Cada año se generan decenas de miles de millones de toneladas de relaves mineros en todo el mundo, que contienen minerales clave de un valor asombroso, pero que han permanecido «dormidos» durante mucho tiempo debido al alto costo y los riesgos ambientales de los procesos químicos de extracción tradicionales. Un equipo de investigación de la Universidad de Queensland ha dado una respuesta sorprendente: dejar que los hongos «se coman» los residuos y «escupan» los metales. Esta tecnología, a la que los investigadores llaman en broma «la forma en que los superhéroes obtienen sus superpoderes», está transformando los desechos mineros de una carga ambiental a un recurso ecológico.

El «tesoro dormido» en los relaves y el dilema de la extracción química

La industria minera mundial produce cientos de miles de millones de toneladas de relaves cada año. Estos desechos no solo ocupan grandes extensiones de tierra y presentan riesgos ambientales como la rotura de presas, sino que también contienen trazas de minerales clave como el vanadio y el escandio. Con el auge de la transición global hacia energías limpias y la creciente demanda de minerales clave para la fabricación de chips de alta gama, la «minería secundaria» a partir de relaves se ha convertido en una dirección estratégica importante para los recursos.

Sin embargo, las soluciones actuales tienen deficiencias evidentes. Los métodos de extracción tradicionales dependen de la lixiviación química, que utiliza ácidos fuertes y disolventes orgánicos para disolver los metales de los residuos. Este proceso no solo es costoso, sino que también genera grandes cantidades de efluentes tóxicos, causando una contaminación secundaria y cayendo en el dilema de «tratar una contaminación mientras se crea otra».

Dotar a los hongos de «superpoderes»

El equipo liderado por el Dr. Denys Villa-Gomez, ingeniero ambiental de la Universidad de Queensland, ha desarrollado una tecnología de biolixiviación basada en hongos modificados en el nuevo Centro de Biosostenibilidad de la universidad, que costó 70 millones de dólares australianos. Los aspectos más destacados de esta tecnología son:

Destacado 1: Evolución adaptativa en laboratorio: de «hongos comunes» a «hongos superpoderosos»

El equipo de investigación recolectó cepas de hongos naturales de entornos mineros y, mediante técnicas de evolución adaptativa en laboratorio, las cultivó continuamente en condiciones extremadamente tóxicas y exigentes. Solo los individuos más fuertes sobrevivieron y se reprodujeron. Tras múltiples generaciones de selección, se obtuvieron «hongos superpoderosos» capaces de tolerar altas concentraciones de metales pesados y ambientes ácidos.

Destacado 2: Producción natural de ácido mediante metabolismo: una «biofábrica» suave y eficiente

En biorreactores avanzados, los hongos modificados se mezclan con residuos mineros y nutrientes. Durante su metabolismo, los hongos secretan de forma natural ácidos orgánicos. Estos ácidos orgánicos descomponen la estructura mineral de los residuos, liberando los metales atrapados en un líquido. Posteriormente, los metales pueden recuperarse y reutilizarse a partir de ese líquido.

Destacado 3: Capacidad de extracción de minerales de alto valor ya verificada

El equipo de investigación ha confirmado la eficacia del proceso para extraer minerales clave de alto valor como el vanadio y el escandio. El vanadio es una materia prima clave para aleaciones aeroespaciales y baterías de almacenamiento de energía, mientras que el escandio es un material central para semiconductores de próxima generación y pilas de combustible. Estos minerales son indispensables en la fabricación de productos electrónicos y microchips.

¿Por qué los hongos son más inteligentes que los productos químicos?

La lógica de la lixiviación química tradicional es «usar ácidos más fuertes para disolver»: cuanto mayor es la intensidad, mejor es el efecto, pero el costo ambiental también aumenta. La lógica innovadora del equipo de la Universidad de Queensland es «usar fábricas vivas para extraer»: dejar que los hongos actúen como biofábricas microscópicas que completan la liberación y concentración de metales a temperatura y presión ambiente. Las ventajas de este enfoque son:

Sin necesidad de ácidos fuertes: los ácidos orgánicos secretados por los hongos son suaves y controlables, sin generar efluentes tóxicos;

Doble beneficio: mientras se extraen metales, la actividad metabólica de los hongos desintoxica los relaves, ayudando a restaurar el entorno de la mina;

Bajo consumo energético: el proceso biológico funciona a temperatura ambiente, sin necesidad de altas temperaturas ni presiones;

Desplegabilidad: en el futuro, podría procesar los relaves directamente en el lugar de la mina.

El camino hacia la «minería ecológica»: del laboratorio a la mina

Movilizar los minerales clave en las enormes cantidades de relaves globales

El valor de los minerales clave contenidos en los relaves mineros mundiales es incalculable. Una vez que esta tecnología se escale, transformará estos desechos, considerados durante mucho tiempo un «pasivo ambiental», en recursos secundarios económicamente aprovechables, ampliando enormemente las fuentes de suministro de minerales clave.

Reducir los riesgos geopolíticos del suministro de minerales clave

Las cadenas de suministro globales de minerales clave como el vanadio y el escandio están altamente concentradas, con un riesgo geopolítico pronunciado. Esta tecnología permite a los países recuperar estos materiales estratégicos de los «desechos» de sus propias minas, mejorando su capacidad de autosuficiencia en recursos.

Impulsar la transición ecológica de la minería

En un contexto de creciente rigor en la fijación de precios del carbono y las inversiones ESG a nivel mundial, esta tecnología ofrece a las empresas mineras una solución para el tratamiento de relaves que combina viabilidad económica y respeto ambiental. Como señaló el profesor Esteban Marcellin, director del Centro de Biosostenibilidad: «Utilizamos la biología sintética de vanguardia para modificar microorganismos y sistemas biológicos, transformando residuos, emisiones y materiales de bajo valor en productos sostenibles de alto valor».

Del tratamiento de relaves a la restauración in situ

El objetivo a largo plazo del equipo de investigación es desplegar estos hongos en entornos mineros reales, recuperando minerales mientras restauran el terreno. Actualmente, el equipo está en conversaciones con socios de la industria para avanzar en las pruebas de campo de la tecnología.

Redefiniendo los límites entre «residuo» y «recurso»

El valor profundo de esta investigación radica en redefinir la naturaleza de los residuos mineros. Antes, los relaves eran el «punto final» de la producción minera: una carga ambiental que requería gastos para su tratamiento. Ahora, mediante la fusión de la biología sintética y la ingeniería biológica, los relaves se están convirtiendo en un «punto de partida»: un recurso que puede generar valor de forma continua.

La metáfora del Dr. Villa-Gomez es la más gráfica: «Es como cuando un superhéroe obtiene sus superpoderes al estar expuesto a la radiación». Cuando los hongos «evolucionan» para tener la capacidad de procesar desechos tóxicos, el «problema de los residuos» de la industria minera podría encontrar una respuesta ecológica y eficiente.