Estudio FE-SEM de las muestras atacadas con microorganismos

Se realizó el ataque de los tres sulfuros metálicos con una disolución del cultivo mesófilo siguiendo el procedimiento descrito en el apartado 4.3. Posterior al ataque, se procedió a preparar las muestras minerales para el punto crítico como se describe en el apartado 4.4.3.

Calcopirita

La figura 5.21 (a) muestra las colonizaciones bacterianas dispersas sobre la superficie de calcopirita, al hacer un acercamiento a las zonas de mayor población (figuras 5.21 (b) y 5.21 (b)) se puede observar que las bacterias tienen preferencia a adherirse en las superficies agrietadas del mineral. Este suceso ya ha sido observado anteriormente y se debe a que las grietas poseen mayor rugosidad que la superficie pulida del sulfuro, dejando más expuestos los elementos nutrientes necesarios para las bacterias que posee el mineral [21, 38, 48]_.

Estudios han demostrado que el ataque microbiano sobre la superficie de la calcopirita está formado por cuatro etapas: en la etapa 1 las bacterias presentes en la solución se transfieren a la superficie de mineral, en la etapa 2 las bacterias se adhieren a la superficie mineral (en esta etapa el 98% de las bacterias se adhieren a la superficie), en la etapa 3 comienza la formación de la EPS y en la etapa 4 las colonias formadas se expanden y forman la biopelícula sobre la superficie [24]_.

Una vez formada la biopelícula uniformemente sobre toda la superficie, el movimiento de las bacterias se ve limitado y el trabajo de lixiviación pasan a realizarlo los iones de Fe (III) disueltos en la biopelícula [24]_.

(a)

(b) (c)

Figura 5. 21 Estudio FE-SEM de la superficie de la calcopirita atacada con

microorganismos: (a) Micrografía de la superficie don se observan colonias bacterianas. (b) y (c) Acercamiento de distintas zonas con gran población bacteriana.

Figura 5. 22 Estudio FE-SEM de la superficie de calcopirita atacada con microorganismos donde se observa la presencia de microorganismos

Pirita

En la superficie de la pirita también se pudo observar la colonización de las bacterias pertenecientes al cultivo mesófilo (figura 5.23 y 5.24).

Flagelos Flagelos

(a (b)

Figura 5. 23 Estudio FE-SEM de la superficie de la pirita atacada con microorganismos.

En la superficie de la pirita la presencia de colonias bacterianas no fue muy evidente, aun así, es posible observar algunas bacterias aisladas (figura 5.23). La observación de los apéndices y la formación de precipitados (figura 5.24) son indicadores de una interacción entre las bacterias y la superficie mineral. Estudios realizados anteriormente sobre la formación de biopelículas durante la biolixiviación de pirita, muestran que las bacterias forman una biopelícula de entre 30µm-50µm de espesor y que en la etapa

(c (d

(a (b

Flagelos

Flagelos

Figura 5. 24 Estudio FE-SEM de la superficie de la pirita atacada con microorganismos: (a) y (b) Acercamiento de la superficie donde se observan lo apéndices bacterianos. (c) y

(d) Acercamiento de la superficie donde se observa la formación de un precipitado.

Apéndices

Apéndices

Bacterias

Precipitado Precipitado

inicial del crecimiento, las biopelículas no se forman uniformemente sobre la superficie del mineral, sino que se forman microcolonias aisladas separadas por canales de agua. Después de unos días, una significativa cantidad de Fe (III) se forma en toda la superficie mineral y la biopelícula se hace más uniforme [23]_.

Enargita

La presencia de colonias bacterianas también se obtuvo en la superficie de la enargita como se muestra en la figura 5.25. Se puede observar que esta colonización no se produjo de manera concentrada en zonas específicas, sino que se produjo en toda la superficie.

Figura 5. 25 Estudio FE-SEM de la superficie de la enargita atacada con microorganismos.

En la figura 5.26 se puede observar la presencia de una película que contiene microorganismos (zona clara)

En la micrografía anterior se puede observar que existe gran población de bacterias distribuidas de manera homogénea sobre la superficie del mineral e incluso parece apreciarse la formación de EPS sobre las bacterias y el sulfuro (figura 5.26 (a)), indicando que hubo una adhesión adecuada de las bacterias a la superficie.

Al hacer una comparación entre los resultados obtenidos para la calcopirita, pirita y enargita, se puede observar que la mayor colonización se presentó en la superficie de la calcopirita, mientras que la superficie de la pirita y la enargita presenta una escasa concentración de microorganismos colonizadores.

Las imágenes de la colonización bacteriana de la enargita no se corresponden con los resultados obtenidos en el estudio SEM-EDX en donde se obtuvo que este mineral había sufrido el mayor ataque. Esto puede deberse a que las imágenes obtenidas por FE-SEM, muestran una

(a (b

Figura 5. 26 Estudio FE-SEM de la superficie de la enargita atacada con

microorganismos: (a) Micrografía donde destaca la formación de una película (zona clara). (b) Acercamiento de la micrografía a en la zona señalada.

magnificación que el SEM, por lo que pudiese obviarse la cantidad total de microorganismos presentes en la superficie.

CAPÍTULO VI

CONCLUSIONES

La población de bacterias utilizadas en el estudio son mesófilas, acidófilas y de caráter hierro oxidantes.

La formación de biopelículas ocurrió sobre la superficie de los tres sulfuros metálicos estudiados: calcopirita, pirita y enargita.

Se encontró que para los tres sulfuros estudiados las bacterias tuvieron preferencia a colonizar zonas con mayor exposición de superficies o muy rugosas, debido a que en estas zonas las bacterias necesitan una menor deformación para colonizar mayor superficie.

En la superficie de calcopirita, la colonización bacteriana ocurrió en mayor cantidad sobre las grietas del sulfuro en vez de sobre la fase pirítica presente en la matriz.

La matriz de la enargita fue la más afectada por el ataque microbiológico debido a la abundante población bacteriana y la disposición homogénea de biopelículas en su superfcie.

Los resultados confirman que la rugosidad juega un papel importante al momento de la selección de la zona de adhesión por parte de las bacterias.

CAPÍTULO VII

RECOMENDACIONES

Realizar un análisis de microbiología molecular para determinar el tipo específico de bacterias utilizadas.

Estudiar la relación directa entre la rugosidad y los tiempos de ataque para la calcopirita, pirita y enargita.

Comparar el ataque sobre las superficies minerales de microorganismos termófilos.

CAPÍTULO VIII

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