. Two trials were conducted in autumn (October–November) using three reactors exposed to different durations of solar radiation. Results indicate that the total daily PAR (30.6 mol/m²/day) exceeded the optimal growth range (20 mol/m²/day), leading to culture collapse within 14 days. Additionally, reactors exposed to longer sunlight exhibited greater temperature and pH fluctuations. No significant biomass accumulation or nutrient variation was observed. This study underscores the need for environmental monitoring in outdoor systems to optimize microalgae cultivation and better understand its applications and limitations.