Edgardo Donati

	Dr. en Ciencias Químicas
	Profesor Adjunto (Introducción a la Química, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata)
	Investigador Independiente (CONICET)

	Publicaciones en Biolixiviación y Biorremediación
	Publicaciones en Enseñanza de la Química

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Cristina Pogliani

• Dr. en Ciencias Bioquímicas
• Docente-Investigador (Introducción a la Química, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata)

Marisa Viera

• Dr. en Ciencias Químicas
• Docente-Investigador (Fisicoquímica, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata)
• Investigador Asistente (CONICET)

Cristian Oliver

• Bioquímico (Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata)

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Generalidades sobre el tema

       La biolixiviación es una metodología de solubilización de metales a partir de matrices complejas utilizando la acción directa o indirecta de microorganismos. En el caso de los minerales sulfurados de metales de transición, los microorganismos más frecuentemente usados son bacterias bacterias quiomioautotróficas y mesófilas entre las que se destacan Acidithiobacillus ferrooxidans, Acidithiobacillus thiooxidans y Acidithiobacillus caldus. También se encuentran asociadas a este proceso, células de Leptospirillum ferrooxidans. El uso de estas especies de bacterias en aplicaciones industriales de esta metodología, está asociado directamente a su carácter de acidófilos y a los escasos requerimientos de nutrientes e infraestructura necesarios (debido a que no requieren fuentes orgánicas de energía ni mantenimiento de temperaturas elevadas) lo que permite que el proceso sea económicamente factible para la recuperación de diferentes metales a partir de minerales.

            Las especies correspondientes al género Acidithiobacillus son capaces de catalizar la oxidación de compuestos reducidos de azufre (como sulfuro, azufre elemental, tionatos, etc.) utilizando oxígeno como aceptor electrónico y generando ácido sulfúrico como producto final. Ejemplificamos con una ecuación general para la oxidación de azufre:

                                    S  +  3/2 O₂  +  H₂O   ¾¾Acidithiobacillus®            H₂SO₄

            Este proceso ocurre a través de varias etapas en las cuales se generan especies reductoras (sulfito, tiosulfato, etc.).

            Además, Acidithiobacillus ferrooxidans y Leptospirillum ferrooxidans son capaces de catalizar la oxidación de hierro(II) también en condiciones aeróbicas:

                        4 Fe²⁺   +   O₂  + 4 H⁺   ¾¾® 4 Fe³⁺   +   2  H₂O

            Existen también algunos estudios que muestran el crecimiento anaeróbico de Acidithiobacillus ferrooxidans sobre dadores de electrones como el azufre elemental, utilizando hierro(III) como aceptor de electrones.

            De este modo, estas bacterias pueden ser utilizadas, en principio, para la recuperación de metales asociados a sulfuros (en la medida que los sulfatos respectivos sean solubles) en forma directa, tal cual lo indica la siguiente ecuación:

                               MS(s)  +   2 O₂             ¾¾® M²⁺(ac) + SO₄^2-(ac)

            Por otro lado, las bacterias hierro-oxidantes(Acidithiobacillus ferrooxidans y Leptospirillum ferrooxidans, pueden contribuir a la disolución de los sulfuros metálicos por vía indirecta, oxidando previamente el hierro(II) (generalmente presente en los minerales sulfurados) y generando de ese modo un agente oxidante como el hierro(III) que puede atacar químicamente a los sulfuros:

                               MS(s)  +   2 Fe³⁺    ¾¾®    M²⁺(ac) + S  +  2 Fe²⁺

            Este segundo mecanismo (denominado indirecto) es especialmente interesante dado su carácter cíclico. En realidad, la capacidad de generar medio oxidante amplia el espectro de aplicaciones de la lixiviación bacteriana ya que es posible aplicarla en cualquier otro tipo de procesos que requiera precisamente una acción oxidante.

            También es posible generar medios ácidos por la acción de estas bacterias (se produce ácido sulfúrico en la oxidación de azufre elemental a muy bajo costo) que puede usarse en variadas aplicaciones (recuperación de fósforo, metales asociados a óxidos, etc.) y para el mantenimiento del medio ácido durante la biolixiviación de sulfuros metálicos. Por otro lado, es posible generar medios reductores (como se adelantó, en la oxidación de azufre elemental se producen gran número de compuestos intermedios, todos de naturaleza reductora, antes de la oxidación final a sulfato) que pueden ser usados "in situ" para recuperar metales insolubles en altos estados de oxidación pero solubles en estados menores.

En la línea de la biorremediación de contaminaciones con metales pesados, se utilizan bacterias sulfato-reductoras (específicamente del género Desulfovibrio) para los procesos de precipitación de metales pesados a partir de soluciones. Estas bacterias son anaerobias estrictos que crecen utilizando compuestos orgánicos como fuentes de carbono y/o como dadores de electrones; cuando utilizan sulfato como aceptores finales de electrones, pueden generar sulfuros capaces de precipitar con muchos iones metálicos.

