Search

Over the last years, the study of micro and macro algae has become a matter of a major interest to the population, mainly due to their great potential. Their singular capacities, such waste water cleaners, high nutrient content, fast growth rates, or their inclusion to Integrated Multi-Trophic Aquaculture (IMTA) make them a clue pilar for future sustainable societies. Although their promising potential, the truth is that the scientific community still has a lot to learn from them. One of the most recurrent problems in what industrial production is concerned, is knowing the exactly quantity of biomass in a specific moment inside a tank. The traditional method to evaluate their growth rates, based on drying and weighting all the biomass in the tanks, is time-consuming, and non-viable at industrial level. The main objective of this work is the computational modelling of the light distribution inside a cylindrical photobioreactor illuminated by LEDs. By means of the proposed model, we can approach the algae content just knowing the amount of light reaching the centre, saving time and effort in regard of the traditional method. Some studies of the Ulva ohnoi growth rates have been carried out varying LEDs configuration and nitrates/phosphates concentration, while measuring the chlorophyll content in the seaweed at the beginning and at the end of the experiments. As a verification of the proposed model, its efficiency was proved changing the algae density inside the reactor using the light configuration analysed in growth studies. The model approximations of the biomass content resulted very close to the real values in both LEDs disposition tested. The growth rates followed a decreasing tendency, and although the highest SGR was obtained with the highest light availability (0.106 day-1), the nutrients availability were more significant to the algae growth. En los últimos años, el mundo de las micro y macro algas se ha convertido en un tema de gran interés para la población, debido principalmente a su potencial en vistas al futuro. Sus singulares capacidades como la limpieza de aguas sucias, su contenido de nutrientes, su rápido crecimiento, o su inclusión en sistemas de Acuicultura Multi-Trófica Integrada (IMTA), las convierten en uno de los elementos claves para la sostenibilidad de futuras sociedades. A pesar de su gran potencial, lo cierto es que a la comunidad científica aún nos queda mucho por estudiar y aprender sobre ellas. Uno de los problemas más recurrentes en cuanto a la producción industrial de macro algas es el de saber la cantidad exacta de biomasa presente en un determinado momento en un tanque. El método tradicional para evaluar las tasas de crecimiento, basado en el secado y pesaje de toda la biomasa, resulta costoso e inviable a escala industrial. El objetivo principal del presente trabajo se centra en la modelización computacional de la distribución de la luz en un fotobiorreactor iluminado por LEDs. Mediante el modelo propuesto, podemos aproximar el contenido de alga sabiendo únicamente la cantidad de luz que llega al interior, ahorrando tiempo y esfuerzo respecto el método tradicional. Se han llevado a cabo diversos estudios sobre las tasas de crecimiento de Ulva ohnoi variando la configuración de LEDs i las concentraciones de nitratos/fosfatos, determinando el contenido de clorofila del alga al principio y al final de los experimentos. Para verificar el modelo propuesto, se ha probado su eficiencia cambiando la densidad de alga en el reactor utilizando las configuraciones lumínicas implementadas en los estudios de crecimiento. Las aproximaciones del contenido de biomasa por parte del modelo resultaron muy próximas a los valores reales en las dos disposiciones de LEDs probadas. Las tasas de crecimiento siguieron una tendencia decreciente, y aunque el mayor SGR se obtuvo con la máxima disponibilidad de luz (0.106 dia-1), la disponibilidad de nutrientes resultó ser más significativa para el crecimiento del alga. En els últims anys, el món de les micro i macro algues s'ha convertit en un tema de gran interès per la població, principalment degut al seu potencial de cara al futur. Les seves singulars capacitats com la neteja d'aigües brutes, el seu contingut de nutrients, el seu ràpid creixement, o la seva inclusió a sistemes d'Aqüicultura Multi-Tròfica Integrada (IMTA), la converteixen en un dels elements claus per a la sostenibilitat de futures societats. Tot i el seu gran potencial, el cert és que a la comunitat científica encara ens queda molt per estudiar i aprendre d'elles. Un dels problemes més recurrents en quant a la producció industrial de macro algues és saber la quantitat exacte de biomassa en un moment determinat a un tanc. El mètode tradicional per avaluar les taxes de creixement, basat en assecar i pesar tota la biomassa, resulta costós i inviable a escala industrial. L'objectiu principal del present treball és la modelització computacional de la distribució de llum dins d'un fotobiorreactor circular il·luminat per LEDs. Mitjançant el model proposat, podem aproximar el contingut d'alga sabent únicament la quantitat de llum que hi arriba a l'interior, estalviant temps i esforç respecte el mètode tradicional. Diversos estudis sobre les taxes de creixement de Ulva ohnoi s'han dut a terme variant la configuració de LEDs i les concentracions de nitrats/fosfats, tot i mesurant el contingut de clorofil·la a l'alga al principi i al final dels experiments. Per a verificar el model proposat, la seva eficiència ha estat provada canviant les densitats d'alga a l'interior del reactor i utilitzant les configuracions lumíniques implementades als estudis de creixement. Les aproximacions del contingut de biomassa per part del model van resultar molt properes als valors reals a les dos configuracions de LEDs provades. Les taxes de creixement van seguir una tendència decreixent, i tot i que es va obtenir el màxim SGR amb la màxima disponibilitat de llum (0.106 dia-1), la disponibilitat de nutrients va resultar ser més significativa pel creixement de l'alga. Objectius de Desenvolupament Sostenible::6 - Aigua Neta i Sanejament