Nos últimos tempos, a biotecnoloxía converteuse nunha alternativa viable para a redución da toxicidade de diversos minerais presentes en solucións acuosas contaminantes. Agora estase evidenciando a posible redución da toxicidade de certos minerais como o uranio, o cobre, o zinc e o cobalto, entre outros.
A pesar de que o emprego de sistemas biolóxicos nos procesos industriais foi usado desde tempos inmemoriais na produción de viño, cervexa ou pan, entre outras aplicacións, é agora cando se publicaron artigos nos que se valora a aplicación de diversos sistemas que permiten a redución da presenza de minerais con elevada toxicidade no medio ambiente.
Se temos en conta, ademais, que as augas que se contaminan con estes minerais acaban, case sempre, en sistemas alimentarios, poderemos entender que a eficacia destes procesos vai determinar o consumo de alimentos cada vez máis seguros.
O sistema considera que, ao existir diversos grupos bacterianos con capacidades oxidativas, pódese conseguir a concentración, o secuestro e a posterior inactivación de diversos minerais tóxicos. O fenómeno coñeceuse desde hai tempo como lixiviación bacteriana, ou bio-oxidación de sulfuros.
Funcionamento do sistema
Este novo sistema pode definirse como un proceso natural de disolución que resulta da acción dun grupo de bacterias, dos xéneros Thiobacillus, Geobacteraceae e Desulfovibrionaceae, con capacidade para oxidar minerais sulfurados. A consecuencia é que se permite a liberación dos metais contidos neles. Durante moitos anos pensouse que era un proceso netamente químico, mediado por auga e osixeno atmosférico. O descubrimento destes microorganismos foi primordial na definición da lixiviación como un proceso catalizado biológicamente.O produto final da biolixiviación é unha solución aceda que contén o metal na súa forma soluble. En consecuencia, pódese concentrar e extraer, co que se pode eliminar do medio ambiente. Ademais, evidenciouse que o uranio se concentra, especialmente, na superficie das células microbianas. Estas evidencias indican que, aumentando a biomasa microbiana, conseguiremos unha retirada dos residuos do medio, cunha posible concentración e extracción posterior.
A tecnoloxía microbiana presenta vantaxes sobre os métodos non biolóxicos, como o feito de que require pouco investimento de capital (as bacterias poden ser illadas do medio natural ou almacenadas en coleccións); ten baixos custos de operación e unha relativa ausencia de contaminación ambiental durante o proceso.
Microorganismos implicados
Novos estudos evidencian a posible redución da toxicidade de determinados minerais como o uranio e o cobreOs microorganismos responsables da disolución dos metais a partir de minerais son, principalmente, organismos quimiosintéticos e autotróficos, capaces de oxidar compostos inorgánicos como ións ferroso (Fe(II)) e xofre, os que lle serven de fonte primaria de enerxía. O carbono necesario para a súa arquitectura celular obteno por fixación de CO2, de maneira similar ás plantas verdes.
Os mecanismos de lixiviación son directos e indirectos. A diferenza é quen xera a oxidación. Se esta é producida por sustancias xeradas biológicamente, denomínase directa. En caso contrario, os microorganismos poden actuar pero non son imprescindibles, polo que se define como indirecta.
O efecto de certos factores ambientais sobre o desenvolvemento e crecemento das bacterias xoga un papel fundamental dentro do proceso. Por este motivo é de moita importancia o control de factores, como o pH, a presenza de osíxeno, a temperatura, a influencia da luz, os requirimentos nutricionais, o tamaño de partícula, e o efecto de inhibidores, entre outros.
A aplicación dos procesos biotecnológicos para a depuración ou recuperación de metais ten numerosas posibilidades. Os microorganismos poden ser utilizados como axentes floculantes ou como colectores nos procesos de flotación de minerais. A capacidade de moitos microorganismos de poder adherirse a superficies sólidas, grazas á interacción existente entre a carga eléctrica da parede celular e as condicións hidrofóbicas, modificando a superficie do mineral, pode permitir o seu flotación e floculación (empregado na separación das fases sólida e líquida).
Outra área de enorme interese é o emprego de microorganismos heterótrofos como ferramenta para a lixiviación de sistemas non sulfurados. Tal é o caso do emprego dun esquema de lixiviación que permitiría incrementar enormemente as reservas explotables de níquel. Tamén o emprego de heterótrofos na lixiviación de menas de manganeso, prata e fosfato podería incrementar o número de reservas para estes minerais de forma importante. O seu emprego radica na enorme vantaxe que achega a súa rápida velocidade de crecemento.
A biodegradación de compostos tóxicos orgánicos representa outro rubro importante de aplicación dos procesos biolóxicos. Debemos lembrar que unha ampla variedade de sustancias, tóxicas e non tóxicas, poden ser descargadas ao medio ambiente como consecuencia das operacións mineiras. Moitos destes compostos son produtos químicos complexos empregados en flotación e en procesos hidrometalúrgicos.
Así mesmo, recoñécese a habilidade de certos microorganismos ou das súas encimas de degradar, baixo certas condicións, cianuro empregado na recuperación de ouro e prata. Un exemplo, a nivel industrial, represéntao a planta de Homestake, en Estados Unidos, que vén funcionando desde 1984 e que emprega unha cepa nativa de Pseudomonas.
Tamén é de potencial importancia o emprego de certas especies vexetais na prospección xeolóxica de xacementos minerais, como na limpeza e recuperación de chans contaminados con ións metálicos pesados. Aínda que o emprego de plantas ou organismos completos escapa á definición de biotecnoloxía, o uso destas permitirá centrar a súa aplicación en áreas onde se ten depósitos de relaves antigos ou en zonas urbanas caracterizadas polo seu alto grao de contaminación.
