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Las bacterias y la minería del cobre
( Publicado en Revista Creces, Julio 1987 )
Biolixiviación. Ese oscuro término representa un conjunto de reacciones químicas que tienen como resultado la disolución de minerales para las bacterias.
Jamás habrían imaginado los curtidos mineros de Río Tinto, España, quienes alrededor de 1670 extraían cobre del agua que fluía de pilas de mineral, que esteproceso recibiría tres siglos después un nombre tan complicado: 

Biohidrometalurgia. La partícula bio se ha agregado a esta palabra porque la disolución del cobre en este proceso es causada por la acción de una comunidad de bacterias que pueden obtener la energía que necesitan a expensas de la oxidación de sustancias inorgánicas. Por esta razón se ha denominado a estos microorganismosquimiolitotróficos (o "devoradores de piedras"). Varios de estos microorganismos pueden además sintetizar sus componentes celulares a partir del anhídrido carbónico del aire, es decir son autótrofos. El hábitat de esta bacteria es muy poco hospitalario para el común de los seres vivos: alta concentración de metales y ácido sulfúrico y en algunos sitios temperaturas superiores a 50 grados Celsius. Aparte desu importancia en las actividades de metalurgia extractiva, se les reconoce hoy participación en la formación de depósitos de sulfuros metálicos y minerales oxidados.


Thiobacillus ferrooxidans

Dentro de este ecosistema, uno de los microorganismos de mayor importancia para la minería es el Thiobacillus ferrooxidans. Esta bacteria de forma algo cilíndrica (ver Figura 1) fue aislada en 1957 deagua de filtraciones en una mina de carbón abandonada en Virginia Oeste, Estados Unidos. T. ferrooxidans vive bien en soluciones ácidas y posteriormente se le ha encontrado en depósitos de sulfuros metálicos, aguas termales y fisuras volcánicas. Es un microorganismo autótrofo que obtiene su energía de la oxidación de hierro y azufre. El hierro debe estar en la forma de ion ferroso Fe2+ el que poracción bacteriana es convertido en ion férrico Fe3+. La oxidación de azufre puede ocurrir con el azufre elemental (S) así como con varias otras moléculas azufradas: sulfuros, tetrationato ( S4 062-) o tiosulfato (S2 032-). El aceptor de la mayor parte de los electrones provenientes de estas oxidaciones es el oxígeno (02). Esta es por lo tanto una bacteria aeróbica. La transferencia de electroneshacia el oxígeno ocurre a través de una serie de etapas con la participación de varias proteínas mediadoras localizadas en y entre las membranas externa e interna que envuelven la bacteria. 

Estos procesos de transferencia de electrones deben estar acoplados de alguna manera a la síntesis de ATP. Este es el compuesto que en general los seres vivos utilizan en procesos químicos que requierenenergía. Los mecanismos de este acoplamiento entre transferencia de electrones y síntesis de ATP no están bien aclarados en este microorganismo pero su estudio ha progresado y atraído el interés de un número creciente de investigadores en años recientes. Esto, porque su dilucidación ayudaría a orientar las manipulaciones genéticas conducentes a mejorar las características que hacen esta bacteria útilen minería y también porque el estudio de estos mecanismos resulta interesante dado que el número de mediadores -unos cinco o seis- es pequeño y se encuentran en concentraciones relativamente altas en la célula, lo que hace a esta bacteria un buen modelo de estudio de estos procesos.

La disolución del cobre de los minerales (lixiviación) por la acción química de Thiobacillus ferrooxidansocurriría a través de dos vías que se han denominado directa e indirecta.
La lixiviación directa comprende el ataque enzimático por la bacteria sobre componentes del mineral que sean susceptibles de oxidación. El producto de oxidación es en general más soluble y es liberado al ambiente húmedo que rodea los fragmentos de mineral.
En la lixiviación indirecta (esquematizada en la Figura 2) por el...