Actualmente trabaja como investigador senior en el Departamento de Biociencias de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Swansea, Gales, Reino Unido. Sus estudios de licenciatura los realizó en Acuicultura en 2001, en la Universidad Arturo Prat, Iquique, Chile; los de maestría en ciencias en estudios ambientales (2008) y los de doctorado en Ciencia y Tecnología Ambiental (2011), ambos grados otorgados por la Universitat Autònoma de Barcelona, España. Su experiencia científica en sobre fisiología de algas con más de 20 años, con estudios sobre el crecimiento de algas (incluidas especies de flagelados delicados), análisis bioquímicos y purificación de metabolitos, con aplicaciones de estos extractos que van desde la acuicultura hasta la medicina. Es autor de más de 25 publicaciones sobre microalgas, con la mitad de su carrera trabajando en la industria privada y actualmente, además es consultor experto en el campo de las microalgas.
Dentro de sus principales intereses científicos están la investigación aplicada en biotecnología marina, producción de microalgas marinas y de agua dulce, acuicultura, diseño y construcción de fotobiorreactores y ciencias ambientales. Los que desarrolla en proyectos como la producción de microalgas a escala industrial, el aislamiento de cepas, la producción de metabolitos, el procesamiento industrial, estudios ambientales, acuicultura, bioenergía, cromatografía de gases, análisis de lípidos y análisis de composición bioquímica (https://www.researchgate.net/profile/Claudio_Fuentes-Gruenewald).
Es una apasionado del mar, practica surf durante más de 30 años en varios países del mundo. Fue uno de los fundadores de la Federación Chilena de Surf. Le encanta la música y viajar para conocer diferentes culturas.
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¿Por qué el interés de realizar estudios en biotecnología, en particular con microalgas?
Aunque al iniciar los estudios de pregrado no tenía claro en qué enfocar mis estudios, pero como a mi me encanta el mar, soy surfista y una de mis pasiones es el mar, por lo tanto yo sabía que mis estudios se encaminarían a algo relacionado con el mar para poder estar cerca de él, lo que me llevó a estudiar Ingeniería en Acuicultura, con especialización en microalgas aunque en algas en general, teniendo ya casi 25 años de trabajo con ellas, un mundo que cada día tiene más aplicaciones, que espero que para el futuro, sea una fuente importante de proteínas para poder alimentar a la gran cantidad de humanos que seremos en 20 años más.
En México se perdió el interés para la producción y consumo de microalgas, aunque actualmente se ha retomado ¿a qué atribuyes que esto hay pasado?
Debo de decir que en México hay una tradición en términos de microalgas de siglos, tanto la cultura maya como azteca ya consumían masivamente espirulina y en la década de los 80’s y 90’s del siglo pasado, realmente vino ese “boom” por el consumo de algas, no solo en México sino en el mundo general, porque se sabe que espirulina es uno los de los organismos con el mejor perfil proteico, el mejor de muchos alimentos, ya que casi tiene todos los aminoácidos. Pero en el 2007-2008 vino un nuevo interés por las microalgas, debido a la crisis del petróleo, viéndose como una alternativa para la producción de biocombustibles. De hecho, en mi doctorado realicé estudios con un grupo específico de microalgas, los dinoflagelados, para ver la potencialidad de producir aceites para la producción de biodiesel. Ahora es una industria con un crecimiento fuerte, de la cual soy parte, avanzando con la tecnología y realizando ciencia de frontera, adaptando tecnología de otras industrias como la tecnología de membranas, que se utiliza en las plantas desalinizadoras para la filtración a nivel molecular. En Reino Unido o Europa, hay mucho interés en la microalgas por el nuevo objetivo llamado “farm to fork”, de la granja al tenedor, desarrollando el cultivo de las microalgas con el uso de desechos de otras industria para obtener los metabolitos necesarios y producir un sinfín de productos.
¿Cuáles son los avances y resultados en las investigaciones que realizas con las microalgas como fotobiorreactores?
Actualmente trabajo en dos proyectos con la Unión Europea, en uno de ellos utilizamos desechos orgánicos derivados de plantas industriales anaeróbicas, de las que en Europa hay diecisiete mil, que principalmente producen electricidad, para la generación de metano del cual se obtiene la electricidad. Debido a que los digestatos, desechos orgánicos de este tipo de plantas que son ricos en amonio y en fosfatos, deben de reducirse en gran manera para el 2021 por la regulación de la Unión Europea, ya que ahora se esparcen en los campos de cultivo, lo que conlleva a la contaminación de aguas subterráneas y ríos, por amonio y fosfato, que ocasiona un alto crecimiento de algunas microalgas, ocasionando mareas rojas. Nuestro proyecto consiste en recoger esos digestatos, pasarlos por membranas para su filtración y obtener los digestatos puros, que por medio de los fotobiorreactores, con luz natural y artificial en invierno, hacemos crecer la microalgas para que realicen fotosíntesis. Las microalgas realizan un servicio ambiental, ya que toman el amonio y fosfato del desecho para crecer, cuando les proporcionamos una fuente de carbono en forma de azúcar como dextrosa o glucosa, aunque ahora estamos utilizando desechos de chicle, que nosotros usamos como esa fuente de azúcar, para la producción de biomasa, que después se incorpora a alimentos para animales, para cerdos y para peces. Este proceso es un ejemplo de economía circular.
