Modelado, simulación, control y optimización de fotobiorreactores

• J. Sánchez ^[1] ; J.L. Guzmán ^[2]
  1. [1] Universidad Nacional de Educación a Distancia

     Universidad Nacional de Educación a Distancia

     Madrid, España

     
  2. [2] Universidad de Almería

     Universidad de Almería

     Almería, España

     
• Localización: XI SIMPOSIO CEA DE INGENIERÍA DE CONTROL: Automática y Biología celular: una combinación emergente, 2013, ISBN 978 84 695 7298 6, pág. 11
• Idioma: español
• Enlaces
  • Texto Completo Libro (pdf)
• Resumen

  • Actualmente, el desarrollo de fuentes de energías limpias destinadas a reducir el consumo global de combustibles fósiles y, porende, la reducción de las emisiones de los gases causantes del efecto invernadero constituyen dos de las principales preocupacionesen materia de medio ambiente de los países industrializados. La biotecnología o tecnología de bioprocesos constituye una de lasáreas emergentes de investigación, innovación y desarrollo que podrían contribuir, en gran medida, a avanzar en los dos aspectoscitados previamente, es decir, en la creación de nuevas fuentes de energía renovables y en la reducción de la contaminaciónindustrial, al mismo tiempo que se generan productos con un elevado valor añadido. Un bioproceso es un proceso en el que seutilizan células vivas de animales o plantas o alguno de sus componentes, como, por ejemplo, enzimas, para desarrollar productospara diferentes mercados (alimentación, industria farmacéutica, biocombustibles, etc.) y destruir desperdicios perjudiciales para elmedio ambiente (por ejemplo, mediante la absorción de CO2). En particular, el cultivo de microalgas es visto como uno de losbioprocesos con mayor potencial para la producción de biodiesel en el futuro. Como ventajas a destacar de la producción debiomasa a partir de microalgas se pueden destacar que puede realizarse en superficies muy reducidas en comparación con otroscultivos tradicionales, que presentan un gran contenido en ácidos grasos según la cepa utilizada y que consumen poca agua lo quelas hace aptas para su producción en zonas con deficiencias hídricas. Además, las microalgas consumen CO2 y, por lo tanto, ayudana mitigar su efecto en el medio ambiente. Estas características sitúan a las microalgas en una posición perfecta como fuente deenergía renovable a gran escala. En este marco de trabajo se sitúa el proyecto de investigación coordinado “Modelado, simulación,control y optimización de fotobiorreactores (MACROBIO)” realizado entre la Universidad de Almería y la Universidad Nacional deEducación a Distancia. El proyecto trata sobre el análisis, estudio y aplicación de estrategias de modelado, control y optimizaciónbasadas en técnicas de control predictivo basado en modelos (MPC) y estrategias de control basadas en eventos (EBC) con elobjetivo de alcanzar una producción eficiente de biomasa de microalgas en fotobiorreactores abiertos y cerrados de gran tamaño. Elproblema se compone de diferentes niveles de control, debido a que según el uso final que se le vaya a dar a la biomasa resultante,se plantearán diferentes clases de objetivos (productivos, económicos, calidad medioambiental, etc.) Esto hecho da lugar a unproblema jerárquico que será abordado mediante el uso de técnicas de MPC no lineal y multiescala y estrategias EBC. Para ello,será necesario el desarrollo de modelos, estimadores y predictores de las variables que determinan la concentración de biomasa, delas variables ambientales y del resto de variables asociadas al proceso. Existen en la actualidad muy pocas aplicaciones industrialesde los procesos tratados en este proyecto, de ahí su gran interés.