Las secas y áridas condiciones del desierto de Atacama en Chile podrían parecer inhóspitas para la vida, pero microorganismos conocidos como “extremófilos” viven ahí basados en una dieta de minerales y aire.

Bacterias, tales como la Acidithiobacillus ferrooxidans, catalizan el proceso de lixiviación en las minas de cobre al alimentarse del mineral, lo que produce el metal en forma líquida que luego es removido a través de la electrólisis. A las empresas mineras, esats bacterias come minerales pueden ahorrarles grandes cantidades de dinero al incrementar la eficiencia de la extracción de cobre.

La biolixiviación, como se conoce este proceso, es relativamente nueva en la industria minera mundial, pero Aguamarina -una pequeña empresa chilena de biolixiviación- está a la vanguardia de la investigación e innovación biominera a nivel mundial.

La historia de Aguamarina comenzó en el 2007 en la Universidad de Antofagasta donde trabajaba Pamela Chávez-Crooker, microbióloga con un posdoctorado de la Universidad de Hawaii y doctora de la Universidad de Kioto, cuando se dio cuenta de que había demanda por servicios de biolixiviación en la industria minera local.

Con su socio comercial y gerente general, Juan Manuel Aguirre, Chávez-Crooker creó Aguamarina y dedicó todo su tiempo a la empresa en el 2008.

Hoy en día, la compañía emplea a 16 científicos en su laboratorio de Antofagasta, incluidas 14 mujeres. “Es una discriminación positiva, la industria minera está muy dominada por hombres, pero muchos de los biólogos son mujeres”, destaca.
La lista de clientes de Aguamarina incluye a algunas de las mayores mineras presentes en el país: BHP Billiton, Xstrata, Collahuasi y Barrick.

“Estamos aquí por estas empresas, no podían comprar el servicio que entregamos en el mercado así que nos pagan para que lo desarrollemos”, afirma Chávez-Crooker.

La biolixiviación se da naturalmente en las minas de cobre, pero Aguamarina usa bacterias genéticamente modificadas para acelerar el proceso e incrementar el rendimiento de cobre por tonelada de mineral en un 2% o un 3%.

Este cobre adicional representa millones de dólares en ingresos para las empresas mineras, sostiene Aguirre, quien recientemente abrió una oficina en la comuna de Las Condes en Santiago para estar más cerca de las oficinas de los titulares de las firmas mineras.

Y los beneficios no se detienen ahí: la biolixiviación es también mucho más barata, más eficiente y más amigable con el medio ambiente que la lixiviación tradicional que emplea químicos tóxicos. “No hay que pagarle a las bacterias, trabajan gratis”, explica Aguirre, añadiendo que el proceso además usa mucho menos agua, lo que es importante en el desierto.

El emplazamiento de Aguamarina en Antofagasta, la mayor ciudad del norte de Chile, representa algunos desafíos logísticos: los suministros deben trasladarse en camiones desde Santiago y el equipamiento del laboratorio se envía ahí para reparaciones, sostiene Aguirre.

“Chile es un país muy centralizado y es casi imposible desarrollar una empresa cien por ciento fuera de Santiago”, destaca.

Pero estar cerca de las principales minas de cobre del país hace que la incomodidad valga la pena, señala Chávez-Crooker, añadiendo que los microbiólogos se van a Antofagasta por la posibilidad de trabajar para una de las pocas empresas de biominería de Chile.

Y la firma está creciendo rápido: comenzó con ventas de US$100.000, pero obtuvo cerca de US$400.000 en el 2009 y debería ganar un monto similar este año con planes para lanzar un nuevo producto en el mercado en el 2011.

Este nuevo producto, un dispositivo que permite a las empresas hacer un seguimiento a distancia de las bacterias en sus sitios de lixiviación mediante el uso de sensores especiales, fue desarrollado gracias a un subsidio de US$550.000 de Innova Chile, la rama de promoción de la innovación de la estatal Corporación del Fomento de la Producción (CORFO).

“No existiríamos hoy en día sin la CORFO, es muy difícil hacer investigación aplicada en Chile sin el respaldo del Estado”, indica Aguirre.

La empresa planea postular a un nuevo subsidio para trabajar en tecnología de biolixiviación en alianza con el J. Craig Venter Institute de San Diego, California.

Astrobiólogos de la University of Southern California, que estudian las condiciones para la vida en Marte, han desarrollado la tecnología que podría aumentar la velocidad del proceso de biolixiviación en hasta 10 veces, destaca.

“Las condiciones en Marte son similares a las del desierto, de modo que podemos aplicar la misma tecnología aquí para hacer que las bacterias sean mejores agentes oxidantes”.

