Modelización térmica de estanques para producción de la microalga espirulina (Arthrospira platensis)

Abstract

La espirulina (Arthrospira platensis) es una cianobacteria, rica en micronutrientes fácilmente asimilables por el organismo humano. El intervalo de mayor producción de esta microalga se sitúa entre los 35 y 40 ºC, obteniéndose producciones aceptables con 20 ºC en el agua. En este trabajo se modelizó el proceso de transferencia de calor en un estanque, con una cubierta tipo invernadero, considerando las condiciones climáticas más severas. Se evaluaron las pérdidas por conducción a través de la base, convección y radiación por la superficie en forma global. Con una aislación con poliestireno expandido en la base se logra un aumento de la temperatura media del 24%. Si se utiliza una manta aislante nocturna en la superficie del estanque, el aumento es del orden de 15% y el efecto conjunto da un aumento considerable de la temperatura media del orden de 45%, lo que haría más productivo el estanque.

The spirulina (cianobacteria Arthrospira platensis) is an aquatic micro-organism (0,3 mm in length), rich in micronutrients easily absorbed by the human organism. The interval of greater production of the algae locates between the 35 and 40 C, obtaining itself acceptable productions with 20C in the water. The objective is to reduce heat losses to control the temperature of the pond cultivation system within this range without conventional energy supply. In this work, the heat transfer process in a pond with a greenhouse cover type, is modeled taking into account extreme climatic conditions. A global loss heat transfer coefficient due to convection and radiation is assumed. Particularly, the influence of different materials in the bottom of the pond and the use of an additional insulating cover to reduce top losses are analyzed in order to stabilize the temperature of the pond in the production range.