AISLAMIENTO Y CULTIVO DE MICROORGANISMOS AUTOCTONOS DE UN MINERAL DE CALCOPIRITA

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1 UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS DEPARTAMENTO DE CIENCIA DE MATERIALES E INGENIERIA METALURGICA METALURGIA EXTRACTIVA AISLAMIENTO Y CULTIVO DE MICROORGANISMOS AUTOCTONOS DE UN MINERAL DE CALCOPIRITA Horacio Rafael Cortez Condori INFORME DE ACTIVIDADES Durante el período Noviembre de 2004 a abril de 2005 Madrid, mayo de 2005

2 I. INTRODUCCIÓN Durante la estancia en el Grupo de Investigación de Metalurgia Extractiva y en el marco del aprendizaje programado, se desarrollaron las siguientes actividades: 1. Metodología de investigación. 2. Manejo del equipamiento e instrumental de laboratorio correspondiente a la línea de investigación. 3. Interacción con un centro especializado a cargo de una profesional entendida en la materia. 4. Comprensión y empleo de nuevos recursos de investigación. 5. Extras 1. Metodología de investigación. La enseñanza de la metodología estuvo a cargo de una tutora (Camino García, PhD en Química) y complementado por estudiantes de Tercer Ciclo que realizaban trabajos de investigación relacionados con el tema (Segundo Aguilar, que trabajaba en Biolixiviación de residuos que contienen oro, y Pedro Delvasto, trabajando en Caracterización fisicoquímica y microbiológica de un mineral hematítico ). La instrucción partió de la recopilación de antecedentes (artículos científicos) publicados en el portal científico de la red denominado Science Direct, al cual se tuvo acceso desde las terminales informáticas que el grupo de investigación posee en sus instalaciones. Además, se utilizaron desde textos de las bibliotecas de la UCM hasta la consulta a los profesores y estudiantes de Tercer Ciclo del centro. 2. Manejo del equipamiento e instrumental de laboratorio correspondientes a la línea de investigación. La capacitación estuvo a cargo tanto de profesores como de estudiantes de Tercer Ciclo, tanto en la normativa básica de uso como de seguridad, puesto que la mayoría del equipamiento e instrumental eran nuevos o diferentes para el autor del presente informe.

3 A continuación se ilustra la mencionada capacitación: - Medida de ph y potencial redox, de disoluciones y pulpas, mediante un ph-metro convencional. - Acondicionamiento del medio físico para el crecimiento de microorganismos en pulpas y en medio acuoso con control de temperatura y de velocidad de agitación (aireación). Se utilizó un agitador orbital.

4 - Acondicionamiento de material y reactivos (medios de cultivo e instrumental), para lograr total esterilidad. Se utilizó un autoclave. - Inspección y toma de muestra de cultivos microbianos tanto en medio sólido como líquido. Para su monitoreo y evaluación se emplearon las técnicas microbiológicas adecuadas.

5 - Siembra y resiembra de cultivos microbianos en medio sólido y líquido mediante el uso de las técnicas de microbiología adecuadas. - Monitoreo de poblaciones microbianas, en medio líquido y sólido, mediante observación al microscopio. Se utilizó un microscopio de luz transmitida con contraste de fases.

6 3. Interacción con un centro especializado a cargo de una profesional entendida en la materia. El centro especializado con el que se interactuó fue el laboratorio de Ciencias Ambientales de la Universidad Alfonso X El Sabio, con la finalidad de profundizar en los cuidados y procedimientos de tratamiento de microorganismos; los temas abordados fueron la preparación del material y reactivos, su conservación antes y después de su utilización y, finalmente, su adecuada utilización final. A continuación, se muestra, de forma general, el laboratorio a que se tuvo acceso. 4. Comprensión y empleo de nuevos recursos de investigación. Se identificaron diferentes especies de bacterias mediante el uso de un Microscopio Electrónico de Barrido (MEB) para lo cual, previamente, se realizó la preparación de las muestras mediante una técnica de deshidratación de bacterias utilizando acetona y anhídrido carbónico. Parte de la experimentación no fue exitosa en un principio por lo que se procedió a la replica del mismo, especialmente en el caso del aislamiento de microorganismos.

7 5. Extras. Se pudo acceder durante la estancia en la Universidad Complutense de Madrid a clases teórico-prácticas de diferentes materias (Obtención de Materiales y Corrosión), con la finalidad de complementar los conocimientos adquiridos por el autor en el país de origen. II. RESULTADOS RELEVANTES 1. Respecto a la Metodología de trabajo, se ampliaron los conocimientos que se deben poner en juego cuando se trabaja con minerales y los microorganismos asociados, sus efectos beneficiosos y perjudiciales. Los cuidados que se deben tomar en el momento de elegir un determinado procedimiento deben estar soportados en la experiencia de otros investigadores en el área. Mucho más si trata de seres vivos (microorganismos) que aún habiendo sido sometidos a procesos de estrés tan enérgicos como la molienda, la flotación en presencia de reactivos orgánicos, el cambio de condiciones ambientales en el proceso de beneficiado, tienen una sorprendente capacidad de adaptación. 2. En cuanto a lo que se refiere a la capacitación para manipular nuevos y/o diferentes equipos, es de una gran utilidad para complementar la metodología de investigación y es siempre una ventaja poder aplicar técnicas ya conocidas con estos equipos y los novedosos criterios relacionados con los mismos. 3. Haber interactuado con un centro especializado es una gran ventaja puesto que permite comprender mejor, y con una visión complementaria, los fenómenos que se suceden en biolixiviación y ayuda a incluir técnicas microbiológicas que complementen los procesos de la Metalurgia Extractiva tradicional, que por otra parte, en Bolivia no son muy conocidos ni difundidos. 4. Los nuevos recursos de investigación, en el trabajo con microorganismos y minerales, permitieron aislar e identificar una especie (Leptospirillum ferrooxidans) que no se esperaba hallar antes de las pruebas, de acuerdo con los antecedentes bibliográficos que sólo contemplaban a las especies Acidithiobacillus ferrooxidans y Acidithiobacillus thiooxidans.

8 Realizando pruebas adicionales de adaptación de los cultivos a ambientes de mayor temperatura, se determinó que Leptospirillum ferrooxidans era la única de las tres especies mencionadas anteriormente que soportaba éste cambio, lo que llevó a pensar que es un microorganismo con posibilidades de amplia utilización en la oxidación de minerales piritosos en climas tropicales. Cultivo y aislamiento de microorganismos hierrooxidantes, en placa. Microorganismos presentes en el cultivo sólido (Leptospirllum ferrooxidans).

9 Especies microbianas predominantes en el cultivo en medio nutriente Norris a 35 ºC Especies microbianas predominantes en el cultivo en medio nutriente Norris a 45 ºC 5. La asistencia a las clases de las materias (Obtención de materiales y Corrosión) impartidas en la Facultad de Ciencias Químicas fue de complementación de los conocimientos de que se disponía así como de actualización de los mismos.