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Sunday, March 10, 2013

Aliados inesperados ayudan a bacterias para limpiar el uranio del agua subterránea.

De izquerda a derecha: Sam Webb, John Bargar y Juan Lezama-Pacheco



Los investigadores descubrieron que las bacterias no necesariamente van directamente hacia el uranio, como se pensaba a menudo . La bacteria produce sus propios aliados, incluso más pequeño que nanopartículas de  sulfuro de hierro. Entonces, trabajando juntos, las bacterias y las moléculas de sulfuro de hierro de agarre de una forma altamente soluble de uranio conocido como U (VI), o uranio hexavalente, y transformarlos en U (IV), una forma menos soluble que es mucho menos probable que difundir a través de la capa freática. 

Según Bargar, esta asociación recién descubierto puede ser la base de un proceso global geoquímica que forma depósitos de mineral de uranio. Y todo se hace con uno de los tipos más básicos de las reacciones químicas conocidas: " Redox".La fotosíntesis implica reacciones redox, como lo hace la respiración celular. Hierro se oxida para formar óxido; baterías dependen de las reacciones redox para almacenar y liberar energía.
 El estudio, publicado el lunes Proceedings of the National Academy of Sciences, se llevó a cabo en Old Rifle sobre el río Colorado,el cuál está contaminada con uranio y es el foco de los estudios de campo de biorremediación a cargo de un equipo más grande de los científicos del Lawrence Berkeley National Laboratory y financiado por el Departamento de Energía de la Oficina de Investigación Biológica y Ambiental. Como parte de su estudio, el equipo de LBNL añadió acetato - esencialmente vinagre - al acuífero de una serie de pozos de inyección para "alimentar a los bichos", como lo expresó Bargar, permitiendo que fluya a lo largo de acetato del acuífero alrededor de los pozos. El equipo de SLAC quería saber qué pasó con el uranio durante la biorremediación. "No quería estudiar uranio sólo en el laboratorio", dijo Bargar. "Queríamos comprender el comportamiento redox de uranio en un ser vivo, acuífero". Vieron un panorama más amplio, que incluye un molecular a escala micrométrica vista de lo ocurrido a los otros elementos del acuífero, como el azufre y el hierro.
 Durante una serie de reacciones redox, los microbios se alimentaron en el acetato, y luego pasar electrones extra de su comida vinagre. Esto libera azufre de los sulfatos. Una mirada más cercana a la tierra, proporcionada por imágenes de microscopía de rayos X tomadas en el Stanford Synchrotron Radiation Lightsource e imágenes de microscopía electrónica registrada por sus colaboradores en el Instituto Suizo Federal de Tecnología en Lausanne, Suiza, reveló que el azufre se combina con el hierro en el suelo para formar nanopartículas de sulfuro de hierro, lo que hizo el trabajo de transformar el uranio. Al mismo tiempo, los polímeros orgánicos producidos por bacterias tomaron el uranio transformado y lo inmovilizaron. El descubrimiento de que las bacterias trabajen juntos para transformar los minerales de uranio fue una sorpresa, dijo Bargar. Dijo que el descubrimiento de que una variedad de procesos de inmovilizar el uranio arroja luz sobre las observaciones anteriores, aparentemente contradictorias, y también explica cómo el proceso puede continuar incluso cuando los insectos comiendo uranio son escasos. Una mejor comprensión de los métodos naturales para la concentración de uranio también podría conducir a métodos más eficientes y amigables con el ambiente para la minería de uranio. Pero como científico, que aprecia la visión que se le ha dado a la capacidad de la naturaleza para realizar múltiples tareas. "En un principio queríamos ver lo que pasó con uranio y cómo podría ayudar la tecnología de biorremediación para tener éxito", dijo. "Pero los resultados son científicamente mucho más profundo que eso." Y puesto que su hipótesis original se centró en bacterias solas, es un poco humillante, demasiado. "Como es habitual en la ciencia", dijo Bargar, "you learn your original ideas were a little naive, but finding out what's really going on is very exciting." 


Sunday, September 23, 2012

Un reactor nuclear natural.

      Gabón probablemente sea uno de los nombres de países que sólo hemos oído una o dos veces, y alguna de ellas fue en una clase de Geografía, o en algún partido de la selección de este país. En caso de que no hayas oído acerca del país africano, aquí te presento algunos datos: 
  • Gabón es un país situado en la costa oeste de África central. 
  • Su capital y ciudad más poblada es Libreville.
  • Su idioma oficial es el francés. 
  • El nombre Gabón proviene de la palabra portuguesa Gabão, que fue dado por los portugueses que llegaron aproximadamente en el Siglo XV. 
  • Gabón logró su independencia de los franceses en el año de 1960.
Ya sé que todo lo anterior no tiene mucho que ver con la ciencia. Sin embargo, Gabón tiene una extraña curiosidad natural en una de sus ciudades, Oklo. Debido a la explotación mineral que se realizaba en esta ciudad, en 1956, se descubrió la existencia de Uranio en una mina organizada por los franceses, quienes lo extrajeron por alrededor de 40 años para sus reactores nucleares.

En alguno de esos 40 años, durante a realización de pruebas de seguridad rutinarias, se encontró una concentración inusual de Uranio-235 (la concentración era de 0.717 %, cuando lo normal ronda una concentración de 0.720 %).Fue entonces cuando todos se comensaron a preguntar ¿Qué era lo que había pasado con el Uranio-235 faltante? Debido a ello, el Commissariat à l'énergie atomique (CEA), que se puso a investigar al respecto, encontró vetas de Uranio natural con concentraciones de 235U muy muy bajas. Ese descubrimiento llevo a geólogos y científicos a crear una teoría para el Uranio faltante. Se cree que hace aproximadamente 2000 millones de años, durante el periodo Precámbrico, tuvo lugar  una reacción nuclear en cadena auto-sostenida (reactor nuclear), que duró durante unos cuantos de miles de años. Para empezar, en ese tiempo, la concentración de Uranio-235 era basta, quizá de un 3%, cifra que es muy parecida a la que podemos encontrar en algunos reactores nucleares actuales. 

Aquel Uranio-235, se desintegraba, pero ese proceso estaba catalizado por aguas subterráneas, que hacían el papel de moderadores de neutrones. Cuando la fisión del iba más rápido, elevaba la temperatura del agua, que consecuentemente se evaporaba, lo que hacía que el "reactor" parara la reacción. El proceso descrito ocurría continuamente, en un lapso de unas tres horas, en dónde treinta minutos el Uranio-235 reaccionaba, y luego se tenían dos horas y media de enfriamiento.


Reacción Nuclear de Fisión del Uranio.

Oklo era así un todo un buen reactor nuclear, que produjo una cantidad inmensa de energía durante su funcionamiento. Hubo algunos científicos, como es el caso del físico norteamericano P. K. Kuroda, que profundizaron más acerca de este llamado "reactor nuclear natural". Hoy en día, gracias al trabajo de Kuroda, conocemos las condiciones bajo las cuáles trabajaba el Uranio en Oklo. De acuerdo con Kuroda, el reactor de Oklo funcionó por 500, 000 años. 

Interesante, ¿no?.
Para saber más: 

 

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