Unas bacterias han aprendido a neutralizar el uranio más peligroso, y podríamos sacarle partido
CIENCIAS EXACTAS: QUÍMICA.
Unas bacterias alimentadas con glicerol consiguen estabilizar durante meses la forma más inestable del uranio, y ese control abre una vía real para frenar la contaminación radiactiva del agua.
Microorganismos capaces de neutralizar uranio radiactivo.
Unas bacterias han logrado algo que la química daba por imposible: sujetar durante meses la forma más inestable del uranio. Para la mayoría de la gente este metal es sinónimo de central nuclear o de bomba, pero su mayor problema ambiental es mucho más silencioso: se filtra en el agua de las minas y de sus residuos, y desde ahí se desplaza durante décadas. Un equipo del Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, en Alemania, ha demostrado en la revista Nature Communications que unos microorganismos corrientes, bien alimentados, pueden frenar en seco ese viaje.
El uranio no es una sola cosa.
Antes de entender el hallazgo hay que deshacer un malentendido común: el uranio no tiene un único comportamiento. Según los electrones que gane o pierda en sus reacciones, adopta distintos estados de oxidación, y cada uno se comporta de manera opuesta en el agua. Funciona casi como un semáforo de tres colores.
La luz verde es el uranio hexavalente, U(VI). Es la forma soluble, la que se disuelve, circula con el agua y se cuela por acuíferos, suelos y galerías mineras hasta contaminar lo que encuentra. La luz roja es el uranio tetravalente, U(IV): precipita en forma de sólido, se vuelve prácticamente insoluble y deja de moverse. Ese estado quieto es, precisamente, el que persigue cualquier estrategia de limpieza, porque un uranio que no viaja es un uranio que no envenena el agua.
El ámbar que nadie lograba retener.
Entre el verde y el rojo hay un tercer color, el ámbar, y ahí estaba el enigma. El uranio pentavalente, U(V), es el estado intermedio del recorrido, y durante décadas se consideró un intermediario tan fugaz que se daba por imposible de atrapar. En cuestión de minutos u horas se desproporciona (dos átomos de U(V) se reparten en uno de U(VI) y otro de U(IV)) o se reduce del todo. Nadie había conseguido mantenerlo estable el tiempo suficiente para estudiarlo en condiciones realistas, y menos aún para aprovecharlo.
Aquí es donde entran las bacterias. Los investigadores partieron de agua real de la mina de uranio de Schlema-Alberoda y estimularon a los microorganismos que ya vivían en ella con glicerol, un compuesto barato que actúa a la vez como alimento y como donante de electrones. Con ese simple empujón, las comunidades bacterianas mantuvieron el uranio detenido en ese punto intermedio durante más de cuatro meses: más de 130 días en ausencia de oxígeno y hasta cuatro semanas después de exponer las muestras al aire.
Cómo se sabe que de verdad es U(V).
Afirmar que un átomo está en un estado de oxidación tan escurridizo exige pruebas muy finas. El equipo recurrió a técnicas de sincrotrón capaces de leer el entorno electrónico de cada átomo de uranio: espectroscopia de absorción de rayos X (EXAFS y HERFD-XANES) y microscopía electrónica de alta resolución (HAADF-STEM). Esas herramientas permitieron descartar que se tratara de una simple mezcla de las formas verde y roja, y confirmar que buena parte del uranio se había quedado, de forma estable, en el ámbar.
Que el U(V) persista importa por una razón práctica. Ese punto intermedio es la bisagra de todo el proceso: si las bacterias empujan el uranio desde ahí hacia el rojo, U(IV), queda inmovilizado de forma duradera; si el sistema falla, vuelve al verde soluble y la contaminación se reactiva. Saber que unos microorganismos pueden gobernar ese paso, sin reactivos agresivos ni grandes infraestructuras, es la pieza que faltaba para diseñar tratamientos biológicos más fiables.
Recreación puramente artística y con objetivo decorativo. Las bacterias estabilizan el uranio pentavalente, evitando que se disuelva en el agua. Fuente: Nanobanana / Scruzcampillo.
Más allá de las minas.
El escenario del estudio es una mina, pero el mecanismo no tiene por qué quedarse ahí. El uranio pentavalente aparece de forma transitoria siempre que este metal se reduce en la naturaleza, así que el mismo principio podría aplicarse a acuíferos contaminados, a balsas de estériles o a las barreras reactivas que se diseñan para contener residuos radiactivos. La promesa no es eliminar el uranio, que no desaparece, sino convertirlo en una forma sólida e inerte y dejarlo donde no pueda desplazarse.
Esa diferencia es clave: las bacterias no hacen desaparecer el uranio, lo inmovilizan. Y lograrlo con un recurso tan accesible como el glicerol, valiéndose de microorganismos que ya habitan el agua contaminada, abre una vía de biorremediación mucho más sencilla que las opciones puramente químicas.
Ojo. El trabajo se hizo en microcosmos controlados de laboratorio, con una concentración de partida de un miligramo de uranio por litro y bajo condiciones vigiladas. Sigue siendo un resultado de laboratorio: falta comprobar cómo se comporta el sistema a mayor escala, durante más tiempo y frente a las variables incontrolables del terreno. Lo que ya no puede discutirse es que ese estado del uranio que se creía imposible de sujetar puede estabilizarse durante meses, y que la llave está en la química cotidiana de unas bacterias.
Por: Santiago Campillo Brocal. Biólogo. Máster en Biología Molecular y Biotecnología, Director de Muy Interesante Digital,
Sitio Fuente: MuyInteresante