¿Cuál es el potencial de estos microorganismos?
Las microalgas son organismos muy versátiles, que, gracias a ellos en parte, nosotros respiramos ya que si bien es cierto que tenemos grandes bosques en el mundo, el 50% de la producción de oxígeno en el planeta es producida por organismos del fitoplancton del océano y prácticamente la atmósfera se formó por la actividad de las cianobacterias, por lo que le debemos mucho a las microalgas. ¿Qué se puede hacer con ellas? Un sinnúmero de cosas, en la Universidad de Swansea estamos haciendo investigación para biorremediación de distintos tipos de efluentes como aguas contaminadas de distintas industrias (minera, cervecera, lechera, entre otras), por lo que es muy versátil ya que además de hacer este servicio medioambiental también podemos producir un sinfín de distintos tipos de metabolitos. Como ejemplos, la producción de aceites como el omega-3 que se aplica en la adición a piensos usados en acuicultura o en cosmética, como algunos pigmentos específicos y caros como las ficobiliproteínas, las ficocianinas y las ficoeritrina. Este último pigmento se usa mucho en medicina, es un compuesto de alta fluorescencia, que se conjuga con anticuerpos y sirve para ver hacia donde van éstos en nuestro organismo, también se usan para teñir tejidos. Además, tenemos a Spirulina y Chlorella, dos algas reconocidas por ser fuente de proteínas, así como de exopolisacáridos que se utilizan como gelificantes en la industria alimentaria. Es decir, tienen una variedad enorme de aplicaciones industriales.
Al realizar investigación tecnológica, relacionada directamente con la industria ¿qué puedes decirnos acerca de la importancia de su alcance para obtener financiamiento?
Nosotros tenemos mucha relación con México, colaboro en varios proyectos, uno de ellos se llama Ficopigmentos que trabajamos con la Universidad de Nuevo León, otros con el INECOL en Xalapa y empresas privadas de Guadalajara. Sabemos la realidad de la ciencia, existe una necesidad para el apoyo de la ciencia y generar conocimiento, dando valor agregado a todas las cosas. Yo creo que no hay nada que inventar, lo que debe de hacerse es lo que hacen todos los países desarrollados como los de la Unión Europea, que sugieren que como científicos de universidades públicas para obtener un proyecto financiado se tiene que asociar a una empresa, aparte de la ciencia básica, ésta también debe ser aplicada. Tiene que haber esa comunicación para generar este conocimiento para tener un objetivo claro como nosotros, que al final de un proyecto debemos generar un producto, un proceso o un servicio, respecto a los artículos científicos, sabemos que tenemos que publicar y lo hacemos. Tanto la academia y la industria hacen una sinergia para poder avanzar.
¿Qué aplicaciones en el futuro de la medicina tienen las microalgas?
Efectivamente, las microalgas tienen mucha aplicación en la biomedicina, en específico algunos grupos son grandes productores de amfidinólidos, que son precursores de antibióticos, de hecho, tengo un artículo publicado en 2016 en el que reportamos el uso de un dinoflagelado (Amphidinium carterae) que produce grandes cantidades de amfidinólidos y varios tipos de policétidos, que se usan para la producción de antibióticos (https://www.researchgate.net/publication/304746763_Long-term_dinoflagellate_culture_performance_in_a_commercial_photobioreactor_Amphidinium_carterae_case). También colaboro con otro grupo en el estudio de cianobacterias que producen toxinas que, aunque son tóxicas, tienen propiedades contra el cáncer como la toxina liposoluble producida por un dinoflagelado (Alexandrium catenella), que bloquea la bomba de sodio y potasio en las células animales. Como vemos, son aplicaciones muy interesantes en esta área.
¿Qué requisitos deben de cumplir los estudiantes o académicos, interesados en realizar investigaciones en tu grupo de trabajo?
Nosotros estamos abiertos para recibir estudiantes, siempre incito a todos los estudiantes a que vengan a trabajar con nosotros, en nuestro grupo de la Universidad de Swansea, en especial me encanta recibir gente que hable mí misma lengua, por lo tanto, animo a gente de México a que pueda aplicar para unirse a nuestro grupo. Un requisito principal es el idioma inglés, además del conocimiento que nosotros realizamos y saber qué es lo que quieren hacer. En términos de trámites, la verdad es sencillo, es importante conseguir el financiamiento para la estancia y un seguro de gastos médicos. Una vez aceptados, pueden utilizar el equipo y recursos, con el que cuenta el grupo de investigación.
¿Tienen alguna experiencia con el uso de microalgas en el tratamiento de aguas residuales urbanas?
Si, de hecho, tenemos otro artículo publicado en conjunto con la empresa “Welsh Water”, que maneja todo el sistema de manejo de aguas residuales en Gales. Lo que hicimos fue algo super interesante porque en el fondo, aislamos microalgas de sus propias plantas de tratamientos con las que realizamos la filtración de estas aguas, resultados publicados en 2018 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5872038/). Las microalgas no solo las utilizamos para biorremediación en las plantas de tratamiento de aguas, es decir que puedan absorber el amonio y el fosfato, sino también para la producción de oxígeno, porque el mayor costo que tiene una planta de tratamiento de aguas es la oxigenación entre el tanque primario y el secundario. Nosotros al producir estas microalgas, utilizamos el oxígeno para inyectarlo y bajar los costos del tratamiento.
