1. Dr. Pedro Galleguillos P.
Dra. Cecilia Demergasso S.
Centro de Biotecnología “Profesor Alberto Ruiz”
Universidad Católica del Norte
Centro de Investigación Científico y Tecnológica para la Minería
CICTEM
Antofagasta, 15 de Noviembre de 2012

3. Equilibrio osmótico y efecto de cambios de concentración de solutos.
H2O en
[solutos] externa = [solutos] interna
equilibrio
[solutos] externa > [solutos] interna H2O tiende a salir
de la célula
Comprime volumen
Deshidratación,
muerte o estado
durmiente

4. Equilibrio osmótico
H2O en
[solutos] externa = [solutos] interna
equilibrio
[solutos] externa < [solutos] interna H2O tiende a entrar
en la célula
Aumenta el volumen
Lisis, muerte

5. Ambientes con baja actividad de agua
[solutos] externa > [solutos] interna H2O tiende a salir
de la célula
Comprime volumen
Deshidratación,
muerte o estado
durmiente
Mecanismos de homeostasis
• Transporte activo de iones, como K+.
• Síntesis de solutos compatibles (osmoprotectores u osmolitos).
• Acuaporinas.

6. Diagrama del proceso de Biolixiviación de Minera Escondida Ltda.
Continuo reciclaje
produce aumento en
la concentración de
Geomembrana
solutos.
PLS
H2O
Refino
Extracción
por solvente
H2SO4
Electro-obtención
Cátodos de
Cu

7. ¿Existen acidófilos que puedan ser activos a elevada fuerza osmótica?
(sales de Cl- y SO42-)
Prospección microbiológica con el objetivo de encontrar microorganismos
activos en soluciones con baja actividad de agua .
(oxidantes de Fe y S)
Enriquecimientos desde soluciones de Leptospirillum ferriphilum Sp-Cl
operación.
Capaz de mantener actividad Fe-
Agregó sales, fuentes de energía oxidante en presencia de elevadas
concentraciones de sales (sulfato,
NaCl), en soluciones de planta
Fallaron varios intentos incluyendo
industrial de biolixiviación.
cepa de colección Thiobacillus
prosperus, único descrito como
halófilo-acidófilo, capaz de oxidar Fe
en soluciones con similares
características que el agua de mar.
5 µm

8. Proyecto Bioprospección CB-1090/2007 (CBAR, financiamiento BHP-Billiton)
Microorganismos de ambiente
natural salino y ácido.
Salar de la tercera región,
localizado entre depósitos
de S
Enriquecimiento
Aislamiento
Acidithiobacillus thiooxidans Cl
Capaz de mantener actividad S-oxidante
en presencia de elevadas concentraciones
de sales (sulfato, NaCl) en soluciones de
Planta industrial de Biolixiviación.

9. BioChlorTM BHP-Billiton, desarrollado en conjunto con CBAR,
Application number, 2008/6478 , 18 July 2008.
Summary of invention
The invention, in one aspect, is based on the surprising discovery that the use of a cosortium of iron oxidising and sulphur oxidising halophilic or
halotolerant microorganisms have what is believed to be a communalistic relationship which improves the bioleaching process. For the reasons
which are not fully understood at present, it appears that the microorganisms in the consortiun participate in a symbiotic relationship in which one
microorganism, or microorganisms, as the case may be, are largely unaffected. In pactise this translates into improved bioleaching efficiency under
defined particular conditions.

10. BioChlorTM BHP-Billiton

11. Cultivos y máximas concentración de NaCl a la que se
registra actividad Fe ó S oxidante
Cultivo/cepa Origen Tolerancia NaCl
[mM]
L. ferriphilum Sp-CL Minera Spence 600
A. thiooxidans Cl Salar ácido 1200
L. ferriphilum IESL25 Minera Escondida Ltda. 150
A. thiooxidans IESL33 Minera Escondida Ltda. 1200
A. caldus CBAR5 Minera Escondida Ltda. >150*
Cultivo mixto MB Minera Mantos Blancos 800
* En estudio

12. Investigación asociada (CBAR-CICITEM-FCV)
Proyecto Innova-Corfo
“Desarrollo de arreglos de ADN especializados para el monitoreo de transcriptomas industriales de biolixiviación”
L. ferriphilum Sp-Cl
A. thiooxidans Cl
A. thiooxidans
Cepa tipo
Análisis genómico comparativo
Tipo Cl
Sulfobacillus thermosulfidooxidans CBAR 13
419 2346 1437
La combinación de esta información con datos de expresión génica ayudan a
comprender los mecanismos de tolerancia y en general de todas las capacidades de estos
microorganismos

13. Evidencia de respuesta de L. ferriphilum IESL25 a la presencia de elevadas
concentraciones de sulfato (análisis proteómicos).
A B
1 2
3 4
7
6 5
9
Geles de electroforesis bidimensional de proteínas extraídad de cultivos de L.
ferriphilum crecidos en medio de cultivo y medio de cultivo (A) suplementado con
600 mM de MgSO4 (B)

14. Proteínas identificadas y metabolismos involucrados.
Aumento de expresión
Disminución de expresión
Mantienen nivel de expresión

15. Análisis de solutos compatibles
Cromatografía iónica
L. ferriphilum IESL25
A. thiooxidans IESL33 Trealosa 1 mM
Medio cultivo + 300 mM MgSO4
Medio cultivo + 100 mM MgSO4
Medio cultivo
Espectrometría de masa Reactor BioChlor

16. Conclusiones
 Se requiere de investigación aplicada para ofrecer alternativas a la
creciente demanda de agua fresca en procesos mineros.
 Fue posible desarrollar un proceso de biolixiviación en el que se puede
utilizar soluciones con baja actividad de agua, con un adecuado consorcio
bacteriano.
 Existen diferencias genéticas entre microorgansimos de la misma especie
que permitirían su desarrollo en ambientes extremos y posibles aplicaciones
biotecnológicas.
 Trealosa y prolina son solutos compatibles sintetizados por organismos
capaces de mantener actividad lixiviante en soluciones industriales que
contienen elevadas concentraciones de NaCl (Proceso BioChlorTM).

17. Centro de Biotecnología UCN Financiamiento
Mauricio Acosta
• Innova-Corfo 08-CM01-03.
Alex Echeverría
Víctor Zepeda • Proyecto Bioprospección BHP-Billiton.
Karina Salinas • CICITEM.
Dayana Arias • Conicyt, beca Doctorado en el extranjero
05-DOC-FIC-45.
BHP-Billiton • Fondef D04I1169.
George F. Rautenbach
Hannes Strauss
Carol Davis-Belmar