Microbios, los mineros del futuro

Se está investigando en el campo de la forma menos costosa para extraer cobre, se llamaría la minería del futuro, y se utilizarían bacterias.

En Chile, un grupo de científicos está utilizando las bacterias para extraer cobre, un mineral del que depende en gran medida la economía del país.

Este metal se originó hace millones de años dentro de la Tierra y a través de una serie de procesos geológicos se fue acercando a la superficie.La demanda de cobre aumenta constantemente. El cobre tiene múltiples usos. Se emplea en la fabricación de cables eléctricos y líneas telefónicas, en techos, en joyería y hasta en suplementos nutritivos.

Para extraerlo, normalmente hace falta excavar.

Luego, para separar el cobre del resto del material rocoso hay que molerlo, pulverizarlo, someterlo a altísimas temperaturas y añadirle compuestos químicos tóxicos.

Estos métodos convencionales emplean grandes cantidades de energía, lo cual los hace costosos, y por lo tanto se usan sólo en sitios donde se cree que la concentración de cobre es lo suficientemente elevada como para justificar el gasto de su extracción.

Estos sitios no abundan, y es por esta razón que los microbios pueden llegar a cumplir un rol crucial para obtener de una manera más económica y efectiva este metal, que representa cerca del 70% de las exportaciones chilenas.

Microbios al rescate

En el pasado había depósitos que contenían hasta un 30% de cobre. Ahora, muchos tienen una concentración de entre un 1% y un 1,8%.

Pero incluso cuando se calcula que una mina contiene rocas con una alto grado de concentración, el material que se obtiene no siempre es bueno.

Esto, hasta la llegada de los mineros en miniatura: los microbios.

Biosigma es una empresa de biotecnológica establecida por Codelco, una corporación estatal chilena y la compañía de minería de cobre más grande del mundo, junto la con la japonesa Nippon Metals & Mining.

Basada en las afueras de Santiago, Biosigma es una de las pocas compañías de biominería que hay en el mundo.

En el laboratorio principal, químicos y biólogos en delantales blancos y anteojos protectores trabajan transfiriendo coloridos líquidos de botellones a tubos de ensayo y llevando a cabo numerosas pruebas frente a un horno abierto.

Todas las probetas, los contenedores y los tanques están llenos de microbios: las bacterias Acidithiobacillusferrooxidans y Acidithiobacillus thiooxidans sirven para mejorar la extracción del cobre y reducir los costos operativos.

"Sabemos que los métodos convencionales de minería no se usan para los materiales con baja concentración, que sencillamente se descartan.

Por eso la única manera de extraer cobre de ellos es aplicando nuevos conocimientos y técnicas, en este caso, biotecnología", explica Ricardo Badilla, director ejecutivo de Biosigma.

Mediante el uso de bacterias se puede extraer hasta un 90% del metal en un socavón, en vez de sólo un 60%, añade.
Técnica
¿Pero cómo ayudan los microbios a extraer el cobre de la roca?

La clave del éxito está en usar los microorganismos que están presentes naturalmente en las minas.

"Estas bacterias no necesitan mucho para hacer su trabajo. Usan aire, oxígeno y CO2, y usan el mineral mismo como fuente de energía", explica Pilar Paddar, directora de Investigación y Desarrollo de Biosigma.

"Estas bacterias no necesitan mucho para hacer su trabajo. Usan aire, oxígeno y CO2, y usan el mineral mismo como fuente de energía"


Pilar Paddar, Directora de Investigación y Desarrollo de Biosigma

Si dejas una mina sola, los microorganismos eventualmente liberarían el cobre de las rocas, pero eso llevaría cientos de años, añade.

Para acelerar el proceso, los científicos usan la biolixiviación.

Las rocas que contienen cobre se colocan dentro de una fuente con ácido. Después se le añaden las bacterias que cambian esta solución que desarma la roca y libera el cobre en forma líquida.

Después de un proceso electroquímico especial, se lo transforma en metal sólido para que pueda usarse en las distintas aplicaciones industriales.
La minería del futuro

Algunos llaman a la biominería la minería del futuro.

De hecho, es mucho más económica y verde que la minería tradicional: genera menos emisiones de CO2 y consume menos agua que la tecnología convencional.

Además, las sustancias químicas tóxicas utilizadas en la minería tradicional pueden ser muy dañinas para el medio ambiente. Mientras que con la biomninería no hay riesgo de accidentes, ya que las bacterias están presentes en los minas y no son patógenas.

La biominería ya se practica en varios países, incluyendo Sudáfrica, Brasil y Australia. En total, cerca del 20% de la producción mundial de cobre se obtiene mediante la biolixiviación.

