El papel de la biotecnología en la minería y los minerales

A medida que la demanda mundial de metales sigue creciendo año tras año, la necesidad de una minería intensiva no muestra signos de desaceleración. De hecho, algunos informes prevén que la producción de metales para baterías aumente un 500% de aquí a 2050. Esta demanda sin precedentes también se enfrenta a un doble problema de suministro: la lentitud con la que se ponen en marcha nuevas explotaciones mineras y el problema general de la baja ley del mineral en todo el mundo que ha surgido en las últimas décadas.

En términos generales, la biotecnología implica el uso de procesos facilitados por células o sus componentes para lograr un objetivo final específico. En el sector minero, se han propuesto o establecido biotecnologías para una serie de aplicaciones, entre las que destacan el pretratamiento (biooxidación) con microbios de materiales refractarios que contienen oro o cobre antes de la cianuración, y el uso de surfactantes microbianos para extraer altos rendimientos minerales de menas de baja calidad.

De hecho, las variaciones del primer bioproceso han tenido éxito comercial desde los años sesenta. La biolixiviación in situ, por ejemplo, se utilizó en Canadá en la década de 1970 para recuperar uranio de minas profundas, y se calcula que sólo en la mina Denison se extrajeron 300 toneladas adicionales de uranio tras la fase principal de extracción mediante biolixiviación. Del mismo modo, cuando se utiliza en biorreactores de tanque agitado que se configuran como sistemas de alimentación continua, la biooxidación puede ayudar a procesar de 40 a >8.000 toneladas de concentrado al día, como se demostró por primera vez en la mina Fairview de Barberton (Sudáfrica) en 1986. El proceso de oxidación bacteriana en línea BIOX de Metso Outotec es quizá la solución biotecnológica más extendida a largo plazo, con presencia en más de 13 plantas, y el análogo BACOX de BacTech Environmental, con sede en Toronto, también ha cosechado un éxito significativo en las explotaciones auríferas sudamericanas.

En todos estos casos, el uso de microorganismos en iniciativas mineras se describe como muy ventajoso: se consideran rentables y respetuosos con el medio ambiente, con menores huellas de carbono y capaces de liberar (en algunos casos, selectivamente) metales valiosos a partir de materiales complejos que, de otro modo, serían recalcitrantes a las técnicas pirolíticas e hidrometalúrgicas estándar.

Así pues, los últimos avances biotecnológicos tratan de utilizar microorganismos para procesar residuos sólidos, extraer metales de minerales oxidados y recuperar metales de forma selectiva de aguas de proceso y flujos de residuos. El reciclado de residuos electrónicos urbanos, respectivamente, reviste especial interés por su alto contenido en metales y su accesibilidad. En un estudio de laboratorio realizado en Suiza, la lixiviación de chatarra electrónica de grano fino en concentraciones de 5 y 10 g/L, respectivamente, con Thiobacilli (bacterias) permitió recuperar el 90% del aluminio, cobre, níquel y zinc disponibles a 30°C.

Aunque es innegable que estos resultados dependen del microorganismo y de las condiciones, muestran recuperaciones comparables a ciertas técnicas hidrometalúrgicas de la literatura de patentes (hasta el 92%) sin necesidad de los ácidos fuertes y las temperaturas intensivas en energía (>60°C) de estas últimas. Dado que los canadienses generan unas 725.000 toneladas de residuos electrónicos al año, uno de los flujos de residuos que más rápido crece en el mundo, con unos 10.000 millones de dólares en oro, platino y otros metales preciosos, así como en pilas, que se vierten en todo el mundo, según un nuevo informe de la ONU, es necesario desarrollar técnicas de biorreciclaje.

Sin embargo, a pesar de la promesa y el éxito de las biotecnologías, su adopción en los flujos industriales ha sido relativamente escasa. Diversos estudios sugieren que se trata de un problema multifactorial, pero que en líneas generales está relacionado con el planteamiento de la innovación como solución a los problemas del sector, ya que hay poco margen para mejorar la rentabilidad mediante la diferenciación de los productos. En otras palabras, los motores predominantes de la innovación son la búsqueda de procesos mejorados que puedan reducir el riesgo y los costes (de las operaciones actuales o del desarrollo de nuevas minas) y el aumento de la productividad de los activos.

En consecuencia, las innovaciones biotecnológicas deben ser algo más que simples alternativas ecológicas a los procesos convencionales; deben superar o igualar la eficacia de sus análogos químicos, permitir una adopción incremental para reducir el riesgo de fracaso y ser muy rentables a escala e implementar (con preferencia por soluciones "atornilladas" o "en línea"). Esto requiere espacios para crear prototipos y demostrar su eficacia mediante la recopilación de datos irrefutables, pero también requiere que los agentes del conocimiento defiendan y socialicen soluciones candidatas que sean viables en todo el sector.

Por último, los obstáculos que impiden la adopción masiva de soluciones biotecnológicas prometedoras en la minería y el tratamiento de minerales no son desconocidos para los profesionales del sector. Las soluciones que ofrecen un rendimiento fácilmente cuantificable de la inversión, una alteración manejable de los procesos existentes y una inversión mínima en capital humano y mejora de las cualificaciones tenderán a imponerse. Los sistemas "llave en mano" o "como servicio" que demuestren su valor desde el principio pueden allanar el camino a una afluencia de técnicas basadas en la biología que aporten grandes beneficios al sector.