Definicion del proceso

Un proceso de bio-metalurgia se produce de la bio-oxidación de compuestos minerales que constituyen sustratos de microorganismos a fin de permitir su solubilización y separación, caracterizado por comprender las siguientes etapas:

(a) Acondicionar el mineral con la cantidad de ácido que a priori se determine como más conveniente a fin de neutralizar el mineral, evitar la compactación y proveer la acidez adecuada para los microorganismos, pudiendo esta cantidad de ácido estar contenida en el menor volumen posible de una solución o tomar contacto con el mineral a través de vapores ácidos, de modo de acidificar homogéneamente el mineral introduciendo en el sistema la menor cantidad de agua posible.

(b) Adicionar un inóculo microbiano con capacidad de oxidar los compuestos minerales de interés, o enriquecer la flora microbiana propia del mineral.

(c) Posibilitar la pérdida espontánea o inducida del eventual exceso de agua mediante evaporación, o por secado con corrientes de aire.

(d) Mantener el sistema durante el tiempo necesario para que aquellas partículas de sustrato que tienen al menos un microorganismo adherido sean transformadas.

(e) Lavar el mineral a fin de solubilizar el o los compuestos oxidados y

(f) Separar las soluciones de lavado sólido remanente. La presente invención se refiere a un proceso en el cual se produce la bio-oxidación de compuestos minerales que constituyen sustratos de microorganismos a fin de permitir su solubilización y separación.

Gracias a la utilización de bacterias que actúan en la degradación de metales, un científico del Conicet plantea un nuevo método para la explotación minera que ayuda a evitar el impacto de la contaminación. Tecnología y conciencia ecológica para el futuro.

Esencial dentro del desarrollo energético de un país, la minería es también una de las actividades industriales que mayor incidencia provoca sobre el medio ambiente y la calidad de vida de las personas que habitan en las zonas aledañas a una explotación. Con el fin de mitigar este impacto, un especialista del Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales ( Cindefi ), perteneciente al Conicet , aboga por la puesta en marcha de un nuevo modelo de gestión: la biominería. Si bien algunas actividades mineras no pueden ser fácilmente reemplazables, para el investigador Edgardo Donati, esta alternativa cada vez puede ser más tomada en cuenta. La idea es utilizar microorganismos en los diferentes aspectos de la explotación de los minerales. El proceso de tratamiento de los metales abarca desde la concentración de las especies de interés (a través de la bioflotación), pasando por la recuperación de los elementos presentes en ellas (biolixiviación y biooxidación), hasta su acción en tareas de remediación ambiental.

Este avance tecnológico y ecológico propuesto por Donati viene a acompañar la creciente resistencia popular a la instalación de minas contaminantes, como fue el caso de los habitantes de Esquel en contra de una explotación de oro cerca de la ciudad. Del otro lado, las empresas solían argumentar que estudios de riesgo ambiental y la aplicación de métodos preventivos o remediadores de las emisiones, desechos y residuos, solían encarecer sustancialmente las operaciones, hasta hacerlas inviables en muchos casos. La idea de este científico argentino puede convertirse en un aporte clave para el futuro de la actividad. «Es aquí donde el control del Estado y de la sociedad bien informada resulta indispensable», aseguró el doctor en ciencias químicas, al tiempo que aseguró que «el compromiso de los sectores científicos y tecnológicos debería traducirse en el desarrollo de tecnologías más limpias o procesos de tratamiento de emisiones y residuos más confiables y baratos».

¿Qué es la biominería? El término se empezó a usar, según dio cuenta el especialista, en torno de uno de los metales cuyo uso intensivo por la humanidad lleva más de 4000 años: el cobre, que tiene múltiples aplicaciones, como la de ser conductor eléctrico. Este metal, debido a su uso intensivo durante tantos años, pocas veces se encuentra en la naturaleza bajo forma metálica; en general se lo localiza como parte de diferentes minerales, como aquellos a los cuales está asociado el azufre (sulfuros). La explotación clásica de este tipo de minerales se realiza a través de la pirometalurgia donde el mineral es tostado a altas temperaturas y posteriormente reducido al metal. Esta metodología no sólo es inviable económicamente para minerales con bajo contenido en metal, sino que es altamente contaminante, ya que libera enormes cantidades de dióxido de azufre, que es uno de los gases involucrados en la llamada «lluvia ácida».

El uso de metodologías que funcionen a bajas temperaturas y con soluciones acuosas capaces de extraer el metal de los minerales -lixiviar- es claramente preferible desde el punto de vista de su rentabilidad y de su impacto ambiental. No obstante, hace algo más de medio siglo se descubrió que la hidrometalurgia (como es llamado este último proceso) debería llamarse en realidad biohidrometalurgia.

En los primeros tiempos, una bacteria aeróbica llamada Acidithiobacillus ferrooxidans fue identificada como la responsable de la actividad lixiviante. El mecanismo de acción bacteriana consiste básicamente en transformar sulfuros, que no se solubilizan en medios acuosos, en sulfatos que se disuelven fácilmente en soluciones acuosas. La capacidad de aquella bacteria para crecer en presencia de ácidos y de altísimas concentraciones de metales, sumado a que no necesita fuentes orgánicas para procurarse carbono y que crece a temperaturas moderadas, la hace ideal para los procesos de recuperación de metales a partir de minerales. Con el advenimiento de las nuevas técnicas de la biología molecular, se ha comprobado que existen varias decenas de otras bacterias y de arqueas asociadas al proceso en el cual interviene el Acidithiobacillus ferrooxidans.

Por este proceso, también es posible recuperar otros metales como cobalto, níquel, cinc, entre muchos otros. La aplicación comercial de esta metodología -biolixiviación- suele hacerse regando «pilas» (acumulaciones de mineral previamente triturado) con soluciones de ácido sulfúrico; las bacterias existentes en los minerales liberan al metal del mineral que finalmente es recuperado a partir de las soluciones que emergen de la parte inferior de la pila. El cobre es el metal que se recupera en mayor medida por esta metodología. Chile, que comparte la cordillera y sus recursos mineros con nuestro país, es el mayor exportador mundial de cobre y obtiene aproximadamente el 30 por ciento por biolixiviación. De todos modos, la más importante aplicación comercial de la biominería es la biooxidación.

Este proceso es aplicable a minerales refractarios de oro en los cuales éste se encuentra incluido dentro de una matriz mineral de sulfuros, lo cual dificulta su posterior recuperación. La acción de las bacterias elimina esta matriz liberando al oro y haciendo así más eficaz su recuperación y con una marcada disminución del gasto en cianuro que, en caso contrario, es consumido por hierro y cobre que suelen estar presentes en la matriz de sulfuros.

«La biooxidación se realiza frecuentemente en grandes tanques agitados a los cuales se agregan los microorganismos, las soluciones acuosas, con un mínimo de sales requeridas por los microorganismos, y el mineral. Posteriormente, el mineral es expuesto a cianuraciones para lixiviar el oro», explicó Donati.
Los procesos biológicos que en conjunto se denominan biorremediación, son de variada naturaleza; los más relevantes son la bioprecipitación -formación de compuestos no solubles entre metales y metabolitos generados por ciertos microorganismos- y biosorción -retención de los metales a diferentes partes de los microorganismos a través de diferentes fenómenos. Obviamente, también pueden utilizarse para el tratamiento de contaminaciones con metales generados en otros procesos industriales. Donati concluye observando que, en forma simultánea o independiente a la biorremediación, es posible utilizar plantas para la estabilización o la extracción de metales desde suelos contaminados, tecnología conocida como fitorremediación.