Esta técnica no se limita al cobre, también se emplea para extraer oro y uranio. Igualmente tiene otras aplicaciones: los científicos están investigando cómo usar microbios para limpiar la contaminación que produce la minería.

Pero Gabriel Rodríguez, director de Energía, Ciencia y Tecnología e Innovación del Ministerio de Relaciones Exteriores de Chile, dice que se necesita ayuda para desarrollar esta tecnología.

"Todavía no hay suficientes microorganismos para hacer el trabajo. Hace falta más investigación", afirma.

"Esa es la apuesta que Chile ha estado haciendo en los últimos años. Pero también estamos exportando esta tecnología, para que el mundo pueda pasar de explotar recursos naturales a añadirles valor con su ayuda".

Si funciona, un día será posible extraer cobre sin necesidad de hacer grandes excavaciones. Sólo hará falta que los mineros perforen dos agujeros para inyectar la solución llena de microbios, y recolectar luego el líquido que contiene el cobre.

Esta alternativa también permitiría salvar vidas. Según cálculos, unas 12.000 personas mueren al año en accidentes mineros.

Fuentes: BBC

Una salamandra que vivió hace 157 millones de años

Se ha encontrado en China el fósil de una salamandra de la época de los dinosaurios, según las conclusiones de los investigadores que la han encontrado, sería la más primitiva que se conoce de su orden de salamonroideas.

Un grupo de investigadores, liderados por el chino Ke-Qin Gao, de la Universidad de Pekín, han encontrado en la fosilera provincia de Liaoning el esqueleto, casi completo, de una salamandra que vivió hace 157 millones de años, en el Jurásico de los dinosaurios, y que es, según sus conclusiones, la más primitiva que se conoce de este orden de las salamandroideas.

Sus descubridores, que han bautizado la especie como 'Beiyanerpeton jianpingensis, retrasa la aparición de su grupo en unos 40 millones de años, pues el récord anterior era el de la primitiva salamandra 'Valdotriton gracilis', que fue encontrada en el yacimiento de Las Hoyas, en Cuenca.

Los restos se encontraban en una capa de sedimentos volcánicos del Jurásico Superior y presentan características comunes con las salamandras actuales, de las que hay unas 500 especies registradas en la actualidad.

Una de las conclusiones que los científicos sacan de su análisis morfológico es que la separación entre el grupo de las llamadas salamandras gigantes ('Cryptobranchoidae') y el grupo más extendido en la actualidad se produjo antes de lo que se pensaba, puesto que esta especie pertenece al segundo.

Estos datos coinciden con lo que señalaba la biología molecular, como destaca Borja Sanchís, investigador del Museo Nacional de Ciencia Naturales (CSIC), experto en el estudio de anfibios prehistóricos. "Es un hallazgo muy interesante porque demuestra que las conclusiones moleculares y los fósiles se van acercando respecto al origen de las especies", señala Sanchís en declaraciones a ELMUNDO.es.

Por lo que se ha averiguado, la 'Beiyanerpeton jianpingensis' medía unos 10 centímetros de largo y siempre vivía dentro del agua. Hoy su grupo es el más extendido en el hemisferio norte del planeta (salamandras no existen en África, Australia y la Antártida).



Fuentes: El Mundo

Un experimento corrobora que los neutrinos no viajan más rápido que la luz

Hace unos meses, salió a la luz un experimento que contradecía la ley de Eistein sobre la velocidad de la luz, y decía que sí que se podía viajar más rápido que la luz. En nuestro propio blog colgamos esta noticia cuando se habló de ella. Pues, finalmente se ha negado lo dicho. Parece ser que los resultados se debieron a unos fallos técnicos.

Un experimento del laboratorio italiano de Gran Sasso ha confirmado que los neutrinos no son más veloces que la luz, según ha anunciado el Centro Europeo de Física de Partículas (CERN).

Estos resultados refutan las polémicas conclusiones preliminares del experimento OPERA, del mismo laboratorio, que detectó neutrinos que supuestamente viajaban veinte nanosegundos más rápido que la luz, algo que contradecía la Teoría de la Relatividad de Einstein y servía para alimentar la fantasía de los viajes en el tiempo.

El laboratorio de Gran Sasso registró medidas de neutrinos "que concuerdan con la velocidad de la luz". "Esto indica que los neutrinos no exceden la velocidad de la luz en su viaje entre los dos laboratorios (situados a 730 kilómetros de distancia)", precisó el CERN a través de un comunicado.
Un error de medición

El director de investigación del CERN, Sergio Bertolucci, opinó que estos nuevos datos refuerzan la idea de que los anteriores resultados del experimento OPERA incurrieron en un "error en la medición". "Los experimentos BOREXINO, ICARUS, LVD y OPERA del laboratorio de Gran Sasso continuarán efectuando nuevas medidas con los haces de neutrinos pulsados desde el CERN en mayo para darnos el veredicto final", agregó Bertolucci.

