Descubren una bacteria comedora de uranio en antigua mina de la Unión Soviética
Una bacteria hallada en una antigua mina de uranio de la antigua Unión Soviética demostró por primera vez su capacidad para transformar uranio disuelto en agua contaminada en un mineral estable. El hallazgo permitió eliminar cerca del 95% del uranio presente en las muestras tras 130 días de experimentos y podría impulsar nuevas estrategias para la descontaminación ambiental.
El descubrimiento forma parte de un estudio elaborado por investigadores del Centro Helmholtz Dresden-Rossendorf (HZDR), en Alemania, junto con la Universidad de Granada, en España. La investigación se publicó el 4 de mayo en la revista científica Nature Communications.
Los científicos centraron el estudio en la antigua mina Schlema-Alberoda, explotada por la empresa Wismut GmbH en la entonces Alemania Oriental bajo influencia soviética. La operación minera terminó en 1990 tras la reunificación alemana.
Después del cierre, el sitio quedó inundado por agua subterránea. Desde entonces requiere tratamiento permanente debido a las elevadas concentraciones de uranio disuelto.
A pesar del ambiente radiactivo, la mina alberga una comunidad de microorganismos adaptados a condiciones extremas. Los investigadores buscaron determinar si esas bacterias influían en el comportamiento químico del uranio presente en el agua.
Para desarrollar el experimento recolectaron muestras en la entrada de la planta de tratamiento de la mina. Luego recrearon en laboratorio las condiciones naturales del subsuelo, donde existe muy poco o ningún oxígeno.
Posteriormente añadieron glicerol, una fuente de carbono utilizada como alimento por las bacterias.
La microbióloga Evelyn Krawczyk-Bärsch, coautora del estudio, explicó que investigaciones anteriores ya demostraban que estos microorganismos podían utilizar el uranio disuelto en su metabolismo cuando recibían glicerol. La nueva investigación confirmó además que también logran convertir ese uranio tóxico en un compuesto químico estable.
¿Cómo logran estabilizar el uranio?
Durante el experimento, las bacterias transformaron el uranio en un estado químico poco común denominado pentavalente.
La valencia describe la forma en que un átomo puede unirse con otros elementos. Normalmente el uranio aparece en estados de oxidación +4 o +6. La forma +5 resulta poco frecuente y suele existir durante un periodo muy corto.
En ese estado, el elemento modifica la manera en que interactúa con otros átomos. Esa característica facilita que quede atrapado dentro de minerales estables y disminuye su movilidad en el agua.
En presencia de las bacterias, el uranio pentavalente reaccionó con hierro y oxígeno hasta formar el compuesto FeU(V)O₄.
Los investigadores conocían la existencia de ese mineral en laboratorio. Sin embargo, esta investigación aportó la primera evidencia de que puede formarse de manera natural con ayuda de microorganismos.
Los análisis también revelaron que el uranio no permaneció únicamente adherido a las paredes celulares de las bacterias.
Gran parte del elemento conservó el estado pentavalente. Esa condición favoreció la formación del compuesto estable cuando las muestras de agua se secaban y entraban en contacto con el oxígeno.
Al finalizar los 130 días de incubación con glicerol, apenas cerca del 5% del uranio original seguía disuelto en el agua.
En el fondo de los recipientes apareció un precipitado oscuro, una sustancia sólida formada durante la reacción química, mientras el agua permaneció transparente.
Una posible herramienta para descontaminar zonas afectadas
La contaminación por uranio representa un problema ambiental en distintas regiones del mundo, sobre todo en áreas con antecedentes de explotación minera.
Cuando el metal permanece disuelto en el agua puede desplazarse por el suelo hasta alcanzar acuíferos, lo que incrementa los riesgos para los ecosistemas y para la salud humana.
Los investigadores señalaron que los métodos biológicos de descontaminación se estudian desde hace décadas como alternativas más económicas frente a los tratamientos físico-químicos tradicionales.
Estudios anteriores ya indicaban que estas estrategias reducen de forma importante la cantidad de uranio disuelto sin producir residuos secundarios.
No obstante, el equipo advirtió que todavía hacen falta nuevas investigaciones para establecer el alcance real de esta tecnología.
Los autores indicaron que los experimentos se desarrollaron bajo condiciones geoquímicas específicas. Aun así, consideran que los procesos observados podrían aplicarse a otras aguas contaminadas con uranio.
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