Investigadores de Cornell diseñan una bacteria que extrae hasta el 75% del magnesio del olivino y favorece la captura de CO₂
- 🦠 Bacteria modificada genéticamente para acelerar la disolución de minerales
- 🪨 Hasta el 75 % del magnesio extraído de la olivina en 15 días
- 🔋 Recuperación simultánea de níquel y cobalto presentes en la roca
- 🌍 Conversión del magnesio en un mineral capaz de almacenar carbono
- ♻️ Posible aplicación en residuos y escombreras de la minería
- 🌡️ Proceso estudiado a temperatura ambiente
- 🔬 Tecnología todavía experimental, pendiente de demostrar su viabilidad a gran escala
¿Por qué importa?
La propuesta reúne dos problemas que normalmente se abordan por separado: retirar CO₂ y obtener materias primas necesarias para tecnologías como las baterías. En lugar de limitarse a capturar carbono, el proceso aprovecha una bacteria modificada para atacar minerales ricos en magnesio y hierro, liberar níquel y cobalto contenidos de forma natural en esas rocas y favorecer, al mismo tiempo, la formación de un compuesto capaz de almacenar carbono.
El punto especialmente interesante está en dónde podría aplicarse. Los investigadores de la Universidad de Cornell plantean utilizar residuos de explotaciones mineras de rocas ultramáficas, materiales que ya han sido extraídos y triturados y que todavía pueden contener metales aprovechables. Una especie de segunda vida para toneladas de roca que, de otra manera, permanecerían acumuladas como residuo.
Una bacteria para acelerar un proceso que la Tierra ya realiza
La naturaleza lleva millones de años retirando parte del dióxido de carbono atmosférico mediante la meteorización de las rocas de silicato.
Cuando determinados minerales entran en contacto con el agua, se van alterando lentamente. Elementos como el magnesio pasan a la fase disuelta y pueden terminar formando minerales que contienen carbono. Es un mecanismo fundamental del ciclo geológico del carbono, aunque ocurre demasiado despacio para responder por sí solo al rápido aumento actual de las emisiones.
El equipo de Cornell ha trabajado precisamente sobre ese cuello de botella: la velocidad.
Para ello ha utilizado una cepa modificada de Gluconobacter oxydans, una bacteria capaz de producir ácidos orgánicos. Estos compuestos favorecen la disolución de minerales como la olivina y la enstatita, presentes en rocas ultramáficas ricas en hierro y magnesio.
No se intenta inventar una reacción completamente nueva. La estrategia consiste en hacer mucho más rápido un proceso geoquímico que ya sucede en el planeta.
El contacto directo con la roca marca la diferencia
Uno de los resultados más relevantes apareció al comparar distintas formas de atacar el mineral.
Los investigadores probaron ácidos orgánicos sintéticos, soluciones que contenían los compuestos generados por las bacterias y el contacto directo entre los microorganismos y las partículas minerales.
La tercera opción resultó especialmente eficaz.
Las bacterias adheridas o próximas a la superficie mineral favorecieron procesos relacionados con la oxidación del hierro presente en la roca, lo que permitió mantener durante más tiempo la producción de ácido y, con ello, continuar atacando el mineral.
Las huellas de ese proceso pueden observarse incluso microscópicamente: aparecen pequeños canales y cavidades sobre la superficie de la olivina allí donde el mineral ha sido alterado.
En los experimentos, la cepa modificada consiguió liberar hasta el 75 % del magnesio contenido en las muestras de olivina en solo 15 días.
Y ahí empieza la parte más interesante.
¿De dónde salen exactamente el níquel y el cobalto?
El níquel y el cobalto no los produce la bacteria. Tampoco se añaden externamente al proceso.
Proceden de los propios minerales y rocas ultramáficas tratados.
La olivina está formada fundamentalmente por silicatos de magnesio y hierro, aunque estas formaciones geológicas pueden contener también pequeñas cantidades de níquel y cobalto incorporadas en su estructura mineral. Cuando los ácidos producidos por G. oxydans atacan la roca, parte de esos elementos pasa a la solución.