"El experimento ICARUS ha aportado una verificación cruzada del resultado anómalo de OPERA del pasado año", dijo por su parte el portavoz del ICARUS y ganador del Premio Nobel de Física en 1984, Carlo Rubbia.

Ese experimento tiene un dispositivo de medida de tiempo independiente de OPERA y según las mediciones comunicadas este viernes los neutrinos llegan a un tiempo "consistente con la velocidad de la luz".

Rubbia explicó que la Cámara de Proyección de Argón Líquido de la que dispone ICARUS para medir las interacciones de los neutrinos es un "detector novel" que permite "una detallada reconstrucción de las interacciones, comparable a la de las antiguas cámaras de burbujas con sistemas electrónicos completos".

Los responsables del experimento OPERA ya habían anunciado en febrero pasado que los resultados de neutrinos más rápidos que la luz pudieron deberse a una serie de problemas técnicos en los aparatos de medida.

Una mala conexión de un cable de fibra óptica y la errónea sincronización entre dos cronómetros explicarían esos resultados, que conmocionaron a la comunidad científica.

Fuentes: El Mundo

Un meteorito provocó la última Edad de Hielo

Este descubrimiento, un meteorito cayera en en la Tierra, hace que se cerciore la creencia de que la Tierra sufriera un gran enfriamiento y a la cual se le puedan asociar varias extinciones de animales y una capa de carbono y nanodiamantes.

Hace 12.800 años el clima en la Tierra sufrió un repentino enfriamiento, que duró 1.300 años, cuyo origen ha estado poco claro para la ciencia. La teoría de que se debió al impacto de un meteorito en Norteamérica vuelve ahora a tomar fuerza, tras haber sido muy discutida, después de que un equipo internacional de investigadores haya logrado identificar el lugar, en México, en el que colisionó un gran meteorito precisamente en esa época.

Los científicos, un equipo de 16 investigadores de varias universidades, han encontrado, en el Lago Cuitzeo, del centro del país, una capa de sedimento muy fino con una composición de elementos muy extraña, y precisamente de hace 13.000 años. Por su estudio, sería el resultado del impacto de un objeto cósmico contra la tierra, según publican en la revista 'Proceedings of National Academy of Science'.

Esta colisión, que dejó una capa negra rica en carbono y nanodiamantes, de unos 10 centímetros, estaría en el origen de ese cambio climático, que inició el periodo gélido conocido como Dryas Reciente. Las últimas hipótesis apuntaban hacia un cambio en la corriente del Golfo de México, que habría descargado demasiada agua dulce en el Atlántico Norte, pero este trabajo 'da alas' a otra posibilidad. De hecho, hace 65 millones de años un impacto, mucho mayor, provocó el cambio atmosférico que acabó con los dinosaurios.

Nanodiamantes en el fondo de un lago

Los científicos, dirigidos por Isabel Israde-Alcántara, de la Universidad de Michoacana (México), recabaron pruebas que consideran concluyentes, a 2,8 metros de profundidad. Los nanodiamantes, argumentan, son de una familia compatible con una gran colisión cósmica; además los investigadores identificaron las huellas de esférulas (pequeñas bolas), que habrían chocado a gran velocidad durante el impacto.

Ningún evento provocado por el ser humano, los volcanes u otros fenómenos naturales pueden explicar estos sedimentos, aseguran. "Estos materiales se forman solamente con un impacto extraterrestre", afirma James Kennett, de la Universidad de California, coautor del trabajo.

Los datos del lago Cuitzeo sugieren que fue un asteroide o un cometa de grandes dimensiones fragmentado en pedazos, algunos de varios cientos de metros de diámetro. Este objeto habría entrado en la atmósfera en un ángulo muy bajo, provocando tanto calor que la colisión quemó toda la vegetación que había alrededor e incluso derritió las rocas de la superficie. Como consecuencia, hubo un importante cambio en el clima.

"Estos resultados son consistentes con otros hallazgos en Norteamérica, como la rápida extinción de la megafauna que había entonces, las modificaciones que hubo en el ecosistema e incluso la reducción de las poblaciones humanas y en las transformaciones culturales que hubo", señala Kennett.

Y es que la capa de sedimento lacustre se encuentra, precisamente, en el nivel Dryas Reciente, que ha sido identificado en todo el hemisferio norte como un momento de gran enfriamiento en la superficie. La única similar que se ha localizado en el planeta es la que está en el límite del Cretácico, tras el que desaparecieron los grandes saurios.

