Bio-Speckle para el monitoreo del crecimiento de microalgas en bio-ensayos a escala de laboratorio

Abstract

Las microalgas son ampliamente utilizadas en las industrias farmacéutica, cosmética, en aquellas relacionadas con la prevención de la contaminación, acuacultura y especialmente en biocombustibles. Debido a su amplio rango de aplicaciones existe un gran interés en su producción a gran escala. Las técnicas estándar para la producción de biomasa algal requieren del cultivo en medios nutritivos y parámetros externos bien definidos tales como condiciones controladas de iluminación, temperatura y aireación. La producción comercial de microalgas es costosa y la adición de nutrientes a los medios de cultivos contribuye a aumentar el costo. La evaluación de la calidad de medios de cultivos usando aguas residuales o residuos agroindustriales puede resultar en una vía para reducir costos. Este trabajo tiene por objetivo el desarrollo de un método no invasivo para monitorear la eficiencia de residuos agroindustriales, previamente tratados, como posibles medios de cultivos a través del monitoreo diario del crecimiento poblacional de las microalgas. Hemos encontrado que es posible detectar el crecimiento de los microorganismos usando cumulantes estadísticos como una aproximación numérica para analizar la actividad de patrones de speckle dinámico producidos por muestras de algas Chlrorella Vulgaris cultivadas en medio basal Bold y vinaza (subproducto líquido de la destilación del mosto en la fermentación del etanol) pre tratada para mejorar su efectividad.

Microalgae are widely used in different industries – pharmaceutical, cosmetic, in those dealing with pollution prevention, aquaculture and especially biofuels. Because of the wide range of use, there is an active interest in microalgae large-scale cultivation. Standard techniques for algae biomass production requires cultivation in nutritious culture media, and well-defined external parameters, such as controlled conditions of light intensity, temperature and aeration gas. Commercial production of microalgae is expensive, and the addition of nutrients in culture media contributes to its high cost. The evaluation of the quality of culture media using wastewater effluents or agro-industrial waste can be a way to reduce algal cultures costs. This research aims to develop a noninvasive method for the testing of effectiveness of agro-industrial waste, previously treated, as culture media through daily monitoring of population increase microalgae. We found that it is possible to detect the growth of the microorganisms by using statistical cumulants as numerical approaches for analyzing the dynamic speckle patterns produced by samples of Chlrorella Vulgaris algae cultivated in bold basal culture medium and in vinasse,(byproduct of the sugar industry) pre-treated to improve its effectiveness.