La mina Wismut GmbH Schlema-Alberoda, una de las mayores operaciones de extracción de uranio del mundo ubicada en lo que fue la Alemania Oriental soviética, fue cerrada en 1990 tras la reunificación de Alemania. Desde entonces, el sitio ha enfrentado esfuerzos de remediación costosos y prolongados. La mina se inundó con agua subterránea que ha requerido tratamiento continuo debido a su contaminación con uranio altamente radiactivo.

El uranio en estado bruto es extremadamente radiactivo, y la exposición a él —por ejemplo, a través del consumo de agua contaminada— puede causar daños graves a los seres humanos y otros organismos vivos. Sin embargo, dentro del agua cargada de uranio de la mina existe un ecosistema completo de microorganismos que han evolucionado para vivir en estas condiciones extremas.

Investigadores del Centro Helmholtz Dresden-Rossendorf (HZDR) en Alemania y la Universidad de Granada en España descubrieron que estas bacterias pueden estabilizar el uranio bajo ciertas condiciones. El equipo de investigación, liderado por microbiologistas y ecólogos de recursos, recolectó muestras de agua de la entrada de la planta de tratamiento de la mina Wismut GmbH Schlema-Alberoda para sus experimentos.

"Nuestras investigaciones anteriores ya habían revelado que las bacterias pueden utilizar el uranio disuelto en agua para su metabolismo cuando tienen acceso a glicerol como fuente de alimento", explicó la microbióloga Evelyn Krawczyk-Bärsch del HZDR, según la publicación científica. "Nuestro estudio ha revelado por primera vez que las bacterias alimentadas con glicerol como fuente de carbono pueden convertir el uranio tóxico disuelto en agua en un compuesto químico estable."

Los investigadores crearon condiciones naturales para la comunidad bacteriana existente en el agua de la mina, replicando las características del ambiente subterráneo. "A una profundidad de aproximadamente 2.000 metros, generalmente hay poco o ningún oxígeno en la mina", señaló el microbiologista Antonio Newman-Portela del HZDR.

Cuando incubaron las bacterias con glicerol, descubrieron que convertían el uranio a un estado pentavalente. "El uranio generalmente ocurre con una valencia de 4 o 6. El uranio pentavalente existe, pero es raro o solo transitorio. Hasta ahora, se había visto en un estado de oxidación inestable", explicó Newman-Portela. En presencia de las bacterias, el uranio pentavalente se combina con hierro y oxígeno para formar FeU(V)O4, un compuesto que los científicos ya conocían pero que nunca habían visto formarse en la naturaleza ni sabían que las bacterias estuvieran involucradas en su creación.

Los resultados fueron notables: después de 130 días, solo alrededor del 5 por ciento del uranio disuelto en el agua permanecía en las muestras. Las bacterias no solo incorporaron el uranio en sus paredes celulares, sino que una proporción inusualmente alta de ese uranio estaba en estado pentavalente, lo que facilitaba la formación de FeU(V)O4, especialmente cuando las muestras de agua se secaban y se exponían al oxígeno.

La contaminación por uranio radiactivo es un problema global. Según los investigadores, en Estados Unidos, India, Canadá, Francia, Sudáfrica y Australia, el agua superficial y subterránea han superado en ocasiones las directrices de 0,03 miligramos por litro para la contaminación por uranio.

Durante los últimos tres decenios, la biorremediación ha sido explorada como una alternativa rentable al tratamiento fisicoquímico del agua. "Los estudios de campo utilizando métodos biológicos han demostrado una reducción sustancial de uranio mientras se evita la generación de lodos secundarios", escribieron los autores del estudio en Nature Communications.

Los investigadores subrayan que aunque sus hallazgos provienen de un escenario geoquímico específico, los procesos identificados son ampliamente aplicables a otras aguas contaminadas. Sin embargo, Krawczyk-Bärsch advierte que "aún tenemos que investigar en qué medida las bacterias podrían ayudar a hacer inofensivo el uranio para fines de remediación."

El potencial de estas bacterias como herramienta de limpieza representa un avance significativo en la búsqueda de soluciones sostenibles para la contaminación nuclear. Si se demuestra que el método es viable a escala industrial, podría revolucionar la forma en que se tratan los sitios mineros contaminados y las aguas subterráneas afectadas por uranio en todo el mundo, ofreciendo una alternativa más económica y menos invasiva que los métodos de tratamiento convencionales.