BIOHIDROMETALURGIA

1. BIOHIDROMETALURGIA
Materia: La materia y sus interacciones
Grado: 1 Grupo: C
Proyecto: Investigación biohidrometalurgia
Maestra: M.C. Julia Liliana Bazán López
Nombre del estudiante: Aryam Javier Luna Lorenzo

2. INTRODUCCIÓN:
La biohidrometalurgia, es la fusión de los conocimientos de la biología y la metalurgia, su esencia
radica en la utilización de microorganismos para catalizar procesos clave en la obtención de
metales a partir de minerales. A diferencia de las técnicas convencionales, que suelen depender
de reactivos químicos agresivos y generan residuos perjudiciales para el medio ambiente, la
biohidrometalurgia se presenta como una alternativa sostenible y respetuosa con la naturaleza.
En esta disciplina se encuentran microorganismos, como bacterias y hongos, capaces de
desencadenar reacciones bioquímicas específicas. Estos microorganismos, a menudo presentes
de forma natural en yacimientos minerales, participan en procesos de oxidación y reducción que
conducen a la liberación y concentración de metales valiosos. La capacidad de adaptación de
estos seres vivos a entornos extremos, como minas ácidas o ricos en metales pesados, confiere a la
biohidrometalurgia. En términos prácticos, la biohidrometalurgia se ha aplicado con éxito en la
extracción de metales como cobre, oro, zinc y níquel.
Además de sus beneficios ambientales y económicos, la biohidrometalurgia abre la puerta a la
recuperación de metales en lugares inexplorados hasta ahora, como residuos electrónicos o
minerales de baja calidad. Este enfoque innovador tiene un gran impacto con la creciente
conciencia global sobre la necesidad de prácticas industriales más sostenibles y resalta la
capacidad de la ingeniería biológica para impulsar avances significativos en la industria
metalúrgica.

3. La biohidrometalurgia es una rama de la metalurgia que utiliza
microorganismos para la extracción de metales a partir de minerales.
En lugar de depender de procesos químicos tradicionales, la
biohidrometalurgia aprovecha la capacidad de ciertos
microorganismos, como bacterias, hongos y arqueas, para oxidar o
reducir compuestos de metales, facilitando así la liberación de los
metales de los minerales.
¿Qué es la biohidrometalurgia?

4. • Biohidrometalurgia directa: los microorganismos
participan en el proceso de separación de los metales de su matriz,
mediante reacciones enzimáticas.
• Biohidrometalurgia indirecta: los microorganismos
intervienen únicamente en el proceso de lixiviación de metales una
vez que estos han sido separados de su matriz.
.
Clasificación:

5. Bacterias: Especialmente del género Acidithiobacillus, que pueden oxidar minerales
sulfurados liberando metales como el cobre.
1. Acidithiobacillus ferrooxidans:
Esta bacteria acidófila conocida por su capacidad para oxidar compuestos de hierro y
azufre, lo que facilita la liberación de metales como el cobre de los minerales
2. Acidithiobacillus thiooxidans:
Similar a A. ferrooxidans, A. thiooxidans es capaz de oxidar compuestos de azufre, lo que
contribuye a la lixiviación de minerales.
3. Leptospirillum spp:
Es un género de bacterias gram-negativas, estas bacterias acidófilas son comúnmente
encontradas en ambientes ricos en minerales y han demostrado contribuir a la oxidación
de sulfuros metálicos.
4. Sulfobacillus spp:
Es un género de bacterias gram-positivas al igual que otras bacterias acidófilas, algunas
especies de Sulfobacillus tiene una participación en procesos de oxidación de minerales
en ambientes ácidos.
Microorganismos involucrados:

6. Algunas especies de hongos también pueden desempeñar un papel en la
biohidrometalurgia, participando en la solubilización de minerales. Como, por ejemplo:.
Hongos:
1. Aspergillus niger: Es un hongo filamentoso y saprófito que pertenece al género
Aspergillus. Este hongo se ha utilizado en procesos de lixiviación para la extracción
de metales como el cobre y el uranio.
2. Penicillium spp: Es un género de hongos filamentosos que pertenece a la familia
Trichocomaceae. algunas especies de Penicillium han mostrado capacidad para
solubilizar metales como el zinc y el cobre.
3. Trichoderma spp: Es un género de hongos filamentosos que pertenece a la
familia Hypocreaceae. Tiene la capacidad de algunas especies de Trichoderma para
la recuperación de metales de minerales.
4. Paecilomyces spp: Es un género de hongos que pertenece a la familia
Thermoascaceae. Se ha estudiado la participación de Paecilomyces en procesos de
biohidrometalurgia.

