The alarming levels of carbon dioxide (CO₂) are an environmental problem that affects the economic growth of the world. CO₂ emissions represent penalties and restrictions due to the high carbon footprint. Therefore, sustainable strategies are required to reduce the negative impact that occurs. Among the potential systems for CO₂ capture are microalgae. These are defined as photosynthetic microorganisms that use CO₂ and sunlight to obtain oxygen (O₂) and generate value-added products such as biofuels, among others. Despite the advantages that microalgae may present, there are still technical–economic challenges that limit industrial-scale commercialization and the use of biomass in the production of added-value compounds. Therefore, this study reviews the current state of research on CO₂ capture with microalgae, for which bibliometric analysis was used to establish the trends of the subject in terms of scientometric parameters. Technological advances in the use of microalgal biomass were also identified. Additionally, it was possible to establish the different cooperation networks between countries, which showed interactions in the search to reduce CO₂ concentrations through microalgae.

This research determines the techno-economic feasibility of valorizing as biofertilizer the nitrogen (N) and the phosphorus (P) from a municipal wastewater effluent using the microalgae Scenedesmus sp., contributing to phosphorus recycling, resource optimization, and diminishing eutrophication by capturing 74% of N, 97% of P, and 41% of chemical oxygen demand in effluents. The inoculum was conditioned in 20 L photobioreactors by weekly harvesting and refilling at room temperature (25 °C day, 12 °C night) with a 12:12 photoperiod and 4 L/min atmospheric air bubbling. The improved operational conditions were obtained using a Box–Behnken experimental design, establishing that 70% wastewater concentration (vol./vol.), 4.5% nutrient addition, and 3 days’ harvesting time were the best conditions. The estimated biomass production was 176 tons/year, and this represents a maximum net present value of 1.5 MUSD for a 6.8 Ha plant, capturing 10% of municipal wastewater effluent, which serves 64000 inhabitants. The representative operational costs (OPEX) were 32% for utilities, 30% labor costs, and 25% for raw materials, and the required capital expenditures (CAPEX) were 11 MUSD and are related to photobioreactors (64%) and land (21%). The findings demonstrate the potential of microalgae-based systems as a feasible and profitable approach to wastewater valorization, while also highlighting the need for scale-up validation and integration with existing treatment infrastructures, where land requirements and photobioreactor installation will be relevant for financial feasibility.

Se presentan los resultados de la licuefacción solvotérmica de Acacia mangium. En primer lugar, se optimizaron temperatura, tiempo de reacción y relación solvente (agua)/biomasa mediante un diseño factorial 3^k, encontrando que, a temperatura de 270°C, una relación solvente (agua)/biomasa de 20 y tiempo de reacción de 60 minutos se obtiene el más alto rendimiento (40,2%), con un poder calorífico de 29,63 MJ/kg. Al evaluar rendimiento energético, tamaño de equipos y consumo energético en la reacción, se obtiene que las mejores condiciones son 330°C, una relación solvente (agua)/biomasa de15 y un tiempo de reacción de 0 minutos, obteniéndose un biocrudo con rendimiento másico del 36% y poder calorífico de 31,7 MJ/kg. Se evaluaron otros solventes y se encontró que con acetona se obtienen rendimientos de hasta 47,8 %, manteniendo estable el poder calorífico. El uso de atmósfera de hidrógeno solo tuvo efecto positivo

This research aims to propose management strategies to mitigate eutrophication caused by inefficient wastewater treatment plants in Colombia. The information analyzed was provided by environmental authorities such as IDEAM, CORANTIOQUIA, and CORNARE in Antioquia, where the average concentrations of phosphorus in wastewater from municipal, livestock, and industrial activities are 5.1, 30.6, and 29.1 mg P/L. The total nitrogen concentrations are 77, 143, and 121 mg N/L, respectively, surpassing the limit concentrations stated by the European Union, the United States, and Mexico, among others, while Colombia has not established its own limits. Including limitations for nutrient concentrations will align Colombia with the 2050 Sustainable Development Goals (SDGs), where microalgae species like Chlorella or Scenedesmus could be used in wastewater treatment systems for municipalities and industries. These microalgae can capture organic matter, nutrients, and greenhouse emissions and reduce the concentrations observed in natural water. They could also be an alternative for capturing heavy metals and some pollutants of emerging concern. In addition to the ecological and social benefits, the algal biomass could be valorized by transforming it into biological products such as fuels, fertilizers, and pigments when micropollutants are not present, reducing operational costs for treatment systems.

El objetivo del trabajo fue llevar a cabo la evaluación del proceso de licuefacción con biomasa de Buchón de Agua. Para esto se desarrolló un diseño experimental factorial con un modelo cúbico, determinando el efecto de las variables temperatura, tiempo y relación líquido/sólido (L/S) sobre la variable respuesta Rendimiento Energético (RE). Los mejores resultados se obtuvieron a 300°C, 60 min y L/S=10 (exp. 15) con RE de 6,34 MJ/kg biomasa, a 300°C, 30 min y L/S=10 (exp. 5) con RE de 6,31 MJ/kg biomasa y a 270°C, 60 min y L/S=20 (exp. 9) con 6,29 MJ/kg biomasa, seleccionándose las condiciones del exp. 5 como las más adecuadas dada la menor relación L/S y el menor tiempo de reacción. La ventaja de adicionar catalizador se hizo evidente al comparar los resultados del RE del experimento 26 con catalizador (5,9 MJ/kg biomasa) y del experimento sin catalizador (3,3 MJ/kg biomasa) bajo las mismas condiciones. Se pudo determinar además que los biocrudos se componían principalmente de compuestos aromáticos, ácidos grasos, hidrocarburos alifáticos, cetonas, aldehídos y alcoholes, y ácidos carboxílicos a condiciones más drásticas.

En este trabajo se muestra el efecto de la reintegración de la fase acuosa al proceso de licuefacción hidrotérmica de microalgas para la obtención de biocrudo. La compañía Cementos Argos ha desarrollado procesos de captura de CO₂ mediante el cultivo de microalgas, con el fin de mitigar el impacto ambiental de la industria cementera. Estas microalgas fueron transformadas en biocrudo mediante procesos de licuefacción hidrotérmica que utilizan gran cantidad de agua, generando vertimientos líquidos. Los resultados muestran que es posible recircular estos residuos al proceso y aumentar el rendimiento en la producción de biocrudo. Cuando esta fase acuosa alcanza un alto contenido de material orgánico disuelto (DQO > 1’200.000 mg O₂/l), parte de este material es transformado en biocrudo aumentando su rendimiento a cerca de un 10-15%. Se concluye que en este proceso no se presentan vertimientos líquidos, favoreciendo la viabilidad del mismo, y mostrando el potencial para la producción de combustibles de mayor valor agregado como diésel o gasolinas.