Desarrollo y aplicación de un modelo matemático en la evaluación de cultivos de Arthrospira maxima

Número: 
Autores/Authors: 
María del Carmen Espinosa Lloréns, Juan Reynerio Fagundo Castillo, Griselda Benítez Pacheco, Rogelio Mayarí Navarro
Palabras Claves / Key words: 
microalgas, Arthrospira maxima, evaluación, control, modelo matematico, microalgae, monitoring, control, mathematical model
Resumen: 
Los cultivos de microalgas tienen que evaluarse para obtener la müxima productividad y para asegurar constantemente su eficiencia y buen estado, por lo que resulta muy importante obtener información detallada que facilite una evaluación certera y rüpida del estado fisiológico del cultivo . Debido a estas razones, en la biotecnología de las microalgas se han desarrollado numerosos trabajos, en los áltimos a•os, con el fin de lograr la evaluación y el control automatizados de los cultivos . En el presente trabajo se desarrolló un modelo matemütico para estimar la concentración de los iones hidrógenocarbonato en cultivos de Arthrospira maxima a partir de las mediciones de parümetros instrumentales [pH, temperatura y conductividad eléctrica (CE)], así como de la concentración de los iones carbonato obtenida, a su vez, a partir de su correlación con la CE . Este modelo no aparece reportado en la literatura . Se hace un anülisis de la influencia de los errores en la medición sobre la respuesta del modelo . Los resultados demostraron la factibilidad de su aplicación, lo cual resulta una gran ventaja, debido a la facilidad de la medición instrumental de estos parümetros, la rapidez de obtención de los resultados y la disminución de los errores experimentales . Estos resultados permiten sentar las bases para el establecimiento de un método de evaluación automatizado para el control de estos cultivos con equipos normalmente asequibles, sin necesidad de utilizar sensores costosos . Este método pudiera ser aplicado en otros cultivos de microalgas similares, por ejemplo Spirulina, luego de establecer las correlaciones específicas correspondientes, de acuerdo con el medio de cultivo empleado.
Abstract: 
Microalgae cultures must be continuously monitored to obtain the maximum productivity and to constantly assure their efficiency and conditions, being very important to obtain detailed information for a quick evaluation of the physiological state of the culture . Due to these reasons, in the last years, as in other fields, microalgal biotechnology researchers have developed different works with the aim of achieving an automated monitoring and control method for the cultures. In this work, a mathematical model to estimate the concentrations of HCO3 in Arthrospira maxima cultures, in function of the pH, temperature and electrical conductivity (EC) measurements was developed . This model has not been previously reported . A detailed analysis on the influence of the experimental errors over the model response was made . The results demonstrated the possibility of applying this model, which is advantageous, because instrumental methods are easier, faster and more accurate . The results could serve as a basis for an automated monitoring method to control Arthrospira maxima cultures using equipment commonly available, without the use of expensive sensors . This method of control could be used in other similar microalgae cultures, for example Spirulina, after determining the corresponding specific correlations for the particular culture medium .
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