La historia ha visto a la minería como un trabajo que requiere mucha maquinaria pesada y mano de obra.Durante miles de años, ha sido necesario extraer materiales valiosos del suelo para el progreso humano.Ese desarrollo ha llevado a métodos alternativos para recuperar dichos recursos de la Tierra u otros cuerpos celestes.Esta nueva tecnología se basa en bacterias, socios simbióticos que han estado con nosotros durante miles de años.Experimentos recientes de la ESAbiobloqueoLos equipos de investigación muestran que este proceso, conocido como “biominería”, puede ser la forma más efectiva de recolectar material del espacio.
El nuevo estudio no es el primer experimento Biorock basado en el espacio.En 2019, el equipo demostró que los elementos de tierras raras (REE) se pueden extraer mediante biopelículas adheridas al basalto, un tipo de roca ígnea que también existe en Marte y la Luna.REE se encuentra en casi todas partes de la Tierra, pero solo en cantidades muy pequeñas.Aunque se usa ampliamente en una variedad de procesos industriales y productos de alta tecnología, la minería con métodos tradicionales es prohibitivamente costosa en la mayoría de las regiones.
Sin embargo, REE no fue el único material de interés para el experimento Biorock.Aunque no es un elemento de tierras raras per se, el vanadio también se usa ampliamente en el fortalecimiento del acero, en la fabricación de dispositivos superconductores y en procesos industriales, incluidas las baterías.Los datos sobre las colecciones de vanadio fueron el foco del nuevo documento, pero esos datos se recopilaron al mismo tiempo que los datos originales de REE.
En el estudio se utilizaron tres tipos diferentes de bacterias: Sphingomonas desiccabilis, Bacillus subtilis y Cupriavidus metallidurans.Los astronautas los alimentaron con un tipo de sustrato de roca conocido como R2A, un medio de crecimiento conocido para los tres tipos de bacterias.En lugar de romper el basalto como lo hacen en los biorreactores a gran escala, los experimentadores utilizaron piezas delgadas de basalto recolectadas en canteras en Islandia, muy similares al basalto que se encuentra en la Luna y Marte.
Después de la preparación para el vuelo y el aterrizaje en la ISS, los astronautas introdujeron las muestras en la ISS.Incubadora KUBIK.Dos contenedores experimentales comenzaron a girar para simular la gravedad de Marte y la Luna.Un tercer contenedor estaba anclado a la estación espacial y el otro era un control en el Centro de Investigación Ames de la NASA.Los investigadores también colocaron una cámara “estéril” libre de bacterias en ambos lugares y en todos los niveles de gravedad.Estos simplemente se usarán como “controles” para experimentos para determinar cuánto vanadio se ha extraído del basalto por la presencia de bacterias.
Inicialmente, el equipo pensó que la diferencia en la gravedad marcaría una gran diferencia en la efectividad de las bacterias que recolectan vanadio.La gravedad tiene un efecto esencial en dos procesos hidrodinámicos (sedimentación y convección) que afectan la exposición de las bacterias a los materiales de la matriz.
Pero, sorprendentemente, la gravedad parecía tener poco efecto sobre la eficacia de las bacterias.Las muestras que contenían Sphingomonas desiccabilis y Bacillus subtilis fueron significativamente más efectivas que los controles estériles, produciendo un promedio de 184 % y 283 % más de vanadio en promedio en los tres niveles de gravedad.
Una posible explicación de la falta de efectos gravitatorios es trivial pero esencial. La duración del experimento en sí (21 días) permitió que los microbios estuvieran lo más concentrados posible.Los períodos de crecimiento más cortos pueden mostrar que la sedimentación y la convección tienen un mayor efecto sobre la capacidad de los microorganismos para acceder al material si aún no han saturado completamente el medio.
De cualquier manera, estos experimentos de Biorock son prometedores para el uso de la tecnología de biominería, al menos a pequeña escala, en el espacio.Ampliar el proceso industrial necesario para explotar económicamente la luna o los asteroides sería un gran paso adelante, pero al igual que muchas ciencias e ingeniería, se necesitará más investigación antes de que se pueda demostrar que el proceso es efectivo.Pero un día, habrá barcos en los que los microbios en gigantescos tanques flotantes estarán ocupados masticando las rocas que recogen de los asteroides.
Aprende más:
nasa-Investigadores biominan con éxito vanadio en una estación espacial.
Pioneros de la Microbiología –Minería de vanadio mejorada por microbios y biorremediación bajo microgravedad y gravedad marciana en la Estación Espacial Internacional
Engranaje de corte –La NASA usó microbios para biominar vanadio en la ISS.
UT-Las bacterias que comen metales pueden haber dejado “huellas dactilares” en Marte.
Imagen principal:
Una micrografía de fluorescencia de la biopelícula de Spingomonas desiccabilis que crece en basalto antes de ser lanzada al espacio.
Crédito – ESA