Avance revolucionario: las bacterias ayudan en la economía circular de las tierras raras
Reciclaje de tierras raras con biomasa: Cepas de cianobacterias no investigadas hasta ahora pueden adsorber metales
Los metales de tierras raras son esenciales para innumerables aplicaciones de alta tecnología. En colaboración con la Universidad de Ciencias Aplicadas de Kaiserslautern, un equipo de investigadores de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) ha logrado reciclar estos valiosos metales a partir de soluciones acuosas utilizando cepas de bacterias no investigadas hasta ahora.
El profesor Thomas Brück tomando muestras en el fotobiorreactor de la Cátedra Werner Siemens de Biotecnología Sintética. Los investigadores utilizaron estos biorreactores para producir biomasa de las cepas de cianobacterias del estudio.
© Andreas Heddergott / TUM
Turbinas eólicas, convertidores catalíticos, cables ópticos y monitores de plasma: Todos ellos contienen metales de tierras raras. Dado que estos 17 elementos metálicos son indispensables para las tecnologías modernas, su coste y su demanda no dejan de aumentar. Los yacimientos explotables son limitados y su producción suele ser difícil y perjudicial para el medio ambiente. Reciclar estos recursos de la forma más eficiente posible, por ejemplo recuperándolos de las aguas residuales industriales generadas en campos como la minería, la electrónica y los catalizadores químicos, es claramente beneficioso.
Los investigadores de la TUM han acercado estos codiciados metales un gran paso hacia la Economía Circular: Los científicos investigaron varias cepas de cianobacterias para determinar su potencial para adsorber metales de tierras raras de soluciones acuosas, y tuvieron éxito. "Otra gran ventaja es que el proceso es reversible", explica el profesor Thomas Brück, de la Cátedra Werner Siemens de Biotecnología Sintética de la TUM. "Esto significa que podemos lavar los metales de la solución y luego reutilizar la biomasa".
Bacterias encontradas en hábitats extremos
Brück y sus colegas determinaron el potencial de doce cepas de cianobacterias para lo que se denomina "biosorción" de los metales de las Tierras Raras lantano, cerio, neodimio y terbio. Nunca se había investigado el potencial biotecnológico de la mayoría de estas cepas. Se encuentran en hábitats con condiciones ambientales duras, por ejemplo en los desiertos de Namibia, los lagos de sosa de Chad, las grietas de las rocas en Sudáfrica y los arroyos contaminados de Suiza.
Como demostraron los científicos en pruebas de laboratorio, las cianobacterias investigadas son capaces de adsorber cantidades de metales de tierras raras equivalentes a un diez por ciento de su masa seca. El autor principal, Michael Paper, afirma: "La biomasa de las cianobacterias tiene una elevada proporción de compuestos azucarados con cargas negativas. Éstos atraen iones metálicos cargados positivamente, que se unen a la biomasa".
Rápido y eficaz
Los investigadores también observaron que la biosorción de metales de tierras raras por cianobacterias es posible incluso con bajas concentraciones de los metales. El proceso también es rápido: Así, por ejemplo, la mayor parte del cerio contenido en una solución se fijó a los cinco minutos de iniciarse la reacción.
Ahora, en un proyecto posterior, los científicos planean realizar más experimentos a mayor escala para mejorar aún más la aplicación industrial de los resultados.
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