Fueron 12 años de experimentos, estudios, pruebas de laboratorios, generación de pilotos, creación de prototipos y testeos a niveles semi-industriales e industriales, pero hoy ya existe la tecnología industrial para producir cobre gracias a bacterias.
Se trata del proceso de biolixiviación en que se utilizan estos microorganismos para extraer el metal rojo de minerales sulfurados de baja ley, a través de un mecanismo en que las bacterias disuelven el hierro y el azufre para liberar el cobre y dejarlo en forma soluble. Este nuevo método es más eficiente y tiene costos menores que los existentes. En su desarrollo, participó el Centro de Modelamiento Matemático (CMM) de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la Universidad de Chile, que trabajó junto a Biosigma, filial de Codelco y creadora de esta tecnología.
Esta empresa nació en 2002 como parte del programa gubernamental Genoma Chile y buscaba aplicar los recientes avances en genómica, proteómica y bioinformática a la minería. En concreto, uno de sus objetivos principales era diseñar tecnologías para obtener metal rojo del mineral de cobre más resistente a altas temperaturas y abundante en la naturaleza: la calcopirita.
Fue justamente ese año que la empresa llamó a un concurso internacional buscando ideas que permitiera llevar a cabo el proyecto Biosigma. Los investigadores del CMM Alejandro Maass y Servet Martínez, junto al biólogo del INTA Mauricio González, presentaron y se adjudicaron la construcción de un laboratorio de referencia en materia bioinformática y de modelamiento matemático. Ese laboratorio se llamó LMBG, hoy conocido como Mathomics.
“Participaron más de 60 propuestas y la del LBMG fue la única propuesta chilena que se mantuvo por más de 12 años trabajando en este proyecto”, recuerda Maass, director del Laboratorio de Bioinformática Mathomics del centro. Además, cuatro universidades japonesas fueron seleccionadas por Biosigma.
Los académicos incorporaron a la investigación los análisis bioinformáticos que dieron origen a las herramientas moleculares que hoy sirven de soporte a las tecnologías de biolixiviación de sulfuros de cobre. Fueron responsables del secuenciamiento y ensamble la selección de bacterias biomineras que la filial de Codelco había elegido por su eficiencia para biolixiviar sulfuros de cobre. Luego, pasaron a una etapa donde el estudio de la expresión de genes dio pistas del funcionamiento de las bacterias en condiciones mineras. En la últimas fases, estudiaron los flujos metabólicos o series de reacciones que ocurren en las células de estos microorganismos y la relación entre ellos utilizando ingeniería metabólica y metabolómica.
“Un producto que protegimos en conjunto con Biosigma en países como Sudáfrica, Estados Unidos, Australia, México, Canadá, Chile y Perú, es una serie de patentes del sistema de biomonitoreo de las pilas de biolixiviación. Se trata de marcadores súper específicos de la presencia de las bacterias seleccionadas por la empresa. Este sistema forma parte hoy de una de las etapas de la tecnología mostrada por Biosigma hace unos días”, explica Alejandro Maass.
En paralelo, la filial de la minera estatal fue escalando el proyecto hasta llegar hoy a las aplicaciones industriales que fueron validadas en la división Radomiro Tomic de Codelco en 2013. En 12 meses, esta prueba recuperó 30% más de cobre fino que los sistemas convencionales, aumentó la rapidez de recuperación del mineral y extrajo –a temperatura ambiente– entre ocho y 14 veces más cobre desde calcopirita que los métodos existentes. Es el final abierto de una historia que aún continúa cuando esta división integre el nuevo método a sus planes de producción a partir del segundo semestre de este año y que significó un avance gigante en los campos de la bioinformática y la matemática del genoma.
“El desafío más importante para todos fue avanzar en temas que se abrían en el mundo en paralelo. Hay que recordar que el genoma humano y las tecnologías de secuenciación datan de fines de los 90 e inicios de 2000 y no siempre estaban las herramientas: había que generarlas, adaptar ideas y a su vez coordinarse muy bien con las necesidades del proyecto”, recuerda Alejandro Maass.
Así, el proyecto no sólo redundó en resultados de investigación que se concretaron en seis patentes, sino también en la formación de capital humano, agrega el director de Mathomics: “Esto permitió generar una masa crítica de jóvenes que fueron de a poco insertándose en doctorados en bioinformática u otros temas en el mundo y generando un grupo de clase mundial en el CMM que ha asumido otros proyectos de igual o mayor magnitud en el tiempo. Muchos de estos jóvenes regresaron a Chile para potenciar áreas de la bioinformática y otro grupo se quedó en centros de bioinformática de primer nivel en Estados Unidos o Europa”.
