Investigación de pregrado financiada por ANID entrega nueva evidencia experimental sobre biomineralización en ambientes extremos del Norte de Chile.

Una investigación desarrollada por Catalina Jiménez Contreras, tesista de pregrado de la carrera de Geología, perteneciente a la Facultad de Ingeniería y Ciencias Geológicas (FICG) de la Universidad Católica del Norte (UCN), ha aportado nueva evidencia científica sobre el rol activo de los microorganismos en los procesos de mineralización que ocurren en salares ácidos, únicos en el norte de Chile.

El estudio fue realizado en el marco del Proyecto Anillo de Investigación Talackutur Lithium Bio-R, financiado por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID) a través del Concurso de Litio y Salares, y constituye uno de los primeros trabajos experimentales de este tipo desarrollados desde una tesis de pregrado en el país.

La investigación, titulada “El rol de la actividad microbiana en procesos de mineralización en condiciones ácidas: caso de estudio de los salares de Gorbea e Ignorado, Chile”, fue guiada por la Dra. Liey-Si Wong Pinto y co-guiada por la Dra. Andrea Jara Sandoval, ambas investigadoras del Proyecto Anillo Talackutur y del Centro Lithium I+D+i UCN.

El trabajo se centró en dos salares altoandinos ubicados en el Altiplano-Puna del norte de Chile: Gorbea e Ignorado, sistemas singulares por presentar salmueras hipersalinas y pH extremadamente bajos, condiciones poco comunes incluso dentro de los salares del Desierto de Atacama.

Laboratorio, minerales y microorganismos: una mirada experimental

A diferencia de muchos estudios previos basados únicamente en observaciones de terreno, la investigación de Catalina Jiménez combinó caracterización mineralógica avanzada y experimentos controlados de laboratorio, permitiendo aislar y cuantificar el efecto directo de la actividad microbiana sobre la geoquímica del sistema.

Las sales de ambos salares fueron caracterizadas mediante Difracción de Rayos X (DRX) y espectroscopía SWIR, identificándose un predominio de sulfatos hidratados, especialmente yeso (CaSO₄·2H₂O), junto con halita, silicatos y una fracción amorfa relevante. Sobre esta base, se desarrollaron experimentos comparativos entre controles abióticos y tratamientos inoculados con consorcios microbianos acidófilos nativos, enriquecidos a partir de muestras de los propios salares.

Los resultados fueron evaluados mediante Absorción Atómica (AAS), ICP-MS y el cálculo de factores de enriquecimiento geoquímico, revelando diferencias sistemáticas entre los sistemas biológicos y los controles.

Resultados clave: biomineralización inducida por microorganismos

Los experimentos evidenciaron cambios químicos significativos cuando los microorganismos estuvieron presentes. En particular, se observó una concentración marcada de elementos como hierro y calcio, lo que indica que estos microbios influyen activamente en la formación y transformación de minerales.

En el caso de los sulfatos, su comportamiento fue variable: en algunas muestras disminuyeron, mientras que en otras aumentaron de forma notable. El análisis de los datos mostró que estos cambios no son aleatorios, sino que responden a procesos biogeoquímicos complejos, donde distintos elementos se redistribuyen y recombinan para formar nuevas fases minerales.

Además, imágenes obtenidas mediante microscopía electrónica de barrido acoplada a EDX (SEM-EDX) evidenciaron la presencia de células microbianas asociadas a precipitados ricos en Ca-S y Fe-S, estructuras ausentes en los controles sin microorganismos. A esto se sumó un descenso del pH final de los experimentos hasta valores cercanos a 3, indicando una actividad metabólica microbiana efectiva.

En conjunto, los resultados demuestran que los microorganismos acidófilos no solo sobreviven en estos ambientes extremos, sino que actúan como verdaderos agentes geoquímicos, capaces de acelerar reacciones químicas, promover procesos de disolución y reprecipitación mineral, y potencialmente controlar la redistribución de elementos en los salares.

Ciencia desde el pregrado y proyección biotecnológica

Uno de los aspectos más destacados del estudio es que se trata de la primera tesis oficial de pregrado finalizada dentro del Proyecto Anillo Talackutur, evidenciando el impacto que la investigación de alto nivel puede tener en la formación temprana de capital humano avanzado al interior de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Geológicas de la UCN.

Los hallazgos no solo aportan al conocimiento fundamental sobre procesos biogeoquímicos en ambientes extremos, sino que también abren proyecciones en áreas como la biominería, la biotecnología ambiental y el desarrollo de tecnologías sustentables para el manejo de minerales críticos, en línea con los objetivos estratégicos de ANID y del país.

“Este trabajo demuestra que incluso a nivel de pregrado es posible generar conocimiento experimental robusto y relevante, cuando existen equipos interdisciplinarios, financiamiento adecuado y una visión científica de largo plazo”, destacan desde el equipo del proyecto Talackutur.

Investigación financiada con fondos públicos

La tesis de Catalina Jiménez fue desarrollada íntegramente gracias al financiamiento del Proyecto Anillo Talackutur Lithium Bio-R (ATE240012), adjudicado por ANID en el marco del Concurso Fondo de Litio y Salares, instrumento orientado a impulsar investigación estratégica en ecosistemas salinos y minerales críticos, con enfoque en sustentabilidad, innovación y formación de investigadores.