Desaparición de los mamuts

Tras esta segunda gran colisión, hace 12.900 años, habrían desaparecido mamuts, mastodontes, tigres dientes de sable y grandes lobos. "Existe la sincronización entre estos extraordinarios cambios ambientales y bióticos, que también hemos detectado en el mismo lago, y el impacto. Fue una disrupción repentina, muy grande, que ya se conocía, sin conocer la causa", apunta el investigador californiano.

El Dryas Reciente se ha relacionado con la adopción de la agricultura en el Creciente Fértil: el frío y la sequía obligaron a sedentarizarse a las poblaciones humanas, que tuvieron que buscar métodos de subsistencia más adaptables a los cambios ambientales, pero es una de las muchas hipótesis que se barajan.

Fuentes: Periódico El Mundo

Los gorilas, más parecidos al hombre de lo que creíamos

Tras la secuencia de los genomas de gorilas, un equipo de investigación ha analizado que los humanos podríamos tener más en común con ellos que con los cimpancés, nuestros parientes mas cercanos.

Un equipo del prestigioso Instituto Wellcome Trust Sanger, una institución británica sin ánimo de lucro dedicada a la investigación genética, ha conseguido secuenciar por completo, por primera vez, el genoma del gorila, el último de los grandes simios vivos cuyo «código de barras» quedaba por descifrar. Aunque los chimpancés siguen siendo nuestros parientes más cercanos, las criaturas del planeta con las que tenemos más en común, el reciente hallazgo genético ha revelado que somos mucho más parecidos a los gorilas de lo que creíamos, al menos en un 15% de nuestro genoma. La investigación, publicada en la revista «Nature», no solo proporciona claves sobre la evolución humana, sino que también pone de relieve la importancia de proteger una especie en peligro de extinción que resiste, gravemente amenazada, en los bosques ecuatoriales de África central.

El equipo, dirigido por Richard Durbin, secuenció el genoma de una hembra de gorila occidental de las tierras bajas (Gorilla gorilla gorilla), llamada Kamilah, y comparó el resultado con el de humanos, chimpancés y orangutantes -los otros tres grandes simios vivos- y con otras especies de gorilas. Los científicos analizaron más de 11.000 genes para buscar importantes cambios genéticos en la evolución. De esta forma, descubrieron que aunque en general el hombre y el chimpancé son más parecidos, existen ciertos territorios de nuestro genoma en lo que esto no es cierto. El 15% del genoma humano está más cerca del gorila que del chimpancé, y el 15% del genoma del chimpancé está más cerca del gorila que del ser humano.

«Nuestros hallazgos revelan no solo diferencias entre las especies que reflejan millones de años de divergencia evolutiva, sino también cambios genéticos similares que se produjeron al mismo tiempo desde su ancestro común», explica Chris Tyler-Smith, uno de los autores de la investigación. Uno de estos cambios tiene que ver con la percepción sensorial auditiva, que se desarrolló al mismo tiempo, de forma acelerada, en gorilas y humanos. Los científicos creían que este rápido proceso estaba relacionado con la evolución del lenguaje en el ser humano, pero los nuevos resultados ponen en duda este punto, ya que, aunque pasaron por lo mismo, los gorilas no hablan.

En peligro de extinción
La investigación también ilumina el momento en el que los gorilas se separaron como especie de humanos y chimpancés, hace diez millones de años. La división entre gorilas occidentales y orientales (entre ellos los famosos de montaña) fue mucho más reciente, en el último millón de años, y gradual, a pesar de que ahora son genéticamente distintos. Esta división es comparable en algunos aspectos con la que se produjo entre chimpancés y bonobos, o entre el ser humano moderno y los neandertales.

Los gorilas sobreviven en nuestros días en poblaciones aisladas en los bosques ecuatoriales de África central. En peligro de extinción, se encuentran gravemente amenazados y son víctimas de matanzas por razones comerciales. Los científicos creen que esta investigación puede servir para concienciar aún más sobre la necesidad de proteger a estos simios que se nos parecen tanto. Dejar que desaparezcan sería como acabar con una parte de nosotros mismos.

Fuentes: ABC

La tormenta solar que se espera puede traer apagones y afectar a los GPS

Los efectos que puede tener, esta tormenta, sobre la ciencia, es grave ya que puede desordenar los avances tecnológicos de la ciencia.  Pero estas tormentas tienen que ocurrir y ya hacía unos años que no se desencadenaba una.

