El crecimiento poblacional ha tenido como consecuencia problemas ambientales, uno de los cuales es la escasez de agua, debido al aumento en la demanda de este recurso, su contaminación y la falta de tecnologías que permitan su mejor aprovechamiento.

La generación de aguas residuales va en aumento y la falta de tratamiento o uno ineficiente. Las características cársticas del suelo de la Península de Yucatán, conllevan a la contaminación de agua subterránea, única fuente del vital líquido de la Península.

Los sistemas de tratamiento no son convencionales ni económicamente viables y menos sustentables, ya que requieren de grandes cantidades de químicos, lo que contribuye al cambio climático, además de tener bajas remociones de nutrientes inorgánicos.

La falta de recursos es una de las mayores razones del deficiente o nulo tratamiento de aguas residuales, por lo que se requieren sistemas de tratamiento sustentables de bajo costo y baja demanda energética. En este contexto resulta necesario implementar sistemas de tratamiento que modifiquen la perspectiva de ver al agua residual como un residuo que debe ser tratado, para mejor usarla como un recurso que del que se pueden reciclar la energía y los nutrientes que contiene, para obtener productos de valor comercial, lo que permitiría la reducción de los costos de tratamiento, según informó el académico Manuel Sacristán de Alba de la Universidad de Química de la UNAM en Sisal.

Las microalgas son organismos microscópicos que pueden crecer en diversas condiciones ambientales. Su crecimiento es rápido si estas condiciones son favorables. Estos organismos realizan la fotosíntesis captando el dióxido de carbono del aire y produciendo oxígeno, por lo cual se puede explorar la fotosíntesis para el tratamiento de agua residual mediante microalgas, teniendo el beneficio de la captación de CO2 y el tratamiento del agua.

Los sistemas de microalgas pueden integrarse como parte de la economía circular al permitir recuperar los nutrientes y energía en agua residual. Las microalgas permiten recuperar el nitrógeno y el fósforo del agua residual, lo cual es de gran interés, ya que el fósforo es un recurso extraído de minas que genera impactos ambientales adversos durante su extracción y se considera no renovable, por lo que enfrentaremos su escasez en un futuro, y la fijación de nitrógeno es un proceso energéticamente intensivo que genera gran cantidad de gases de efecto invernadero.

Durante el tratamiento de las aguas residuales, las microalgas crecen al consumir los nutrientes generando biomasa, de la cual puede reciclarse la energía al poder obtener biocombustibles, además de integrarse el concepto de biopolímeros, biofertilizantes y biopesticidas. La obtención de estos productos podría generar ingresos, reduciendo los costos de tratamiento y haciendo que estos sistemas sean fácilmente implementados como sistema de tratamiento.

La alta concentración de contaminantes en el agua residual de la porcicultura puede tener un impacto adverso en el crecimiento de las microalgas, por lo cual es preferible desarrollar un sistema con un consorcio de bacterias y microalgas, donde estas tengan interacciones mutuas, mejorando la eficiencia de tratamiento del sistema debido a la relación simbiótica entre los organismos, logrando el crecimiento de las microalgas en ambientes poco favorables y ayudando a asimilar y resistir condiciones tóxicas, aumentando la capacidad de remover pesticidas, compuestos farmacéuticos y metales pesados de aguas residuales.