Microbio modificado extrae tierras raras con un 73% más de eficiencia y captura carbono 58 veces más rápido, sin agredir al medio ambiente.
En el esfuerzo global por energía limpia y combate al cambio climático, los científicos encontraron un aliado inesperado: un microbio comedor de metales. Llamado Gluconobacter oxydans, está siendo reprogramado para sustituir equipos pesados y productos químicos tóxicos en la extracción de elementos de tierras raras.
Este pequeño organismo no solo extrae metales de las rocas, sino que también acelera la capacidad natural de la Tierra para retener dióxido de carbono, ofreciendo un doble beneficio para el medio ambiente.
Ajustes genéticos amplían la eficiencia
Científicos de la Universidad de Cornell desarrollaron nuevas modificaciones genéticas en G. oxydans. Con estos cambios, el microbio aumentó su capacidad de extracción de tierras raras en hasta un 73%, sin causar los daños ambientales asociados a la minería tradicional.
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Además, los mismos ajustes genéticos permitieron que la bacteria acelerara la captura natural de carbono 58 veces. Esto ocurre a través de la transformación de rocas comunes en sistemas de almacenamiento de CO₂ a largo plazo.
“Más metales tendrán que ser extraídos en este siglo que en toda la historia de la humanidad, pero las tecnologías tradicionales de minería son extremadamente perjudiciales para el medio ambiente”, explicó Buz Barstow, profesor asociado de ingeniería biológica y ambiental en la Facultad de Agricultura y Ciencias Biológicas de Cornell.
Barstow también destacó que Estados Unidos depende de fuentes extranjeras, como China, para obtener estos elementos. Esto crea riesgos de interrupción en la cadena de suministro, haciendo aún más relevante la búsqueda de alternativas sostenibles.
Cómo el microbio transforma las rocas
Metales como magnesio, hierro y calcio reaccionan naturalmente con el dióxido de carbono, formando minerales que retienen el gas permanentemente. Los microbios modificados por Cornell potencian este proceso al descomponer las rocas de manera más rápida, exponiendo una mayor cantidad de metal al CO₂ y transformando el propio suelo en una trampa de carbono.
“Lo que estamos intentando hacer es aprovechar procesos que ya existen en la naturaleza, pero potenciar su eficiencia y mejorar la sostenibilidad”, afirmó Esteban Gazel, profesor Charles N. Mellowes en Ingeniería en la misma universidad.
Explorando el código genético de la bacteria
Buscando ampliar el potencial del microbio, los científicos de Cornell analizaron profundamente el código genético de G. oxydans. Con solo dos ediciones en el genoma, lograron hacerlo aún más eficiente en la disolución de rocas. Uno de los cambios aumentó la producción de ácido, mientras que el otro eliminó límites internos que restringían la recuperación de tierras raras.
No obstante, el ácido producido no era el único mecanismo disponible. En un estudio adicional, los investigadores eliminaron genes uno a uno en una cepa de alto rendimiento. Así, identificaron 89 genes ligados al proceso de biolixiviación, siendo 68 de ellos nunca antes relacionados con la extracción de metales. Este descubrimiento permitió elevar la eficiencia de la extracción en más del 100%.
Captura de carbono en condiciones naturales
Otro estudio conducido por el equipo mostró que G. oxydans puede acelerar la captura de carbono sin necesidad de altas temperaturas, presión elevada o productos químicos agresivos. Al descomponer rocas ricas en magnesio y hierro, estos elementos se combinan con el dióxido de carbono, formando minerales sólidos como la caliza, que almacenan permanentemente el carbono.
«Este proceso puede ocurrir en condiciones ambientales, a bajas temperaturas, y no implica el uso de productos químicos agresivos», afirmó Joseph Lee, estudiante de doctorado y autor principal del estudio. «Absorbe CO₂ naturalmente y lo almacena permanentemente como minerales. También estamos recuperando otros metales esenciales para la energía, como el níquel, como subproductos. Es una solución doble.»
Del laboratorio al mundo real
Con financiación de la National Science Foundation, del Departamento de Energía de los Estados Unidos, de Cornell Atkinson y de exalumnos donantes, el trabajo ahora avanza del laboratorio a aplicaciones prácticas.
La investigación, publicada en las revistas Communications Biology y Scientific Reports, fue liderada por Alexa Schmitz. Actualmente, ella actúa como CEO de REEgen, una startup ubicada en Ithaca que busca comercializar la tecnología desarrollada.
La combinación de eficiencia en la extracción de metales y en la captura de carbono coloca a G. oxydans como una herramienta prometedora ante los desafíos ambientales y de suministro de recursos en el siglo XXI.

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