 La tormenta solar más grande en cinco años está a punto de sacudir el campo magnético de la Tierra. Después de atravesar el espacio durante día y medio, una enorme nube de partículas cargadas llegará el jueves y podría afectar las redes de fluido eléctrico, los sistemas de navegación satelital y los vuelos de las aeronaves, especialmente en las regiones del hemisferio norte.

Los científicos dijeron que la tormenta, que comenzó con un enorme destello solar a principios de la semana, está creciendo a medida que se aleja del Sol, expandiéndose como una pompa de jabón colosal.

Cuando llegue a la Tierra la madrugada del jueves, las partículas se moverán a más de seis millones de kilómetros por hora (cuatro millones de millas por hora).

Los astrónomos dicen que el Sol ha estado relativamente tranquilo durante algún tiempo y que esta tormenta, aunque fuerte, puede parecer más feroz porque la Tierra ha estado arrullada durante varios años por una actividad solar débil.

La tormenta es parte del ciclo normal de 11 años del Sol, que se supone debe llegar a un pico de tormentas el año próximo.

Las tormentas solares no causan daño a las personas, pero sí alteran la tecnología. Durante el último pico, alrededor de 2002, los expertos descubrieron que los aparatos que usan el sistema de posicionamiento global, conocido como GPS por sus siglas en inglés, era vulnerable a las erupciones solares.

Debido a que las nuevas tecnologías han florecido desde entonces, los científicos podrían descubrir que algunos de los nuevos sistemas también están en riesgo, dijo Jeffrey Hughes, director del Centro de Modelos Integrados del Clima Espacial de la Universidad de Boston.

Hace una década, este tipo de tormenta solar ocurría un par de veces al año, dijo Hughes.

El Sol entró en erupción la noche del martes y los efectos más notables deberían alcanzar la Tierra el jueves entre la 0600 y 1000 GMT, según los pronósticos del Centro Espacial de Meteorología. Los efectos pueden persistir hasta la mañana del viernes.

Fuentes: La Flecha

Átomos moviéndose en una molécula

Este gran avance en la ciencia, podrá determinar el seguimiento de los átomos en su movimiento y si un electrón se separa de la órbita vuelve más tarde. Este avance ha podido tomar una primera imagen de tiempo real de átomos vibrando dentro de una molécula.

El investigador principal Louis DiMauro de la Universidad Estatal de Ohio dijo que la hazaña marca un primer paso adelante no sólo en la observación de reacciones químicas, sino también en controlarlas a escala atómica.

"A través de estos experimentos, nos hemos dado cuenta de que podemos controlar la trayectoria cuántica del electrón cuando vuelve hacia la molécula, ajustando el láser que lo lanza", dice DiMauro, profesor de física en la Universidad Estatal de Ohio.

Una técnica estándar para tomar imágenes de un objeto implica lanzar contra el objeto un haz de electrones - bombardearlo con millones de electrones por segundo. La nueva aproximación cuántica de un electrón usada por los investigadores les permite captar el rápido movimiento molecular.

Una técnica llamada difracción electrónica inducida por láser (LIED) se usa comúnmente en la ciencia de superficie para estudiar materiales sólidos. Aquí, los investigadores la usaron para estudiar el movimiento de átomos en una molécula aislada.

Las moléculas que eligieron para el estudio era simples: nitrógeno, o N2, y oxígeno, u O2. N2 y O2 son gases atmosféricos comunes, y los científicos ya conocen cada detalle de su estructura, por lo que estas moléculas tan básicas son un buen caso de prueba para el método LIED.

En cada caso, los investigadores golpeaban la molécula con pulsos de luz láser de 50 femtosegundos, o una milbillonésima de segundo. Fueron capaces de sacar un único electrón fuera de la capa externa de la molécula y detectar la señal dispersada del mismo cuando volvía a colisionar con la molécula.

Investigadores asemejan la señal del electrón dispersado al patrón de difracción que forma la luz cuando pasa a través de rendijas. Dando sólo el patrón de difracción, los científicos pueden reconstruir el tamaño y forma de las rendijas. En este caso, dado el patrón de difracción de los electrones, los físicos reconstruyen la forma y tamaño de la molécula - es decir, las posiciones de los núcleos que constituyen los átomos.

La clave, explica Blaga, es que durante el breve periodo de tiempo entre que el electrón es sacado de la molécula y su colisión durante el retorno, los átomos de las moléculas se han movido. El método LIED puede captar este movimiento, "de forma similar a crear una película del mundo cuántico", añade.

Más allá de su potencial para controlar las reacciones químicas, la técnica ofrece una nueva herramienta para el estudio de la estructura y dinámica de la materia, comenta. 

Fuentes: La Flecha