A BACTÉRIA QUE VALE MILHÕES

O objetivo é retirar o mineral absorvido por esses micro-organismos para

reprocessá-lo e colocá-lo à venda no mercado. 

O metal é um dos mais importantes do ponto de vista industrial e largamente

utilizado em fios e cabos.

É um projeto revolucionário e único na área de mineração. A pesquisa está em

curso na mina do Sossego, em Carajás-PA. Nesse local, existe uma barragem

com 20 mil metros cúbicos de água, o equivalente a oito mil piscinas olímpicas,

onde foram jogados 90 milhões de toneladas de rejeito com um teor de 0,07%

de cobre.

O projeto ainda está em sua fase inicial e tem duração de cinco anos. Os

cientistas, no entanto, ainda vão coletar mais amostras. 

Cerca de 20 pesquisadores do Departamento de Engenharia Química da USP

atuam na caçada à bactéria ou ao fungo mais comilão. Eles já estiveram em

Carajás e identificaram 35 micro-organismos apreciadores de cobre.

Nessa etapa, é importante identificar qual deles tem maior potencial para

digerir a maior quantidade possível de cobre. Só depois é que os

pesquisadores trabalharão em uma forma de retirar o cobre do micro-

organismo para ser reaproveitado economicamente. 

Os fungos e bactérias coletados na barragem de Sossego serão analisados em

laboratório da USP. No ano que vem, pesquisadores da universidade serão

enviados a Carajás onde farão os testes com os micro-organismos em tanques

ao lado do lago. Essa fase é importante porque as bactérias gourmet precisam

ser avaliadas em seu ambiente natural. 

Bactéria mineradora substitui tratores e caminhões em mina de cobre

Com informações do Jornal Unesp -  07/06/2013

Biolixiviação

Segundo a professora Denise Bevilaqua, da Unesp de Araraquara, é

possível aproveitar o metabolismo da A. ferrooxidans para fazer a

mineração do cobre - uma técnica chamada biolixiviação.

Enquanto colônias desses microrganismos consomem o ferro das

montanhas de calcopirita, elas produzem o ácido sulfúrico necessário para

promover a solubilização dos outros metais.

A pesquisa conseguiu ampliar em 100% a capacidade de biolixiviação

natural da A. ferrooxidans.

Atualmente a mineração do cobre é realizada por pirometalurgia, que extrai

o cobre da calcopirita por combustão, exigindo grandes quantidades de

energia.

"Além disso, os rejeitos desse processo sofrem a ação do tempo e ativam o

metabolismo da bactéria, que ao lixiviá-los promove contaminação

ambiental," esclarece Denise.

O ambiente natural para a sobrevivência da bactéria mineradora é um meio

mineral contendo ferro como fonte de energia, acidez a 2,0 (o normal é 7,0),

temperatura a 30º C e alguns sais, como fosfato e potássio.

O projeto recebeu apoio da Vale e, atualmente, a professora Denise está

em negociações com empresas interessadas em adotar o processo.

Ainda assim, ela e sua equipe continuam trabalhando para aumentar a

eficiência da biomineração.

"Precisamos aprimorar o processo de manipulação dessa bactéria e

conseguir a lixiviação bacteriana em escala industrial para recuperação de

cobre e outros metais, como já ocorre em países como Estados Unidos,

Canadá, África do Sul, Chile, México", conclui.

Montanhas de minérios processados acumulam-se junto a minas

de ouro, níquel,cobre. São restos de mineração, ainda com algum teor dos

metais nobres, mas tão baixo que não vale a pena tentar extrair pelos

processos químicos convencionais. E continuariam assim, como

meros resíduos, se não fosse por duas espécies debactérias

mineradoras – Acidithiobacillus ferrooxidans e Acidithiobacillus thiooxidans –

isoladas pelo pesquisador Oswaldo Garcia Junior, do Instituto de Química de

Araraquara da Universidade Estadual Paulista (IQ/AR-Unesp), no interior de

São Paulo.

Garcia Jr. coletou estas bactérias em Minas Gerais, no Paraná e na Bahia, em

ambientes minerais. Passou a cultivá-las em laboratório, como auxiliares em

processos de biohidrolixiviação, ou seja, na recuperação de metais por

oxidação e solubilização com ajuda de seres vivos. O pesquisador faleceu

recentemente, mas sua esposa, Denise Bevilaqua, doutora na mesma

especialidade, assumiu a coordenação do Departamento de Bioquímica e

Química Tecnológica e dá prosseguimentos às pesquisas, com recursos da

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e do

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

“Dependendo da matriz mineral é possível recuperar tudo. É o caso do níquel:

as bactérias ajudam a extrair até 100%”, afirma Denise. “Quando o teor do

metal é alto, compensa usar os processos tradicionais, mas

muitas reservas estão se esgotando e as minas estão cheias de minérios de

baixos teores. Aí a biolixiviação é mais indicada. Ou quando o metal vale muito,

como o ouro, que já é extraído comercialmente com micro-organismos a partir

de resíduos, em Minas Gerais”.

O trabalho de “repescagem” de metais realizado pelas bactérias mineradoras

é barato, de fácil aplicação e manutenção, não tem gasto energético, não

envolve queima e não emite gases. Porém é preciso fazer uma adaptação para

cada tipo de minério, assegurando um ambiente ótimo no qual as bactérias

possam proliferar. “Às vezes precisamos tornar o meio mais ácido, às vezes

mais básico, por isso primeiro fazemos testes em laboratório, colocando as

bactérias diante dos minerais e avaliando quanto elas são capazes de

solubilizar. Depois vamos para as colunas de minerais, ainda em laboratório,

para observar o metabolismo, medir a oxidação e estudar os resíduos com

raios-X. Só então passamos para projetos semi piloto e piloto”, explica Denise,

atualmente encarregada de resolver o complicado caso da calcopirita, um

minério de cobre de interesse da Vale, empresa parceira neste projeto de

estudos.

A melhor parte da história é que as tais bactérias mineradoras também servem

para extrair metais pesados de resíduos perigosos, transformando-os em

materiais inertes. A experiência já foi realizada pela equipe de Araraquara

com lodo de esgoto contaminado. Após uma semana a dez dias de tratamento

com as bactérias, o lodo fica livre desses contaminantes e pode até ser usado

na agricultura, em lugar de ser destinado a aterros com isolamento.

“Os testes demonstraram ser factível esse tratamento do resíduo de esgoto”,

confirma a pesquisadora. Da mesma forma, micro-organismos mineradores

podem retirar qualquer traço de metais pesados das pilhas e baterias, que

então se tornariam resíduos inertes e poderiam ser descartadas no lixo comum.

“No Brasil ainda não temos esta linha de pesquisa com pilhas, mas a Argentina

já explora a possibilidade”, acrescenta.

Seja para aproveitar metais nobres até a última molécula, seja para separar os

perigosos metais pesados de montanhas de resíduos, nada como um caldinho

de bactérias para rapar tudo! Não é sem motivo, portanto, que um evento

renderá justa homenagem ao pesquisador que primeiro isolou essas micro

mineradoras brasileiras, Oswaldo Garcia Jr!

Mineração biológica

O mundo não se pode dar ao luxo de abrir mão da mineração, que é um dos

motores da economia global e que está na base de todas as demais

indústrias.

Mas talvez possa ser possível fazê-la de uma forma mais eficiente.

É nessa direção que caminham os esforços de cientistas que pretendem

substituir os métodos tradicionais da atividade mineradora por outros, que

se aproveitam do trabalho silencioso e invisível dos micro-organismos,

particularmente bactérias.

É a biomineração.

Bactérias naturalmente encontradas junto a grandes depósitos de cobre,

níquel e ouro vêm sendo estudadas por cientistas como Denise Bevilaqua,

do Instituto de Química da Unesp de Araraquara, que busca uma forma

economicamente viável de extrair esses minerais da natureza, por meio de

um processo conhecido como biolixiviação ou bio-hidrometalurgia.

Segundo a pesquisadora, a biomineração pode ser menos agressiva ao

ambiente.

"A grande vantagem," afirma a pesquisadora, "é que na biomineração a

liberação do material de interesse não exige queima, como nos métodos

tradicionais [pirometalurgia], o que elimina a emissão de gases poluentes,

como o monóxido de carbono e o óxido sulfuroso".

Biomineração de cobre

Os micro-organismos mineradores consomem substâncias conhecidas

como sulfetos, e os convertem em ácido sulfúrico, que acaba tornando

solúveis os minérios de interesse econômico. Estes, por sua vez, são

recuperados posteriormente, na forma sólida.

"Cerca de 20% do cobre produzido no mundo já é extraído por

biomineração, e boa parte dele vem do Chile, onde o processo está mais

desenvolvido", diz Denise.

Lá, pesa ainda o fato de ser muito caro levar uma infraestrutura complexa

até grandes altitudes, na região dos Andes. "Por isso os chilenos preferem

carregar equipamentos mais simples usados na biolixiviação, que é feita in

loco", acrescenta a pesquisadora.

Maior produtor mundial, o Chile foi responsável por 36% dos 16 milhões de

toneladas de cobre comercializados em 2010, segundo o Grupo

Internacional de Estudos sobre o Cobre (ICSG, na sigla em inglês). O Brasil

é o 15º maior produtor mundial do metal, com produção estimada de 230

mil toneladas em 2010.

Resíduos e dejetos

Espera-se também que a biomineração aumente a eficiência do processo

extrativo.

Os micróbios mineradores podem ser usados em materiais com baixo teor

do metal de interesse, quando o custo de empregar as tecnologias atuais

não compensa. Isso significa explorar depósitos que hoje são considerados

economicamente inviáveis.

Usar a mão de obra invisível também é conveniente quando o substrato é

complexo, porque aglutina diferentes tipos de minerais, o que hoje

representa um desafio para a mineração tradicional.

Biomineração substitui mineiros por bactérias

Mas o melhor de se colocar as bactérias para trabalhar como mineiras é

que elas conseguem retirar metais de resíduos e dejetos da indústria

mineradora, fazendo ao mesmo tempo a extração do material de interesse

econômico e o tratamento dos efluentes.

O grupo de pesquisa chefiado por Denise em Araraquara trabalha com a

calcopirita (CuFeS2), o minério bruto de onde é extraído o cobre.

Apesar de abundante, a calcopirita não é o subtrato que mais facilita o

trabalho bacteriano, por isso mesmo ninguém desenvolveu ainda um

método de larga escala para biomineração.

A bactéria eleita para a tarefa chama-se Acidithiobacillus ferrooxidans.

Não tão amigável

Para que o processo possa ser colocado em prática, nem sempre será

necessário que haja uma inoculação de bactérias no local.

O que pode ser feito é o despejo de um meio ótimo para que os micro-

organismos já presentes naquele material cresçam e se desenvolvam

satisfatoriamente.

Esse meio líquido seria despejado em uma pilha de minério, posta sobre

uma camada impermeabilizante e ligada a um sistema de drenagem.

Em alguns casos, é realizada também a inoculação da linhagem

desenvolvida, sempre em pilhas isoladas do restante da mina.

"É muito importante controlar o meio e impedir que ele vaze e alcance os

rios, já que todo processo de extração mineral é contaminante", pondera

Denise, ressaltando que a biolixiviação é um processo mais amigável ao

ambiente que os usados tradicionalmente, mas não chega a ser tão amigo

assim.

"É uma operação muito mais econômica e tem um gasto de energia bem

menor, mas não deixa de degradar. Tem que arrancar a pedra, quebrar,

explodir, não tem jeito."

Terras raras

Mas nem só com bactérias se faz biomineração.

O grupo de pesquisa coordenado por Sandra Sponchiado, também do

Instituto de Química de Araraquara, trabalha com fungos e já identificou em

certas espécies o potencial para obter metais valiosos por meio da

biossorção - nome dado aos processos em que um sólido de origem

biológica retém certos tipos de metal.

Os metais em questão são as cobiçadas terras raras, elementos químicos

do grupo dos lantanídeos - a penúltima linha da tabela periódica - que têm

grande valor por serem matérias-primas de boa parte dos aparelhos de alta

tecnologia desenvolvidos no Vale do Silício - smartphones e tablets, por

exemplo.

Nesse caso, empregam-se os chamados fungos filamentosos pigmentados.

Segundo Sandra, a presença dos pigmentos é justamente o que faz com

que a biomassa produzida pelo fungo tenha grande capacidade de se ligar

a metais.

O grupo de Sandra realizou um amplo estudo com diversas espécies de

fungos, o que levou à escolha definitiva de um deles: o Cladosporium sp.

"A grande vantagem dos fungos é que podemos obter a biomassa com

baixo custo. É muito barato cultivá-los", afirma a pesquisadora.

Atualmente ela trabalha com uma linhagem mutante da espécie Aspergillus

nidulans, isolada em seu laboratório, cuja capacidade biossortiva está se

mostrando superior à do Cladosporium.

"O intuito dessa pesquisa, na verdade, é fazer a extração desses metais

contidos em resíduos industriais", diz Sandra. "Há resíduos com

quantidades de terras raras que não podem mais ser retiradas por meio de

processos químicos. Com o alto valor que esses metais possuem, uma

biomassa de fungos que ainda consiga extrair mais um pouco pode ser uma

possibilidade interessante".

Pesquisa identifica bactérias em rejeitos de mineração no Pará

Além das aplicações biotecnológicas, será possível monitorar atividade

microbiológica

A metodologia empregada foi a espectrometria de massas com fonte de

ionização do tipo MALDI, acoplada a um analisador de massas do tipo TOF.

foto: freerangestock

Estudo conduzido no Instituto de Química (IQ) da Unicamp pela pesquisadora

Bruna Zucoloto da Costa promoveu o isolamento, identificação e triagem

enzimática de 189 bactérias presentes em rejeitos de mineração de cobre na

mina de Canaã dos Carajás, no Estado do Pará. A partir da triagem destas

bactérias será possível determinar eventuais aplicações biotecnológicas, como

a produção de fármacos, agroquímicos e outros compostos industriais.

Outro interesse biotecnológico é a obtenção de metais como cobre, urânio,

ouro e níquel a partir das ações destes microrganismos. Além das possíveis

aplicações biotecnológicas, o estudo possibilitará um monitoramento em longo

prazo da atividade microbiológica neste ambiente, que pode se tornar, ao longo

do tempo, extremamente ácido e nocivo.

A pesquisa, realizada como parte da tese de doutorado de Bruna da Costa,

contou com a parceria da mineradora Vale S.A e da Fundação de Amparo à

Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp). Trata-se de um Programa de

Apoio à Pesquisa em Parceria para Inovação Tecnológica (PITE), cujo objetivo

é intensificar o relacionamento entre universidades e empresas, por meio de

projetos cooperativos e cofinanciados. A pesquisa foi orientada pela professora

Anita Jocelyne Marsaioli, que atua no Departamento de Química Orgânica do

IQ.

Bruna da Costa explica que a busca por microrganismos capazes de sobreviver

a condições inóspitas, com elevada acidez, por exemplo, é importante para

aplicações biotecnológicas. De acordo com ela, microrganismos presentes

nestes meios possuem condições de resistência necessárias a muitas reações

químicas.

“A aplicação de um microrganismo em laboratório evolve, por exemplo,

condições específicas, seja em meios mais ácidos, mais básicos ou mesmo na

presença substratos tóxicos. Portanto, uma bactéria isolada de um ambiente

mais inóspito sobrevive melhor àquelas condições, ela é mais resistente. E

existe, dessa forma, uma chance maior de haver uma aplicação biotecnológica

com sucesso para este microrganismo. Isso foi um dos motivos de explorarmos

os rejeitos de mineração”, justifica a estudiosa da Unicamp.

“Outro fator é que os rejeitos de mineração de cobre são ricos em metais e

grande parte das enzimas é dependente de metais, principalmente, aquelas

que catalisam reações de oxidação”, complementa Bruna da Costa, que é

graduada em química pela Universidade Estadual de Londrina (UEL). Em seu

mestrado, defendido em 2011 no IQ, ela analisou a versatilidade enzimática

com vistas a aplicações em processos biotecnológicos. Seus estudos

prosseguem com pós-doutorado na área.

 

Biocatalisadores

A pesquisadora esclarece que enzimas são biomoléculas do grupo das

proteínas. Sua principal função é servir como catalisadoras de reações

químicas. Os catalisadores, por sua vez, aceleram a velocidade de uma reação

química sem serem consumidos durante o processo. Neste sentido,

os biocatalisadores – enzimas obtidas por meios biológicos – se destacam

como alternativa viável para a substituição gradual de processos químicos

tradicionais por processos químicos ‘verdes’.

Bruna da Costa informa que o desenvolvimento e aplicação industrial de um

novo biocatalisador envolve diversas etapas e áreas do conhecimento

científico. A primeira delas consiste na descoberta de novos biocatalisadores,

seja a partir de triagens de organismos na natureza, seja por técnicas de

engenharia genética.

A etapa seguinte compreende, de acordo com ela, a expressão dessas

enzimas em sistemas recombinantes, assim como a caracterização funcional

das mesmas e a avaliação das suas possíveis aplicações. Quando necessário

são empregadas etapas de melhoramento genético para otimização da atuação

catalítica. A etapa final consiste na produção de enzimas em escala industrial

para a aplicação direta na produção de compostos de interesse.

“Isolamos, a partir dos rejeitos de cobre, uma grande variedade de bactérias

para avaliar. Buscamos novas atividades catalíticas nestas bactérias. Elas já

tinham sido identificadas em outros ambientes, mas nem todas nesse ambiente

de rejeito. O principal foco do estudo foi avaliar o potencial enzimático desses

biocatalisadores”, delineia.

Ainda de acordo com ela, uns dos potenciais enzimáticos bastante requisitados

pelas empresas mineradoras são os que envolvem a obtenção de metais como

cobre, urânio, ouro e níquel a partir da atividade bioquímica de microrganismos.

Tais processos são denominados como biolixiviação, um dos focos dos

trabalhos futuros do grupo de pesquisa à qual Bruna da Costa faz parte.

 

Reações de interesse

A química acrescenta que o seu estudo ocupou-se de três reações

enzimáticas: hidrólise de epóxidos, hidrólise de ésteres; e oxidação de cetonas

e sulfetos. Estas reações são importantes para a produção de muitos

compostos de interesse farmacológico e industrial. Ela afirma que diversos

microrganismos, dentre os 189 triados, catalisam reações interessantes, tanto

de oxidação, hidrólise de ésteres, como de hidrólise de epóxidos.

“Observamos nos microrganismos presentes nestes ambientes atividades

enzimáticas importantes para aplicações futuras. Epóxidos são valiosos

intermediários sintéticos quirais para a preparação de moléculas

biologicamente ativas. Já as reações para a hidrólise de ésteres são relevantes

em diversos processos biotecnológicos. As de oxidação de cetonas e sulfetos

também. Entre as principais aplicações estão a produção de sabões, biodiesel,

fármacos, agroquímicos, cosméticos, entre outros”, completa.

 Coleta

A coleta das amostras foi realizada em fevereiro de 2012 pela professora Anita

Marsaioli na Mina do Sossego, no município de Canaã dos Carajás, no Pará.

Foram colhidos dois diferentes rejeitos aquosos, um recém-saído do processo

de flotação, e outro com lodo acumulado na margem da lagoa de

sedimentação, onde os rejeitos aquosos do processo de flotação são

desaguados. Também foi coletada uma amostra de minério moído não

concentrado. Os rejeitos aquosos gerados no processo de flotação da mina

seguem, por gravidade, para uma barragem com aproximadamente cinco mil

metros de extensão.

Bruna da Costa acrescenta que empregou uma metodologia promissora para

identificação: a espectrometria de massas com fonte de ionização do tipo

MALDI acoplada a um analisador de massas do tipo TOF. “Ela é bastante

versátil e robusta, capaz de produzir resultados confiáveis em uma escala de

tempo reduzida.” Com informações da Unicamp

Publicações

COSTA, Bruna Zucoloto da ; LIMA, M. L. S. O. ; BELGINI, D. ; OLIVEIRA, V. M.

; MARSAIOLI, A. J. . Identification and enzymatic potential of bactéria isolated

from copper mine drainage. In: VII Workshop on Biocatalysis and

Biotransformation & 1º Simposio Latinoamericano de Biocatálisis y

Biotransformaciones, 2014, Búzios.  

Abstracts of VII Workshop on Biocatalysis and Biotransformation, 2014.

 

COSTA, Bruna Zucoloto da ; LIMA, M. L. S. O. ; MARSAIOLI, A. J. .  

Catalytic potential of bacteria isolated from copper mine drainage.  

In: São Paulo Advanced School on Bioorganic Chemistry, 2013, Araraquara.

Abstracts of São Paulo Advanced School on Bioorganic Chemistry, 2013.

 

COSTA, Bruna Zucoloto da ; LIMA, M. L. S. O. ; FERREIRA, D. ; RODRIGUES

FILHO, E. ; PILAU, E. J. ; MARSAIOLI, A. J. . Isolamento de micro-organismos

de rejeitos de mineração de cobre e caracterização por MALDI-TOF. In: VI

Workshop de Biocatálise e Biotransformação, 2012, Fortaleza. Resumos do VI

BiocatBiotrans, 2012.

 

LIMA, M. L. S. O. ; COSTA, Bruna Zucoloto da ; MARSAIOLI, A. J. .  

Perfil enzimático de micro-organismos isolados de rejeitos de mina de cobre da

região de Canaã dos Carajás - PA. In: VI Workshop de Biocatálise e

Biotransformação, 2012, Fortaleza. Resumos do VI BiocatBiotrans, 2012.

 

Tese: “Processos biocatalíticos aplicando epóxido hidrolases, óxido redutases

e transaminases”

Autora: Bruna Zucoloto da Costa

Orientadora: Anita Jocelyne Marsaioli

Unidade: Instituto de Química (IQ)

Financiamento: Fapesp e Vale S.A

Bactérias são usadas para recuperar metais valiosos de sucata de

eletrônicos - janeiro de 2014

Uma técnica sustentável desenvolvida por um grupo de pesquisadores

da USP usa bactérias para extrair metais como cobre e ouro das placas

esverdeadas de fibra de vidro, presentes na maioria dos aparelhos

eletrônicos. Conhecido como bio-hidrometalurgia, o método oferece

vantagens econômicas e ambientais que possibilitam o aumento da

reciclagem desses equipamentos.

Matérias-primas para recuperação de cobre: placas de computador e

rochas como calcopirita e malaquita. Crédito: FAPESPUm estudo

recente da Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial (ABDI)

revelou que cerca de 1 milhão de toneladas de sucata eletrônica,

formada por monitores de computadores, telefones celulares,

impressoras e câmeras fotográficas, entre outros equipamentos, é

descartado todos os anos no Brasil. Apenas uma pequena parcela é

reciclada devido ao alto custo e poluição gerada pelas técnicas atuais no

país,um dos campeões mundiais na geração de lixo eletrônico.

“Já se usam bactérias para bioprocessamento de metais em minas ou

para a recuperação de rejeitos metálicos em barragens. A nossa ideia foi

usar o método para recuperar cobre a partir da sucata”, afirmou o

engenheiro metalúrgico e professor da Escola Politécnica da

Universidade de São Paulo (USP), Jorge Tenório.

Segundo Tenório, o minério de cobre extraído pela Vale tem uma

concentração de menos de 1% de cobre, enquanto uma placa de circuito

impresso de computador contém cerca de 30% do metal.

Atualmente já é possível reaproveitar o cobre e outros metais presentes

nas placas de circuito impresso por meio de processos químicos, mas

que resultam na emissão de gases poluentes. “A vantagem da nossa

técnica é ser mais barata do que as convencionais e não agredir o meio

ambiente”, diz Luciana Yamane, aluna de doutorado no grupo de

Tenório.

Luciana explica que o primeiro passo é o processamento mecânico das

placas de circuito. Elas são picotadas e trituradas em um moinho até

virarem grãos com até 2 milímetros de diâmetro. Em seguida, usa-se um

separador magnético para a retirada das partes contendo ferro e níquel.

“Trabalhamos somente com o resíduo não magnético, que é o que

contém cobre”, disse.

O próximo passo é adicionar os grãos da placa em uma solução aquosa

com ferro em sua forma solúvel (íon ferroso ou Fe+2). Quando a

bactéria Acidithiobacillus ferrooxidans linhagem LR é inoculada nesse

meio, ela oxida o íon ferroso, transformando-o em íon férrico (Fe+3).

Este, por fim, oxida o cobre, que é liberado dos grânulos da placa e é

dissolvido na solução, processo conhecido como biolixiviação.

Para Luciana, o grande desafio foi condicionar os microrganismos, cujo

hábitat natural são rochas contendo ferro, a sobreviver e se reproduzir

no meio líquido com as placas trituradas de circuito. “Sempre que

adicionávamos esses pedaços triturados no meio de cultura das

bactérias, elas morriam. Certos componentes das placas, como fibra de

vidro, resinas e materiais cerâmicos, são tóxicos para elas”, disse.

A saída foi fazer uma lenta adaptação do microrganismo às placas.

“Começamos misturando 1,25 grama de placa para cada litro de solução

contendo as bactérias. Selecionamos os microrganismos resistentes,

aumentamos sua população e elevamos a concentração. Repetimos

esse processo várias vezes até que, no final do estágio adaptativo,

conseguimos misturar 28 gramas de placa por litro. Quanto maior a

concentração, mais produtivo é o processo de recuperação do cobre.

Isso significa que mais placas podem ser processadas de uma só vez”,

afirmou Luciana.

Segundo o professor Tenório, o processo bio-hidrometalúrgico permite

extrair 99% do cobre presente no pó triturado das placas de circuito

impresso. Ele afirmou que o objetivo inicial da pesquisa não era

simplesmente recuperar o cobre dos circuitos impressos. Sua intenção

era criar uma sequência de etapas que, ao final, deixasse somente

resíduos de ouro impregnados nos grãos triturados das placas. “Esse

metal também está presente nas placas de circuito impresso numa baixa

concentração de 0,01%. Pode parecer um teor insignificante, mas 1

tonelada de placa contém 100 gramas de ouro”, disse.

“A cianetação, método para extração do ouro, não pode acontecer na

presença de outros metais, principalmente o cobre. Daí a importância de

recuperar primeiro o cobre para, depois, extrair o ouro das placas”,

afirmou Luciana.

As informações são da Revista Pesquisa, da FAPESP.

Bactéria que "come" cobre pode dar R$ 2,8 bi para Vale

Empresa que aproveitar metal que está no fundo de lagoa de descarte

A primeira etapa é identificar a bactéria ideal para 'comer' o cobre e

absorver o maior volume do metal

A Vale desenvolve, em parceria com a USP, uma tecnologia para identificar

bactérias e fungos capazes de "comer" cobre para, no futuro, aproveitar

economicamente os rejeitos produzidos no beneficiamento do mineral e

absorvidos por esses micro-organismos.

O projeto conta com financiamento não reembolsável (a fundo perdido)

de R$ 12 milhões do BNDES e contrapartida de R$ 3 milhões da Vale. A

pesquisa está em curso na barragem de rejeitos da mina de Sossego,

em Carajás (PA).

Nessa espécie de lago onde são depositadas as sobras do

processamento do cobre, há 90 milhões de toneladas de detritos -nelas,

há teor residual de 0,07% de cobre.

Ao preço atual do metal, a Vale teria receita bruta (sem descontar as

despesas) extra de US$ 1,4 bilhão (R$ 2,8 bilhões) com o

aproveitamento dos resíduos da barragem -mais do que a companhia

investiu, de 1997 a 2004, para colocar a mina em operação (R$ 1,2

bilhão).

"Será uma tecnologia revolucionária para o mundo da mineração. O

aproveitamento do cobre será muito maior do que hoje", disse Eugênio

Victorasso, diretor de operações de cobre da Vale.

Até a viabilidade econômica do projeto, porém, ainda há um longo

percurso. A primeira etapa é identificar a bactéria ou fungo ideal para

"comer" o cobre, com capacidade para absorver o maior volume

possível do metal.

Já foram coletadas 35 amostras de micro-organismos na própria

barragem de rejeitos, mas os 20 pesquisadores da Engenharia Química

da USP envolvidos na pesquisa voltarão ao local em busca de mais

amostras de bactérias e fungos, a fim de aumentar as chances de

selecionar os melhores.

Na segunda fase, a pesquisa se voltará ao desenvolvimento de um

processo para retirar dos micro-organismos o cobre absorvido por eles,

o que permitirá o aproveitamento comercial do produto.

Para Victorasso, porém, a etapa de seleção das bactérias é a mais

importante e a mais difícil. O segundo passo, diz, é "uma consequência

natural" do primeiro.

Se tiver êxito, será a primeira iniciativa no mundo a viabilizar

economicamente os rejeitos da mineração e beneficiamento do cobre.

O metal é raro na natureza. Em uma tonelada de minério extraída, só

existe de 0,9% a 1,5% de cobre puro. Na mina da Vale, o percentual é

de 1%. Por isso, o metal é valorizado: a tonelada é cotado na faixa de

US$ 7.600.

A cada ano, a Vale extrai 13 milhões de toneladas de minério bruto (com

cobre contido) da mina no Pará. Para abrigar o detrito, a Vale está

aprofundando em quatro metros a barragem de rejeito.

O Futuro da Mineração Passa Pelas Bactérias - December 2014

Algumas atividades humanas são tão antigas que parecem inatas a civilização.

A mineração, por exemplo, é parte fundamental de todas as revoluções

técnicas e econômicas do homem. O uso de microrganismos também não fica

atrás — quantos de nós estaríamos vivos se não fosse a cerveja fermentada

desde os tempos do Código de Hamurabi? Unir essas duas práticas soa tão

óbvio que até espanta dizer que isso está longe de ser regra na indústria. Algo

que a Itatijuca Biotech, uma empresa brasileira, quer mudar com a

biotecnologia.

“A indústria da mineração usa métodos consolidados e pouco inovadores. Eles

não são mais suficientes. Antigamente a quantidade de minério era grande,

então essa preocupação do método eficiente é relativamente nova”, me disse

Rafael Pádua, um dos fundadores da companhia. Ele e um de seus sócios, o

Erico Perrela, conversaram comigo na pequena sala 107 no prédio do Centro

de Inovação, Empreendedorismo e Tecnologia (CIETEC), a incubadora de

startups da USP, a Universidade de São Paulo.

Com pedras, um barril de lodo, algumas imagens e umas equações químicas

eles me explicaram como funciona a biolixiviação, a associação que eles

realizam entre bactérias e rochas. “A lixiviação é um processo de dissolução do

metal de uma rocha por um líquido, normalmente um ácido”, me disse o Rafael.

A Itatijuca faz isso com bactérias do gênero Thiobacillus que excretam um

líquido bem solubilizante. “É ácido sulfúrico porque é isso que essas bactérias

produzem e porque é um minério passível de dissolução por esse ácido.”

O minério pode ser a calcopirita, importante manifestação do cobre na

natureza. Em grandes tanques ou pilhas — chamadas carinhosamente de Kit

Kat —, rochas desse minério recebem uma solução de Thiobacillus. Dessa

mistura saem ácido sulfúrico, cobre e ferro, no caso da calcopirita, ou níquel,

cobalto e ouro em outros minérios. Tudo vem em maior quantidade que nos

processos tradicionais, segundo Erico. “Por serem velhos e pela indústria

mineradora não ser muito progressista, em geral, esses processos têm

desperdício e perda de performance.”

Ainda segundo ele, o uso dessa técnica reduz em 50% o custo de produção e

operação das mineradoras — o que não nos toca muito uma vez que os lucros

dessas megacorporações beiram os bilhões de dólares ao ano. A atuação

pouco agressiva desse método, contudo, interessa bastante a nós, pessoas

que habitamos esse pedaço de chão no universo. “Essas bactérias são

inofensivas para os seres humanos e o rejeito resultante do processo

biotecnológico tem baixo impacto ambiental”, disse Rafael.

“A ideia é que não tenha rejeito, isto é, que ele seja usado em outras coisas”,

explicou o Erico. A sílica resultante desse esquema poderia servir para

assentar estradas ou recompor uma área escavada na caça por minérios. No

modus operandi atual, toneladas de escória são levadas a gigantescos

reservatórios. O Brasil tem 379 barragens de rejeitos monitoradas pelo

Departamento Nacional de Produção Mineral (DNPM). Se em alguns casos

essas represas poluem o meio ambiente, imagine o que dizer dos depósitos

clandestinos?

As bactérias da Itatijuca nada têm a ver com isso. Na verdade, elas até gostam

de ambientes com presença de elementos perigosos aos seres humanos,

como ácidos. Encontrados naturalmente na natureza, os Thiobacillus foram

isolados na década de 60. “Eu conhecia o trabalho do professor Oswaldo

Garcia Jr, o pioneiro nessa técnica no país, e a esposa dele, a Denise

Bevilaqua, deu continuidade”, contou o Rafael. Em 2013, nasceu a Itatijuca

Biotech na tentativa de aplicar no Brasil o método que já vigora em países

como China e África do Sul.

A cadeia de produção da Itatijuca Biotech.

Hoje em dia, a startup mantém milhares de exemplares dessa bactéria

descansando em cepas laboratoriais. As pequenas amestradas entram em

atividade segundo a necessidade dos seus criadores que lhes dão nutrientes

conforme o tamanho da missão. Elas pouco trabalharam até agora porque o

Rafael e o Erico ainda estão em fase de negociação com algumas

mineradoras. “Parece que a gente está vendendo mágica”, disse Erico.

É bom que essas e outras magias da ciência estejam no radar de tudo quanto

for comendador da mineração por aí. Em um relatório de tendências para a

indústria, a consultoria Deloitte destaca a inovação como um imperativo para a

exploração de minérios. Com a escassez de recursos naturais, ambientes cada

vez mais extremos são explorados, impactos mais profundos são esperados e

orçamentos maiores são iminentes — um futuro distante caso bactérias como a

Thiobacillus trabalhem conforme o que tem no currículo.

TÓPICOS: bactérias, Microrganismos, sustentabilidade, mineração