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Biominería: el poder de las ‘bacterias comepiedras’

AutorPor Felipe Gómez Gómez (CSIC-INTA)*

Montones de mineral apilados y humeantes. Casi desde el inicio de la minería esta ha sido una imagen habitual a pie de mina. Los mineros han regado y siguen regando con agua ácida el material extraído de la tierra, porque saben que de esta forma se obtiene un mayor rendimiento al procesarlo. Históricamente se ha hecho así porque funciona, pero pocas veces ha trascendido la explicación científica.

Bacilo

Acidithioabacillus ferrooxidans fue la primera bacteria aislada de un ambiente ácido en una mina española y capaz de oxidar elementos metálicos.

Corta Atalaya

Mina a de Corta Atalaya en Río Tinto (Huelva). / Wikipedia.

Lo cierto es que, de modo consciente o no, se está practicando la biominería. Al regar el mineral, se potencia el crecimiento de bacterias que favorecen la extracción de metales como cobre, cobalto, níquel o cinc. El aumento de la actividad bacteriana hace que suba la temperatura y, con ella, la evaporación de agua. Por eso vemos vapor emanar de los montones.

De hecho, sabemos que gran parte del cobre que se extrae al disolver el mineral en un líquido, proceso conocido como lixiviación, se obtiene gracias a la intervención de microorganismos que normalmente se encuentran de forma natural en los minerales. Por esta razón sería más preciso hablar ‘biolixiviación’.

Hoy en día se están desarrollando investigaciones para entender mejor estos procesos y optimizar sus rendimientos. Pero no queremos quedarnos en este punto: también tratamos de identificar microorganismos que de forma específica incrementan la extracción de ciertos metales.

¿Cómo trabajan las bacterias mineras?

Las bacterias logran hacer solubles los minerales porque se alimentan de ellos; motivo por el que son conocidas como ‘comedoras de piedras’ o ‘quimiolitótrofas’. Para ganar energía oxidan los minerales: les extraen electrones, los almacenan en una especie de pila y producen con ello una diferencia de potencial que utilizan para sus procesos metabólicos. En estos procesos de oxidación transforman la materia en CO2 como producto de desecho.

La primera bacteria identificada capaz de lixiviar fue aislada en 1947 al investigar el deterioro de los equipos metálicos en una mina española, en río Tinto. La gran capacidad de oxidación de sus aguas hacía que el material metálico, como carretillas, trenes y demás medios de carga, tuvieran una degradación muy acelerada, fuera de lo habitual. Por aquel entonces la razón se achacó a las aguas ácidas, pero aun así los responsables de la mina decidieron que el fenómeno fuera estudiado por un equipo de microbiólogos. Como resultado de su trabajo se aisló el microorganismo Acidithiobacilus ferrooxidans, que, traducido del griego, es acido porque crece a pH bajo (ácido), thio porque es capaz de oxidar azufre, bacillus porque tiene forma de bastón (es, por tanto, un bacilo) y ferrooxidans porque además es capaz de oxidar hierro.

Existen otras bacterias biolixiviadoras con nombres similares en alusión a los elementos que son capaces de oxidar y por tanto de liberar (lixiviar) al medio líquido donde están creciendo.

Atractivo marciano

Marte

El hecho de que las bacterias litotrofas no se alimenten de materia orgánica las hace candidatas a habitar Marte.

Las ‘bacterias comepiedras’ se están poniendo de moda porque, al ser capaces de alimentarse exclusivamente de material inorgánico, son candidatas potenciales a habitar lugares exóticos, extremos e incluso otros cuerpos planetarios distintos a la Tierra. Algunos de estos minerales se han identificado en la superficie marciana, así que si confirmamos la presencia de agua en el planeta rojo la ecuación nos permite concluir que en Marte podrían llegar a habitar bacterias de este tipo. Además, pensando en el aprovechamiento económico, se podrían utilizar para extraer minerales (hacer biominería) en la superficie de nuestro planeta vecino.

 

* Felipe Gómez Gómez es investigador en el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA).

La primera misión tripulada a Marte se prepara en Río Tinto

cristina delgado blogPor Cristina Delgado González (CAB)*

Quizá sea The Martian, la película de Ridley Scott, la que ha puesto más en boga, si cabía, el planeta rojo. Pero nadie negará que Marte se escucha en todas partes. Sea como fuere, una futura misión tripulada al planeta vecino está dejando de ser un proyecto ficticio, y Río Tinto, en Huelva, vuelve a ser un análogo marciano donde hacer ensayos para preparar dicha misión.

El proyecto europeo MOONWALK tiene como principal objetivo desarrollar y mejorar las técnicas para que un humano y un robot realicen actividades extravehiculares (EVA) en cooperación. Para ello, se desarrollarán dos campañas: una en Río Tinto y otra bajo el mar en la costa de Marsella, que simula las condiciones de baja gravedad de la superficie lunar. La primera de estas campañas se llevará a cabo durante las dos últimas semanas de abril, en lo que el responsable del Centro de Astrobiología (CAB-CSIC) en MOONWALK, Víctor Parro, considera “la gran maqueta de Marte”.

Paisaje análogo a Marte en Río Tinto, Huelva./Luis Cuesta

Paisaje análogo a Marte en Río Tinto, Huelva / Luis Cuesta

La zona de Río Tinto cuenta con túneles abandonados de la minería similares a los tubos de lava que hay en Marte, lugares donde la hipotética vida marciana estaría protegida de los daños que supone la superficie, como la radiación. Pero explorar este tipo de terrenos puede resultar difícil para un astronauta, que a diferencia de lo que se muestra en la película protagonizada por Matt Damon, lleva un traje muy pesado. Esto implica una serie de limitaciones a la hora de, por ejemplo, subir una cuesta. Sin embargo, un robot pequeño como el que se ha diseñando para MOONWALK sí podría realizar este movimiento. Según el equipo del CAB que trabaja en este proyecto internacional, ésta es una buena oportunidad para consolidar Río Tinto como un lugar de referencia para simulaciones con astronautas y/o robots en el continente europeo.

No solo el paisaje de este enclave onubense es muy marciano: su suelo es también rico en sulfatos y minerales de hierro y azufre. Por ello se aprovechará la campaña para probar otra instrumentación, como el RLS (Raman Laser Spectrometer) que irá en el rover (el vehículo motorizado que se desplaza por la superficie del planeta) de la misión ExoMars 2018 de la ESA, o el instrumento para la detección e identificación de microorganismos y compuestos bioquímicos SOLID (Signs Of LIfe Detector).

Estas campañas ponen a prueba los avances en instrumentación y ciencia. En el caso concreto de MOONWALK, ayudan a identificar los factores que afectan a la comunicación entre astronauta y robot y a optimizar su relación. De esta forma, una misión tripulada a Marte podría traspasar las salas de cine, y Río Tinto es parada obligatoria en ese camino.

*Cristina Delgado González pertenece a la Unidad de Cultura Científica del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA).