Estudio de la biolixiviación de plomo y cobre en relaves mineros de Zaruma mediante optimización por superficie de respuesta utilizando Bacillus safensis. - Insuasti Cruz, Johan Ariel (2025)
Zaruma, provincia de El Oro, Ecuador, enfrenta un serio problema ambiental debido a la acumulación de relaves mineros con altas concentraciones de plomo (Pb) y cobre (Cu) que superan los límites permitidos por la normativa local. Esta investigación evaluó la biolixiviación de Pb y Cu en dichos relaves usando Bacillus safensis y buscó optimizar el proceso mediante un diseño experimental Central Compuesto, variando pH, temperatura, tiempo de incubación y porcentaje de sólidos en 28 experimentos generados por el diseño. Los relaves se caracterizaron fisicoquímicamente y los metales se cuantificaron por espectroscopía de absorción atómica. Se aplicaron modelos de liberación logísticos y de núcleo decreciente, y se modelaron las variaciones de pH con funciones logarítmicas y exponenciales. Además, se evaluó la espontaneidad del proceso a través de parámetros termodinámicos. Los resultados mostraron una liberación máxima de 96.51 % (1278.76 mg/kg) para Pb y 11.70 % (5931.08 mg/kg) para Cu bajo condiciones específicas (pH 5.75, 31 °C, 14.5 días, 0.015 % de sólidos). El diseño no logró optimizar el proceso debido a limitaciones lineales del sistema biológico. Ambos metales se ajustaron adecuadamente al modelo de núcleo decreciente, lo que indica que la velocidad de liberación depende directamente de la difusión desde la matriz mineral hacia la fase líquida provocada por la acción de los ácidos orgánicos bacterianos. El análisis termodinámico indicó que la biolixiviación de Pb fue espontánea a 25 °C pero no a 31 y 37 °C, en contraste con Cu, que fue espontánea a todas las temperaturas Se concluye que Bacillus safensis mostró ser una buena opción para la biolixiviación de Pb y Cu al combinar criterios cinéticos, termodinámicos y estadísticos en relaves multimetálicos como los de Zaruma.