Los organismos llamados extremófilos habitan en lugares con condiciones difíciles, dañinas o hasta letales para la mayoría del resto de los seres vivos. Generalmente son organismos microscópicos capaces de resistir circunstancias extremas y la combinación de ellas, como altas temperaturas, presión, radiación, desecación, salinidad, acidez y disponibilidad de oxígeno, así como falta de nutrientes o energía. Muchos de estos viven y se alimentan en sitios que van desde fuentes hidrotermales en el fondo oceánico hasta lagos de hielo perpetuo.

Algunos de estos seres vivos incluso se han vuelto un modelo para que en el futuro de las misiones espaciales se busque vida microscópica en lugares como el planeta Marte o en las lunas de Saturno. Es con un tipo de microorganismos como estos que investigadoras del Instituto Mexicano del Petróleo (IMP) desarrollaron una fórmula para extraer hidrocarburos de pozos difíciles.

Con el proyecto Tecnología de recuperación de hidrocarburos vía microbiana, Patricia Olguín Lora, Teresa Guadalupe Roldán Carrillo y Gladys Teresa Castorena Cortés, investigadoras de la Dirección de Investigación en Exploración y Producción del IMP, obtuvieron el Premio a la Innovación Científica y Tecnológica en Ingeniería en el Sector Energético, en la categoría Mujeres en la ingeniería. Dicho proyecto no solo incrementa la recuperación del hidrocarburo, sino además mejora el proceso para hacerlo menos contaminante y a costos competitivos. Además, ha sido implementado y evaluado en laboratorio y en campo a nivel de pozo-yacimiento, y ha logrado seis patentes, dos en Estados Unidos, dos en México y dos en Canadá, así como el registro de la marca IMP-RHVM®.

En entrevista, Gladys Castorena explica cómo funciona la tecnología y a partir de qué microorganismo lograron desarrollarla. “El proyecto consiste en un proceso biotecnológico para incrementar la recuperación de hidrocarburos en pozos maduros. Actualmente ya existen diversas técnicas para recuperar el petróleo, algunas de las cuales emplean químicos que reducen la viscosidad o aumentan la presión. Nuestra innovación es que nosotras adicionamos microorganismos extremófilos”.

Éstos son muy especiales, dice, y tienen la capacidad de resistir temperaturas de hasta 80 grados y presiones arriba de dos mil. “Dentro del pozo tienen la capacidad de producir sustancias, como el dióxido de carbono (CO2) que reducen la viscosidad, además de generar moléculas biotensoactivas”. Añade que el sistema ya fue probado en un pozo mexicano con resultados positivos, lo que demuestra la viabilidad de la tecnología.

La científica explica que para desarrollar la formulación, han empleado microorganismos del tipo llamado arqueas, que son de la familia con un complejo mucho más antiguo que las propias bacterias y que están adaptadas para sobrevivir en condiciones extremas.

Arqueas termófilas

De acuerdo con la Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO), las arqueas son organismos unicelulares carentes de núcleo y aunque son muy parecidas a las bacterias, por sus características tan particulares se consideraron como una forma de vida más en la Tierra, distinta a la de las bacterias, pero también al resto de seres vivos que conocemos como las plantas, animales, hongos y protozoarios.

“Aunque son comunes en los ambientes terrestres y marinos, algunas tienen hábitos de vida tan peculiares que se han ganado el adjetivo ‘extremófilas’, debido a que están adaptadas a vivir en lugares donde las condiciones ambientales son extremas: altas o bajas temperaturas; elevadas concentraciones de sal o bajos pH”.

Añade que las arqueas termófilas (afines al calor) son capaces de crecer a elevadas temperaturas, desde 80 a 100 grados, como las que se encuentran en los manantiales termales y géiseres, hasta los 400 grados que se registran en las chimeneas hidrotermales del fondo marino.

Este es el tipo de arqueas que las investigadoras del IMP emplean.

“¿Qué hacemos cuando queremos acabar con una bacteria en un hospital? Esterilizamos el lugar o material: calentamos por arriba de los 50 grados y mueren. En cambio, estos microorganismos extremófilos necesitan de altas temperaturas para sobrevivir, son un reino aparte”, refiere Castorena Cortés. Pero sus arqueas también tienen la particularidad de resistir altas cantidades de salinidad, 120 mil partes por millón, explica.

En su formulación, las investigadoras incrementan las poblaciones de estos microorganismos para que a su vez generen los metabolitos que producen el CO2, por ejemplo. Sin embargo, esa formulación no es única para cualquier pozo en el que se busque emplearla, acota, ya que debe de haber ciertas condiciones en la extracción.

“Aprendimos que cada pozo es un sistema, tiene un historial y ciertas características de porosidad, presión y salinidad. Por ejemplo, esta tecnología no podría utilizarse en pozos que se encuentran por arriba de los 120 grados”. Sin embargo, las científicas ya trabajan en la obtención de un metabolito, esto es, ya no se busca incrementar el crecimiento mismo de la colonia de arqueas, sino la sustancia que secretan. Éste puede resistir hasta 200 partes por millón de sal y arriba de los 120 grados.

Mientras tanto, la tecnología premiada y patentada, menciona la científica, ya se encuentra en el área de comercialización del IMP y se promueve para que forme parte de los productos tecnológicos que ofrece el instituto. La producción científica asociada a este desarrollo tecnológico incluye siete artículos de divulgación, 15 derechos de autor, formación de recursos humanos y divulgación científica en congresos y simposios.

Por la difusión de sus investigaciones, las científicas han obtenido reconocimientos en el XIV Congreso Nacional de Biotecnología y Bioingeniería, así como en el Congreso Mundial en Biotecnología y el Premio al mejor trabajo, sesión póster, por la Sociedad Americana de Microbiología, entre otros.

Premiación

Al igual que los premiados en otras categorías, las científicas recibieron el Premio a la Innovación Científica y Tecnológica en Ingeniería en el Sector Energético en el Antiguo Palacio de Minería, sede de la Academia de Ingeniería de México (AIM) el 30 de mayo pasado. La ceremonia fue encabezada por el entonces presidente de la AIM, Jaime Parada; su también expresidente, Sergio Alcocer; José Antonio Lazcano Ponce, director adjunto de Desarrollo Tecnológico e Innovación del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) y el secretario de Energía (SENER), Pedro Joaquín Coldwell.

Después de la ceremonia, Patricia Olguín habló a nombre de los premiados: “El galardón nos motiva a seguir trabajando y participando en proyectos enfocados a resolver problemas nacionales, con la generación de investigación científica y tecnológica de alta calidad que derive en proceso, productos y diseños que favorezcan el desarrollo de la ingeniería mexicana”.

Anteriormente, las investigadoras habían referido que si bien se ha avanzado en mejorar la equidad de género en el ramo, en pleno siglo XXI casi no se les han dado a las mujeres puestos de decisión en las ramas de la ingeniería, no obstante que muchas se preparan en todos los niveles y son exitosas. Sin embargo, coincidieron en que este tipo de concursos incentiva la participación de las mujeres y amplía la visión de que tienen los méritos suficientes para ocupar esos puestos.

El Premio a la Innovación Científica y Tecnológica en Ingeniería en el Sector Energético SENER-AIM-CONACyT busca promover la investigación científica, tecnológica y el desarrollo experimental que deriven en procesos, productos, diseños y servicios que favorezcan el desarrollo en la ingeniería mexicana y la solución de problemas nacionales.

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Isaac Torres Cruz
Foto: Cortesía Patricia Olguín