Los científicos de Aguamarina recolectan muestras de la mina, las que se envían al laboratorio para su análisis. Los microbios se modifican genéticamente para aumentar su capacidad de oxidación y se envían de vuelta a la mina para su uso en biolixiviación.

Dado que las bacterias son diferentes en cada emplazamiento, el proceso tiene que ser personalizado. Si bien la mayor parte del trabajo de laboratorio se realiza en Antofagasta, algunas bacterias se envían a Corea del Sur para secuenciación de ADN, dado que la nación asiática tiene tecnología de vanguardia para este fin, explica Chávez-Crooker.

Aguamarina además analiza muestras de empresas en Estados Unidos, Brasil y Perú, y envía los resultados por Internet. “Somos una empresa global que está exportando conocimiento”, sostiene Chávez-Crooker.

La biolixiviación también tiene aplicaciones fuera de la industria minera. Por ejemplo, puede aumentar la producción de uranio, lo que ha generado interés en países del Medio Oriente, destaca.

En Chile, la Fuerza Aérea está interesada en usar microorganismos para proteger sus aviones de combate de las fracturas de metal ocasionadas por la corrosión. “si podemos encontrar un mecanismo para controlar la biocorrosión, podría usarse en casi cualquier industria”, asevera.

La biorremediación es otra área en donde se pone a trabajar a las bacterias. Los químicos en los relaves de minas abandonadas pueden derramarse, contaminando los suministros locales de agua con arsénico, cianuro y otros venenos. El proceso de Aguamarina emplea bacterias para remover las toxinas de la roca y el metal, lo que produce dióxido de carbono y nitrógeno como inofensivos subproductos.

No obstante, la investigación y el desarrollo de la biotecnología cuestan dinero. CORFO ha financiado a Aguamarina en las primeras etapas, pero para crecer a nivel mundial la empresa necesita recurrir a los mercados de capital de riesgo, señala Chávez-Crooker.

Esto podría ocurrir ya el próximo año: Chávez-Crooker recientemente presentó el modelo de negocios de la empresa a potenciales inversionistas en Estados Unidos con buenos resultados.

Estas reuniones fueron posibles gracias a Endeavor, organización estadounidense sin fines de lucro que otorga a los emprendedores prometedores como Chávez-Crooker acceso a inversionistas de capital de riesgo y universidades como MIT y Stanford. “Muchas puertas se nos han abierto gracias a Endeavor”, sostiene.

Chávez-Crooker además está postulando a Innova de CORFO para que su firma sea registrada como un laboratorio nacional de investigación, lo que entrega beneficios tributarios a las empresas avaluados en un 45% de su inversión. “Este es un incentivo para que las empresas inviertan en innovación”, afirma.

Aguamarina ya ha ganado reconocimiento por sus innovadores procesos de biominería: hace poco fue nominada a un premio Avonni Innovation.

No obstante, si todo sale de acuerdo a lo planeado, el modelo de negocios de la empresa cambiará en el 2011 con un nuevo producto en el mercado, capital “inteligente” y nuevos subsidios de investigación. “Será un gran año”, señala Chávez-Crooker.

Aguamarina es también el nombre de una piedra semipreciosa que se encuentra en el desierto. “Es como un microorganismo, algo tan pequeño que uno no lo puede ver, pero que se sabe que está ahí”, sostiene.

Los microorganismos responsables del éxito de Aguamarina son invisibles a simple vista, pero no se necesita un microscopio para ver el futuro de esta compañía.

Chávez-Crooker y su equipo han demostrado que los científicos chilenos tienen el talento y la creatividad para ser líderes mundiales en biominería. Ahora, gracias a la cooperación con universidades en Estados Unidos e inversionistas de capital de riesgo, Aguamarina está lista para dar el próximo gran paso.

Julian Dowling es editor de bUSiness CHILE

The dry, arid conditions in Chile’s Atacama Desert may seem inhospitable to life, but microorganisms known as “extremophiles” thrive there on a diet of minerals and air.

Aguamarina’s story begins in 2007 at the University of Antofagasta where Pamela Chávez-Crooker, a microbiologist with a post doctorate from the University of Hawaii and a PhD from the University of Kyoto, was working when she realized there was a demand for bioleaching services in the local mining industry.

With her business partner and CEO, Juan Manuel Aguirre, she created Aguamarina and devoted herself fulltime to the endeavor in 2008.

Today, the company employs 16 scientists at its lab in Antofagasta, including 14 women. “It is positive discrimination, the mining industry is very male-dominated but many biologists are women,” she notes.

Aguamarina’s list of clients includes some of the largest mining firms in the country - BHP Billiton, Xstrata, Collahuasi and Barrick.

“We are here because of these companies, they couldn’t buy the service we provide in the market so they pay us to develop it,” says Chávez-Crooker.

