La biominería contempla procesos donde los microorganismos cumplen un rol clave para recuperar metales a partir de los minerales que se encuentran en el suelo. Un grupo de científicos está trabajando para aportar conocimientos en base a investigación de microorganismos de la Antártida.
La Antártida es considerada el desierto más grande de la Tierra, con el 98% de su superficie de suelo rocoso cubierto por hielo. “Los valles secos de McMurdo, por ejemplo, son considerados hiper-áridos. La pluviosidad en la altiplanicie interior ronda los 50 mm al año, mientras que en la costa caen unos 200 mm de agua”, indica el Dr. Carlos Henríquez, investigador del Centro Científico CEAZA.
A pesar de los suelos minerales bajos en nutrientes y extensas superficies rocosas de la Antártida, la vida se abre paso y los científicos están interesados en las comunidades microbianas que podrían aportar al desarrollo de la biominería, es decir, a la actividad minera que ocupa a microorganismos en sus procesos.
“Nuestro interés es estudiar las comunidades microbianas que habitan suelos ricos en mineral de cobre y a su vez, en una siguiente etapa determinar si existen microorganismos o consorcios de estos, capaces de realizar el proceso de biolixiviación a baja temperatura”, explica el Dr. Henríquez, líder de proyecto de investigación financiado por el Instituto Antártico Chileno (INACH).
El Dr. Daniel Valenzuela, especialista en Biotecnología y docente de la Universidad Bernardo O´Higgins (UBO), detalla que “este proyecto se centrará específicamente en determinar si las comunidades microbianas de la Antártida son capaces de solubilizar el cobre a partir de sus formas minerales inaccesibles, particularmente de la calcopirita, tanto a la temperatura real de la Antártida como a la temperatura prevista en un escenario de cambio climático. Los resultados que se obtengan de este proyecto serán de gran valor para posibles aplicaciones biotecnológicas, particularmente en biominería”.
“Existen depósitos de cobre en Antártida, y en base a nuestros estudios preliminares basados en análisis del material genético comunitario, hemos encontrado microorganismos “candidatos” para el proceso de biolixiviación, similares a aquellos organismos utilizados hoy en la biominería”, destaca.
Ventajas económicas y ambientales
Actualmente la biominería, específicamente la extracción de cobre mediada por microbios, denominada biolixiviación, es realizada por microorganismos mesófilos y termófilos, es decir, que actúan a temperaturas relativamente altas, por lo que las bajas temperaturas limitan la recuperación de cobre desde la calcopirita.
“La biolixiviación tiene una serie de ventajas por sobre los métodos convencionales, tanto económicas como medioambientales, por lo que nuestra apuesta, en base a antecedentes previos es que en la Antártica podemos encontrar microorganismos psicrofílicos, es decir , aquellos cuya temperatura de crecimiento óptima es baja, con la capacidad de disolver eficientemente la calcopirita a temperaturas que se encuentran dentro de los ecosistemas del suelo de la Antártida. Esto podría tener un potencial importante pensando en los procesos mineros que se llevan a cabo en la Región de Coquimbo, particularmente en zonas cordilleranas donde la temperatura puede ser muy baja”, precisa el científico, Dr. Daniel Valenzuela.
Trabajo en terreno
El proyecto de investigación contempla dentro de sus actividades dos campañas en la Antártida, durante los veranos de los años 2023 y 2024. El Dr. Carlos Henríquez indica que “la primera campaña se centrará en la recolección de muestras para la caracterización de las propiedades mineralógicas y fisicoquímicas de los suelos y sus comunidades microbianas asociadas”.
“La segunda campaña se centrará en la recolección de muestras de suelo (de un sitio seleccionado según los resultados obtenidos en la primera campaña) para experimentos en laboratorio. También caracterizaremos la mineralogía del suelo, la fisicoquímica y la composición y actividad de su comunidad microbiana, con el fin de establecer la línea de base para los experimentos de laboratorio”, agrega.
Cabe mencionar que los análisis serán realizados en el Laboratorio de Biohidrometalurgia de la Universidad del Estado de Sao Paulo. Asimismo, se debe destacar que el proyecto “Microbial-based copper solubilization from chalcopyrite in Antarctic soils” implica un trabajo conjunto donde INACH proveerá la logística necesaria para el traslado desde el continente hacia la Antártida, junto con la estadía en sus dependencias. Asimismo, un grupo científico colaborará desde sus experticies: Dr. Carlos Henríquez, investigador del CEAZA; Dr. Teodoro Coba de la Peña, investigador de CEAZA; Dr. Daniel Valenzuela, co-investigador principal del proyecto de la Universidad Bernardo O`Higgins; MSc. Dharma Reyes de Heriot-Watt University y la Dra. Dennise Bevilaqua de la Universidad Estatal de Sao Paulo.
Cambio climático
Es importante destacar que la presente investigación también contribuirá a entender “la estructuración de la comunidad bacteriana como respuesta al cambio climático. Es muy probable que las comunidades microbianas muestren respuestas rápidas y significativas en estructura, actividad y diversidad a los cambios previstos por los escenarios actuales de cambio climático. Estas bien pueden ser las respuestas biológicas más inmediatas al cambio ambiental, lo que hace que las comunidades microbianas sean importantes como indicadores de alerta temprana de los cambios ecológicos”, afirma el Dr. Carlos Henríquez.