El uranio es un desastre.
Cuando permanece encerrado dentro de la roca, permanece allí en silencio. Pero la actividad minera o los cambios químicos pueden volverlo soluble. Una vez disuelto, flota. Al agua subterránea. Lejos de la fuente. Esparciendo veneno que no puedes ver.
Esa movilidad es el verdadero dolor de cabeza.
Una nueva investigación del Helmholtz-Zentrum de Dresden-Rossendorf (HZBR), Wismut GmbH y la Universidad de Granada sugiere una solución extraña: las bacterias. Específicamente, del tipo que ya se encuentra en las minas de uranio inundadas. No sólo comen uranio. Lo convierten en un compuesto estable y testarudo que no quiere moverse.
El truco de la cadena alimentaria
El truco implica glicerol.
Quizás conozcas el glicerol de los cosméticos o los biocombustibles. En este contexto es combustible para los microbios. El glicerol se forma naturalmente cuando los hongos descomponen la madera o mediante el metabolismo de las grasas en los animales. Los investigadores alimentaron con esta sustancia muestras bacterianas tomadas de la mina de Wismut GmbH en los Montes Metálicos de Alemania.
¿Por qué glicerol?
“Las bacterias pueden utilizar uranio disuelto en agua para el metabolismo cuando tienen glicerol”, explica la Dra. Evelyn Krawczyk-Barzs del grupo de Microbiología Terrestre del HZBR. “Nuestro trabajo anterior ya demostró que podían utilizar metabólicamente el metal tóxico”.
El equipo quería ver dos cosas. Primero, cuánto uranio desaparece del agua. En segundo lugar, ¿qué forma adopta cuando desaparece?
No lo adivinaron. Replicaron el entorno de la mina en el laboratorio. A gran profundidad, a unos dos mil metros de profundidad, el oxígeno es escaso. El equipo eliminó el oxígeno de las muestras y añadió glicerol.
Deja que la naturaleza siga su curso.
Un estado de oxidación raro
Después de 130 días los resultados fueron claros.
Sólo el 5 por ciento del uranio permaneció en solución. ¿El resto?
“Se sospecha que entró en las paredes celulares”, dice el autor principal, el Dr. Antonio M. Newman Portela. “Se esperaba una acumulación”.
La teoría estándar dice que las bacterias acumulan metales pesados. Sabíamos esa parte. Pero la teoría estándar también dice que el uranio existe en valencia 4 o 6.
Valencia 5?
Extraño. Generalmente transitorio. Inestable. Como intentar equilibrar una moneda sobre su borde.
El equipo no se basó únicamente en pruebas químicas. Fueron al Sincrotrón Europeo en Francia. Utilizando la línea Rossendorf Beamline en el ESRF, sondearon la estructura atómica de la biomasa bacteriana.
El resultado desafió las expectativas.
“Hasta ahora, el uranio pentavalente se encontraba en estados de oxidación inestables”, señala Newman-Portela. “Por eso, encontrar una alta proporción de U(V) en nuestras muestras fue extremadamente sorprendente”.
No fue sólo ahí. Fue dominante.
Hierro, oxígeno y paciencia
El uranio pentavalente no existía solo.
Se unió al hierro y al oxígeno para crear FeU(V)O4. Un chico nuevo en la cuadra. Literalmente. Este compuesto específico carece de un nombre común porque es muy nuevo para la ciencia. Apareció por primera vez en datos de 2020. Los investigadores analizaron el suelo croata contaminado con munición de uranio. Notaron algo extraño: el uranio no se movía. Ni siquiera con la exposición al aire.
Se mantuvo estable durante 25 años.
¿Pero cómo se formó entonces? Nadie lo sabía.
Ahora tienen una idea.
Las bacterias podrían ser el eslabón perdido en la creación de este sumidero de uranio ultraestable.
Aquí está el truco.
Cuando los investigadores expusieron biomasa bacteriana seca al oxígeno, la cantidad de FeU(V)O4 en realidad aumentó. El oxígeno generalmente disuelve o cambia estos compuestos. ¿Aquí? Pareció ayudar a bloquear las cosas. O al menos sostenerlos.
¿Eso significa que podemos bombear bacterias y glicerol a sitios tóxicos?
Aún no.
Las condiciones del laboratorio son limpias. Las minas están sucias. El mundo real introduce variables que no puedes controlar. Temperatura. Caudales. Otros microbios competidores. El compuesto dura décadas en suelo croata. ¿Pero resistirá una presión hidrológica constante?
Krawczyk Barzs advierte contra los excesos.
“Tenemos que investigar si esto ayuda a la remediación”, afirma.
No es una cura. Es un mecanismo.
Finalmente tenemos un mapa de cómo una parte del uranio queda atrapado en la naturaleza. Las bacterias comen el glicerol, procesan el uranio y construyen una jaula molecular a su alrededor utilizando hierro.
Quizás esa jaula permanezca cerrada.
Quizás se abra en cinco años.
Eso es lo que nos dirán los próximos estudios. Por ahora, el agua de la mina permanece tranquila. Y el uranio se queda. 🦠