Bioleaching occurs naturally in copper mines, but Aguamarina uses genetically modified bacteria to speed up the process and increase the copper yield per ton of ore by 2% or 3%.

This extra copper represents millions of dollars in income for mining companies, says Aguirre, who recently opened an office in Santiago’s Las Condes neighborhood to be closer to their head offices.

And the benefits don’t stop there - bioleaching is also much cheaper, more efficient and environmentally friendly than traditional leaching which uses toxic chemicals. “You don’t have to pay the bacteria, they work for free,” explains Aguirre, adding the process also uses much less water, which is important in the desert.

Aguamarina’s location in Antofagasta, the largest city in northern Chile, presents some logistical challenges - supplies must be trucked up from Santiago and lab equipment sent there for repairs, says Aguirre.

“Chile is a very centralized country and it’s nearly impossible to develop a company 100 percent outside Santiago,” he notes.

But being close to the country’s main copper mines is worth the inconvenience, says Chávez-Crooker, adding that microbiologists are drawn to Antofagasta by the chance to work for one of Chile’s few biomining companies.

And the company is growing fast - it started with sales of US$100,000, but brought in around US$400,000 in 2009 and should earn a similar amount this year with plans to launch a new product in the market in 2011.

This device, which allows companies to remotely monitor bacteria in their leaching sites using special sensors, was developed thanks to a US$550,000 grant from CORFO Innova, the government’s innovation promotion arm.

“We wouldn’t exist today without CORFO, it’s very difficult to do applied research in Chile without state support,” says Aguirre.

The company plans to apply for another grant next year to work on bioleaching technology in partnership with the J. Craig Venter Institute in San Diego, California.

Astrobiologists at the University of Southern California, studying the conditions for life on Mars, have developed technology that could increase the speed of the bioleaching process by up to ten times, she notes.

“The conditions on Mars are similar to the desert, so we can apply the same technology here to make bacteria into better oxidizers.”

Aguamarina’s scientists collect samples from the mine, which are sent to the lab for analysis. The microbes are then genetically modified to boost their oxidation capacity and sent back to the mine for use in bioleaching.

Since the bacteria are different in each location, the process has to be customized. Although most of the lab work is done in Antofagasta, some bacteria are sent to South Korea for DNA sequencing, which has state-of-the-art technology for this purpose, explains Chávez-Crooker.

Aguamarina also analyzes samples for companies in the United States, Brazil and Peru, and sends the results online. “We are a global company that is exporting knowledge,” says Chávez-Crooker.

Bioleaching also has applications outside the mining industry. For example, it can increase uranium production, which has generated interest from countries in the Middle East, she notes.

In Chile, the Air Force is interested in using microorganisms to protect its fighter jets from metal fractures caused by corrosion. “If we can find a mechanism to control biocorrosion, it can be used in almost any industry,” she says.

Bioremediation is another area where bacteria are put to work. Chemicals in the tailings at abandoned mines can trickle out, polluting local water supplies with arsenic, cyanide and other poisons. Aguamarina’s process uses bacteria to remove the toxins from the rock and metal, producing carbon dioxide and nitrogen as harmless by-products.

But biotech research and development costs money. CORFO has financed Aguamarina in the early going but to grow globally it needs to tap venture capital markets, says Chávez-Crooker.

This could happen as early as next year - Chávez-Crooker recently pitched the company’s business model to potential investors in the United States with good results.

These meetings were made possible by the U.S. non-profit organization Endeavor which gives promising entrepreneurs like Chávez-Crooker access to venture capitalists and universities like MIT and Stanford. “Many doors have opened for us thanks to Endeavor,” she says.

Chávez-Crooker is also applying to CORFO Innova to be listed as a national research laboratory, which provides a tax benefit to companies worth 45% of their investment. “This is an incentive for companies to invest in innovation,” she says.

Aguamarina has already won recognition for its innovative biomining processes – it was recently nominated for an Avonni Innovation award.

But if all goes to plan, the company’s business model will change in 2011 with a new product in the market, “smart” capital and new research grants. “It’s going to be a big year,” says Chávez-Crooker.

Literally “sea water,” Aguamarina is also the name of a semi-precious stone found in the desert. “It’s like a microorganism, something so small you can’t see but you know is there,” she says.

The microorganisms responsible for Aguamarina’s success are invisible to the naked eye, but you don’t need a microscope to see the future for this company.

Chávez-Crooker and her team have shown that Chilean scientists have the talent and creativity to be world leaders in biomining. Now, thanks to cooperation with U.S. universities and venture capitalists, Aguamarina is poised to take the next big step.

Julian Dowling is editor of bUSiness CHILE