7. • Oxidación y reducción: El mecanismo de oxidación y reducción está
involucrado en numerosos procesos biológicos y químicos, y también es
esencial en contextos como la biohidrometalurgia.
1. Oxidación y Reducciónen General:
La oxidación implica la pérdida de electrones por parte de un átomo, ion
o molécula. Se asocia con el aumento en el número de oxidación.
La reducción implica la ganancia de electrones por parte de un átomo,
ion o molécula. Se asocia con la disminución en el número de oxidación.
Estos procesos suelen ocurrir simultáneamente, ya que una especie que
se oxida proporciona electrones que son aceptados por otra especie que
se reduce. Este conjunto de reacciones se conoce como una reacción de
óxido-reducción.
.
Mecanismos bioquímicos:

8. En el contexto de microorganismos como Acidithiobacillus
ferrooxidans en biohidrometalurgia, la oxidación y la
reducción están relacionadas con la capacidad de estos
organismos para extraer electrones de compuestos de hierro
y azufre presentes en minerales sulfurados.
Oxidación: La bacteria oxida compuestos de hierro y azufre,
liberando electrones durante este proceso.
Reducción: Los electrones liberados durante la oxidación
pueden ser utilizados en reacciones de reducción, como la
reducción de oxígeno a agua.
Oxidación y Reducción en
Microorganismos Acidófilo

9. Oxidación de Hierro y Azufre: En el caso de Acidithiobacillus
ferrooxidans, por ejemplo, la oxidación implica la acción de enzimas
como la ferrooxidasa, que catalizan la oxidación de compuestos de
hierro y azufre, liberando electrones y protones.
Generación de Energía: La energía liberada durante la oxidación se
utiliza para impulsar las actividades metabólicas de la bacteria.
Liberación de Metales: La oxidación de minerales sulfurados resulta
en la liberación de metales como el cobre, que pueden ser recuperados
Mecanismo Detallado en Biohidrometalurgia:

10. Las enzimas y coenzimas desempeñan un papel crucial en
estos procesos, ya que facilitan la transferencia de electrones
entre las especies químicas involucradas.
La cadena de transporte de electrones, que se encuentra en
las membranas celulares de microorganismos como bacterias
acidófilas, permite la transferencia ordenada de electrones,
liberando energía utilizada para la síntesis de ATP y otras
actividades celulares.
Enzimas y Coenzimas:

11. Es un aspecto relevante para la extracción de metales a través de
procesos microbianos, donde microorganismos acidófilos como
bacterias y hongos desempeñan un papel fundamental en la formación
de compuestos solubles, facilitando la separación y recuperación de
metales.
Formación de compuestos solubles:

12. En la biohidrometalurgia, la lixiviación bacteriana es un
proceso mediante el cual microorganismos acidófilos, como
Acidithiobacillus ferrooxidans y otras bacterias similares,
oxidan minerales sulfurados que contienen metales valiosos,
como cobre y zinc.
Durante la oxidación, los compuestos de azufre presentes
en los minerales se convierten en sulfatos solubles en agua,
especialmente ácido sulfúrico (H₂SO₄). Este ácido resultante
es soluble y puede disolver otros minerales presentes.
Lixiviación Bacteriana:

13. La formación de sulfatos solubles es esencial para la
liberación de metales a partir de los minerales. El ácido
sulfúrico formado durante la oxidación reacciona con
los minerales para formar sulfatos solubles en agua.
Por ejemplo, en el caso de minerales de cobre
sulfurado, la formación de sulfato de cobre soluble
(CuSO₄) permite que el cobre sea liberado en solución.
Formación de Sulfatos Solubles:

14. Otros microorganismos, como bacterias acidófilas del género
Sulfobacillus y hongos como Aspergillus niger, pueden contribuir a la
formación de compuestos solubles al oxidar y lixiviar minerales en
ambientes ácidos.
Interacción con Otros Microorganismos:

15. Una vez que los metales han sido liberados en solución como
compuestos solubles, se pueden recuperar mediante procesos
posteriores, como la precipitación controlada o la electrólisis.
Recuperación de Metales:

16. La biohidrometalurgia surge como un tema innovador y sostenible en
la extracción de metales a partir de minerales. Al emplear
microorganismos acidófilos para catalizar procesos de oxidación y
lixiviación, presenta ventajas medioambientales significativas. La
formación de compuestos solubles, como ácidos y sulfatos, facilita la
liberación de metales valiosos. A medida que la investigación avanza, la
biohidrometalurgia se posiciona como una tecnología prometedora con
aplicaciones industriales amplias, desde la minería convencional hasta
la recuperación de metales a partir de desechos electrónicos. Su
continuo desarrollo y optimización prometen contribuir a una minería
más sostenible y eficiente en el futuro.
Conclusión:

17. Fuentes de consulta:
• https://www.atriainnovation.com/biohidrometalurgia-el-reciclaje-del-futuro/
• https://www.ucm.es/otri/complutransfer-biohidrometalurgia-aplicada-a-la-obtencion-
de-metales-y-a-la-descontaminacion-de-suelos-y-efluentes-liquidos
• https://cordis.europa.eu/article/id/89066-proteases-and-cancer/es
• https://cordis.europa.eu/article/id/88297-adding-the-bio-to-metal-extraction/es
• https://www.porquebiotecnologia.com.ar/Cuadernos/El_Cuaderno_84.pdf
Bibliografías:
• Fowler, T. Un. y F. K. Crundwell, Lixiviación de zinc sulfide con Thiobacillus ferrooxidans
• Brandl H. (2001) lixiviación Microbiana de metales. Biotecnología, Vol. 10. Wiley-VCH,
Weinheim, pp. 191- 224
• Olson, G. J.; Brierley, J. Un. Brierley, C. L. (2003). Biotecnología y Microbiología aplicadas
en la biohidrometalurgia.
Fuentes y Bibliografías: