Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica

– El método, creado  por Codelco a través de su empresa filial Biosigma, disuelve azufre y hierro para extraer cobre desde minerales de baja ley a menores costos y más rápido que los métodos tradicionales.

– En este desarrollo jugó un importante papel un grupo de investigadores de la Universidad de Chile, afiliados al Centro de Modelamiento matemático, CMM (centro de investigación financiado por CONICYT), quienes aportaron a esta innovación desde la bioinformática y la matemática genómica.

La iniciativa buscaba aplicar los recientes avances en genómica, proteómica y bioinformática a la minería, incorporando a un grupo multidisciplinario de investigadores.

Tras 12 años de experimentos, estudios, pruebas de laboratorios, generación de pilotos, creación de prototipos y testeos a niveles semi industrial e industrial, se obtuvo la creación de una tecnología industrial, que permite la obtención de cobre gracias a la acción de bacterias.

Se trata del proceso de biolixiviación a través del cual, microorganismos disuelven el hierro y el azufre para liberar el cobre desde minerales de baja ley, en un método más eficiente y con costos más bajos a los existentes.

Biosigma, la empresa que desarrolló esta tecnología, nació en 2002 como parte del programa gubernamental Genoma Chile y buscaba aplicar los recientes avances en genómica, proteómica y bioinformática a la minería, incorporando a un grupo multidisciplinario de biólogos, microbiólogos, biotecnólogos, ingenieros químicos, ingenieros de mina, entre otros, desarrollando tecnologías competitivas en la industria de la biotecnología que permitieran logros de innovación pioneros en el mundo.

En 2002 Biosigma llamó a un concurso internacional buscando ideas que permitiera llevar a cabo el proyecto, lo que permitió la entrada del Centro de Modelamiento Matemático, CMM, de la Universidad de Chile, que en ese momento recibía financiamiento de CONICYT a través del Fondo de Financiamiento de Centros de Investigación en Áreas Prioritarias, FONDAP, y más tarde a través del Programa de Investigación Asociativa, PIA.

Los destacados investigadores del CMM, Alejandro Maass y el Premio Nacional de Ciencias Exactas, Servet Martínez, junto al biólogo del INTA Mauricio González, presentaron  y se adjudicaron la construcción de un laboratorio de referencia en materia bioinformática y de modelamiento matemático, LMBG, hoy conocido como Mathomics.

“Participaron más de 60 propuestas y la nuestra fue la única propuesta chilena que se mantuvo por más de 12 años trabajando en este proyecto”, recuerda Maass, director del laboratorio de bioinformática Mathomics del CMM. Además, cuatro universidades japonesas fueron seleccionadas por Biosigma.

Los académicos incorporaron a la investigación los análisis bioinformáticos que dieron origen a las herramientas que sirven de soporte a las tecnologías de biolixiviación de sulfuros de cobre

Los académicos incorporaron a la investigación los análisis bioinformáticos que dieron origen a las herramientas moleculares que hoy sirven de soporte a las tecnologías de biolixiviación de sulfuros de cobre. Fueron responsables del secuenciamiento y ensamble la selección de bacterias biomineras que la filial de Codelco había elegido por su eficiencia para biolixiviar sulfuros de cobre.

Más tarde pasaron a una etapa donde el estudio de la expresión de genes dio pistas del funcionamiento de las bacterias en condiciones mineras. En la última fase estudiaron los flujos metabólicos o series de reacciones que ocurren en las células de estos microorganismos y la relación entre ellos utilizando ingeniería metabólica y metabolómica.

“Es un producto que protegimos en conjunto con Biosigma en países como Sudáfrica, Estados Unidos, Australia, México, Canadá, Chile y Perú, a través de una serie de patentes del sistema de biomonitoreo de las pilas de biolixiviación. Se trata de marcadores súper específicos de la presencia de las bacterias seleccionadas por la empresa. Este sistema forma parte hoy de una de las etapas de la tecnología mostrada por Biosigma hace unos días”, explica Alejandro Maass.

Aplicación tecnológica
En paralelo, la filial de la minera estatal fue escalando el proyecto hasta llegar a las aplicaciones industriales que fueron validadas en la división Radomiro Tomic de Codelco en 2013. En 12 meses, esta prueba recuperó 30% más de cobre fino que los sistemas convencionales, aumentó la rapidez de recuperación del mineral y extrajo –a temperatura ambiente– entre ocho y 14 veces más cobre desde calcopirita que los métodos existentes. Es el final abierto de una historia que aún continúa cuando esta división integre el nuevo método a sus planes de producción a partir del segundo semestre de este año y que significó un avance gigante en los campos de la bioinformática y la matemática del genoma.

“El desafío más importante para todos fue avanzar en temas que se abrían en el mundo en paralelo. Hay que recordar que el genoma humano y las tecnologías de secuenciación datan de fines de los 90 e inicios de 2000 y no siempre estaban las herramientas: había que generarlas, adaptar ideas  y a su vez coordinarse muy bien con las necesidades del proyecto”, recuerda Alejandro Maass.

Así, el proyecto no solo redundó en resultados de investigación que se concretaron en seis patentes, sino también en la formación de capital humano, agrega el director de Mathomics: “Esto permitió generar una masa crítica de jóvenes que fueron de a poco insertándose en doctorados en bioinformática u otros temas en el mundo y generando un grupo de clase mundial en el CMM que ha asumido otros proyectos de igual o mayor magnitud en el tiempo. Muchos de estos jóvenes regresaron a Chile para potenciar áreas de la bioinformática y otro grupo se quedó en centros de bioinformática de primer nivel en Estados Unidos o Europa”.

Propiedad intelectual
BioSigma ha desarrollado tecnologías y derechos de propiedad intelectual, generando más de 160 solicitudes de patentes en Chile y el exterior. Actualmente tiene 82 patentes concedidas en los principales países mineros, incluyendo Estados Unidos, Australia, Perú, Sudáfrica, sobre microorganismos, sistemas de producción y biomonitoreo de microorganismos, sistemas de inoculación en pilas y botaderos, pilas bioreactores, entre otras innovaciones.