Por tanto, el microorganismo funciona como una herramienta de biolixiviación: facilita que los metales abandonen la fase sólida para que posteriormente puedan separarse y recuperarse mediante etapas adicionales de procesamiento.
Esto abre una posibilidad atractiva para las explotaciones mineras. Incluso después de extraer el mineral principal, los residuos pueden conservar concentraciones de metales que anteriormente no resultaba rentable recuperar.
Convertir esos residuos en una fuente secundaria de materias primas cambiaría parcialmente la lógica económica de algunas escombreras.
El sorprendente papel del oxalato de magnesio
La investigación encontró además algo que no era el objetivo más evidente al comenzar los experimentos: la formación de oxalato de magnesio.
Normalmente, las investigaciones sobre mineralización de carbono mediante rocas ricas en magnesio prestan mucha atención a la magnesita, un carbonato de magnesio capaz de inmovilizar CO₂ en una forma mineral estable.
En este caso apareció otra ruta.
Parte del magnesio liberado terminó formando oxalato de magnesio bajo condiciones ácidas y a temperatura ambiente. Su composición resulta particularmente llamativa desde el punto de vista del almacenamiento de carbono: cada átomo de magnesio puede asociarse con dos átomos de carbono, frente a la relación de uno a uno de la magnesita.
Eso implica una capacidad teórica de almacenamiento de carbono por átomo de magnesio dos veces superior.
No significa que el nuevo sistema pueda almacenar automáticamente el doble de CO₂ en condiciones reales. La cantidad de magnesio que termina transformándose en oxalato, la procedencia del carbono, la estabilidad del mineral y el balance energético completo determinarán su utilidad climática real.
Y esas preguntas todavía están abiertas.
Las escombreras mineras podrían convertirse en el primer campo de pruebas
Aplicar el proceso directamente sobre enormes masas de roca intacta tendría un inconveniente evidente: habría que extraerla, transportarla y triturarla. Todo eso consume energía y genera impactos.
Los residuos mineros ultramáficos presentan una situación diferente.
En muchas explotaciones, la roca ya ha sido excavada y triturada durante la actividad minera. Existen por tanto grandes superficies minerales disponibles para reaccionar con agua, microorganismos y CO₂ sin tener que asumir nuevamente buena parte del coste energético asociado a la reducción del tamaño de la roca.
Ahí encaja mejor la propuesta de Cornell.
Una futura instalación podría tratar determinados residuos para extraer el níquel y el cobalto residual, aprovechar el magnesio y favorecer posteriormente su conversión en minerales que almacenen carbono.
El residuo pasaría así de representar exclusivamente un pasivo ambiental a convertirse potencialmente en una materia prima.
No todas las escombreras servirían. Su composición mineralógica, concentración de metales, granulometría, presencia de contaminantes, disponibilidad de agua y condiciones ambientales serían decisivas.
Un posible aliado para reducir la presión sobre las materias primas críticas
El interés va más allá de la captura de carbono.
Cobalto y níquel son materias primas estratégicas para Europa, especialmente por su utilización en determinadas químicas de baterías, además de otras aplicaciones industriales. La Ley Europea de Materias Primas Fundamentales establece para 2030 referencias comunitarias equivalentes al 10 % del consumo anual mediante extracción dentro de la UE, el 40 % mediante procesamiento y el 25 % mediante capacidad de reciclaje de materias primas estratégicas.
También existe un objetivo de diversificación: ningún tercer país debería representar más del 65 % del consumo anual europeo de una materia prima estratégica en una etapa relevante de procesamiento.
Hay un matiz importante. Las baterías están evolucionando y no todas necesitan las mismas cantidades de estos metales. Las químicas LFP, por ejemplo, prescinden de níquel y cobalto. Aun así, ambos materiales siguen teniendo relevancia para determinadas baterías de alta densidad energética y numerosas aplicaciones industriales.
Recuperarlos de materiales que ya han sido extraídos del subsuelo puede complementar la minería convencional y el reciclaje de baterías.
La recuperación de residuos mineros encaja con una economía más circular
La regulación europea de materias primas críticas presta atención precisamente al potencial de los residuos extractivos como fuente secundaria de materiales.
Tiene bastante lógica. Durante décadas, muchas minas fueron diseñadas para recuperar uno o unos pocos productos principales. Otros elementos presentes en concentraciones menores terminaban en las escombreras porque recuperarlos no compensaba económicamente con las tecnologías disponibles.
La biolixiviación puede modificar esa ecuación.
Los microorganismos ya se utilizan y estudian para recuperar metales mediante procesos biológicos que pueden funcionar en condiciones menos agresivas que determinadas rutas metalúrgicas convencionales. La aportación del trabajo de Cornell consiste en intentar conectar esa capacidad con meteorización acelerada y almacenamiento mineral de carbono.
Tres funciones sobre el mismo material: tratar residuos, recuperar recursos y retirar carbono.
Sobre el papel, potente. A escala industrial habrá que hacer números.
El gran desafío: demostrar que realmente elimina más carbono del que consume
Una tecnología de captura de carbono no puede evaluarse únicamente observando cuánto carbono termina almacenado en un producto final.
Hay que contabilizar todo el sistema.
El cultivo de las bacterias requiere nutrientes y energía. El bombeo y movimiento de líquidos consume electricidad. Separar y purificar níquel y cobalto implica procesos adicionales. También puede ser necesario transportar materiales y gestionar el agua utilizada.
Por eso, antes de considerar esta vía como una herramienta climática será necesario realizar un análisis de ciclo de vida completo.
La pregunta decisiva será sencilla: ¿cuánto CO₂ queda retirado de forma neta después de descontar todas las emisiones generadas durante el proceso?
La respuesta todavía no existe a escala comercial.
También queda por demostrar cuánto dura almacenado el carbono
Otro punto crítico es la estabilidad del oxalato de magnesio.
Capturar carbono durante unas semanas o unos años tiene poco interés como estrategia de eliminación permanente si posteriormente vuelve rápidamente a la atmósfera. Una solución de mineralización debería demostrar que el carbono permanece inmovilizado durante periodos suficientemente largos y bajo las condiciones ambientales previstas para su almacenamiento.
El equipo de Cornell reconoce esta cuestión como una de las líneas que necesitan más investigación.
También será necesario aumentar la proporción del magnesio liberado que termina convertido efectivamente en oxalato. Extraer mucho magnesio de la roca no equivale automáticamente a almacenar una cantidad proporcional de carbono.
Es una diferencia importante cuando se intenta pasar de un resultado de laboratorio a toneladas reales de CO₂.
Todavía hay bastante distancia entre el matraz y una mina
Los resultados proceden de experimentos de laboratorio realizados durante 15 días. Una escombrera minera contiene millones de veces más material y presenta condiciones mucho menos controlables.
Temperatura, lluvia, pH, tamaño de las partículas, composición de cada roca y competencia con otros microorganismos pueden alterar el rendimiento.
También existe una cuestión económica fundamental: alimentar bacterias cuesta dinero.
Los investigadores ya plantean buscar materias primas más baratas para cultivar G. oxydans. Si para recuperar una pequeña cantidad de metal y capturar CO₂ fuera necesario consumir grandes cantidades de nutrientes caros o producidos con una elevada huella de carbono, el sistema perdería buena parte de su atractivo.
La siguiente etapa tendrá que demostrar que la biología funciona fuera de las condiciones ideales del laboratorio.
Más información: Jacob D. Klug et al, Bioleaching of olivine and enstatite with formation of Mg-oxalate mediated by engineered Gluconobacter oxydans, Scientific Reports (2026). DOI: 10.1038/s41598-026-63817-0
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