Los procesos de extracción de mineral no son ni completamente eficientes ni capaces de recuperar todos los agentes y químicos empleados. Los efluentes del proceso minero son conocidos como relaves y son generalmente almacenados en reservorios superficiales; en las últimas décadas estos reservorios tienen un gran volumen debido a la explotación en gran escala de minerales de menor ley. Las regulaciones ambientales se han endurecido debido a los riesgos presentes y en el largo plazo relacionados con el almacenamiento de grandes cantidades de metales pesados y químicos. También es importante considerar que los relaves no proveen ningún beneficio financiero a la compañía minera y representan un costo externo a la operación.
Muchos bioprocesos naturales se dan en los relaves; sin embargo, las tazas de bioreacción no son suficientes para cumplir con un esquema extensivo de bioremediación dentro de un marco de tiempo razonable. El nivel actual de la biotecnología ambiental brinda alternativas para explorar y desarrollar una tecnología sostenible de bioremediación con la producción de productos de valor agregado de los relaves convirtiéndolos en materiales renovables.
Los microorganismos y las encimas hacen posible las reacciones de transformación química. La aplicación de estos productos biotransformados es de interés para degradar los metales pesados y los compuestos tóxicos en partículas menores y compuestos menos tóxicos.
Objetivos
La investigación propuesta por Gidahatari está orientada a desarrollar un proceso factible de bioremediación para los resevorios de relaves mineros y su potencial uso en la escala industrial. La investigación trata al principio con la identificación de los bioprocesos más significativos que se dan lugar en un depósito de relaves.
Los microorganismos relacionados con la degradación de los metales pesados y los compuestos tóxicos serán estudiados y usados como base para el desarrollo de procesos de bioremediación. Las condiciones biotecnológicas para los procesos de remediación deben ser caracterizadas a través de procesos analíticos fisicoquímicos. Los productos de la remediación biológica serán evaluados para determinar su valor comercial.
Plan de Trabajo
La investigación propuesta por Gidahatari será realizada en los campos de la ingeniería metabólica que trata con los procesos genéticos y de optimización regulatoria para incrementar la producción en las células de ciertas sustancias. Después de un mapeo bacteriológico de los relaves y de las zonas aledañas, todas las bacterias relevantes en la degradación de los metales pesados y compuestos tóxicos serán indentificados. De las bacterias seleccionadas, los esquemas de reacción de su metabolismo deberán ser documentadas, así como sus limitaciones para actividad bioproductiva con un Análisis Metabólico de Control (AMC).
Un paso esencial en la optimización está basado en la adición de reacciones encimáticas catalizadoras en la red metabólica. La investigación se llevará a cabo bajo condiciones in-vivo con el fin de entender los trayectos metabólicos y recolectar datos suficientes de las reacciones cinéticas para desarrollar un modelo matemático del proceso. Una vez que las bioreacción es optimizada, esta tiene que ser ampliada para su uso comercial. El diseño de bioreactores en gran escala con diferentes técnicas de medición e inspección es esencial. Existe un particular interés en alcanzar la completa automatización del bioreactor asi como la medición en línea.
Aplicación de la Bioremediación
Los resultados de la investigación en bioremediación de relaves deben ser un punto de inicio para Gidahatari en la ampliación de la biotecnología en la aplicación minera. Los potenciales productos comerciales de la bioremediación también serán analizados.