Líneas de Investigación

• Biolixiviación de Minerales

• Mecanismos en la biolixiviación

• Inmovilización de bacterias (azufre-oxidantes y sulfato-reductoras)

• Remoción de metales a partir de residuos sólidos o sedimentos industriales por acción biológica

• Precipitación de iones metálicos por acción biológica

• Reducción de cromo(VI) y otros iones por acción biológica

Publicaciones en los últimos cinco años

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1.     "A combined bacterial process for the reduction and immobilization of chromium". Viera M., Curutchet G. and Donati E. Aceptado por International Biodeteriodation and Biodegradation, 2002.

2.     "A comparison of bioleaching of covellite using a pure culture of Thiobacillus ferrooxidans or a mixed culture of Leptospirillum ferrooxidans and Thiobacillus thiooxidans". Falco L., Pogliani C., Curutchet G. and Donati E. Aceptado por Hydrometallurgy, 2002.

3.     "The role of Thiobacillus caldus in the bioleaching of metal sulphides". Semenza M., Viera M., Curutchet G. and Donati E. Aceptado por Latin American Applied Research, 2002.

4.     "Pre-treatment of a refractory gold sulfide ore by Thiobacillus cells". Chiacchiarini P., de la Fuente V. and Donati E. Aceptado como Note por Latin American Applied Research, 2002.

5.     "Bioreactors in the leaching of oxidized copper ore". Giaveno A., Lavalle L. and Donati E. Aceptado por Latin American Applied Research, 2002.

6.     "Development of Thiobacillus biofilm for metal recovery". Donati E., Curutchet G., Pogliani C., Oliver C. and Viera M. Methods in Enzymology (Vol. 337: Microbial Growth in Biofilms Parte B), Academic Press, 2001.

7.     "Pretreatment of a low grade refractory gold sulfide ore (Andacollo, Neuquén-Argentina) using an airlift reactor". Chiacchiarini P., de la Fuente V. and Donati E. Biohydrometallurgy: Fundamentals, Technology and Sustainable Development, V. Ciminelli and O. García (eds), Vol. A., pp. 107-114, Elsevier, Amsterdam, 2001.

8.     "Bioleaching assays using a synthetic nickel sulphide (Ni₃S₂). Solid residues analysis and dissolution patterns". Giaveno A., Pettinari G. and Donati E. Biohydrometallurgy: Fundamentals, Technology and Sustainable Development, V. Ciminelli and O. García (eds), Vol. A., pp. 115-124, Elsevier, Amsterdam, 2001.

9.     "A comparison of bioleaching of covellite using a pure culture of Thiobacillus ferrooxidans or a mixed culture of Leptospirillum ferrooxidans and Thiobacillus thiooxidans". Falco L., Pogliani C., Curutchet G. and Donati E. Biohydrometallurgy: Fundamentals, Technology and Sustainable Development, V. Ciminelli and O. García (eds), Vol. A., pp. 67-74, Elsevier, Amsterdam, 2001.

10. "Isolation of acidophilic bacteria from Agrio River, Neuquén, Argentina: the effects of temperature, pH and the presence of heavy metals". Lavalle L., Chiacchiarini P. and Donati E. Biohydrometallurgy: Fundamentals, Technology and Sustainable Development, V. Ciminelli and O. García (eds), Vol. A., pp. 405-412, Elsevier, Amsterdam, 2001.

11."Bioleaching of heazelwoodite by means Thiobacillus actions". Giaveno A. and Donati E. Process Biochemistry, 36, 955-962, 2001.

12. "Factors affecting the chromium(VI) reduction by microbial action". Quintana M., Curutchet G. and Donati E. Biochemical Engineering Journal, 9, 11-15, 2001.

13. "Sulphide bioleaching by Thiobacillus caldus and Leptospirillum ferrooxidans". Curutchet G., García M.E., Viera M. and Donati E. VI Southern Hemisphere on Minerals Technology, Río de Janeiro (Brasil), Volumen 2, 318-322, 2001.

14. "Bioleaching of a copper sulphide ore by iron-oxidizing bacteria". Bosio V., Pogliani C. and Donati E. VI Southern Hemisphere on Minerals Technology, Río de Janeiro (Brasil), Volumen 2, 405-409, 2001.

15. "A combined bacterial process for the reduction and immobilization of chromium". Viera M., Curutchet G. and Donati E. IV Latin American Biodeterioration and Biodegradation Symposium, Buenos Aires, publicado en C.D., 2001.

16. "Thiobacillus ferrooxidans and Leptospirillum ferrooxidans biofilms on glass beads and on mineral surfaces". Serradell M.E., Pogliani C. and Donati E. IV Latin American Biodeterioration and Biodegradation Symposium, Buenos Aires, publicado en C.D., 2001.

17. "Heavy metals removal by Thiobacillus and Desulfovibrio cells immobilized in alginate beads". Donati E., Viera M. and Curutchet G. 3er Mercosur Congress on Process Systems Engineering, Volumen 2, 1231-1237, Santa Fé, 2001.

18. "Reduction of chromium(VI) by the indirect action of Thiobacillus thioparus". Donati E., Oliver C. and Curutchet G. 3er Mercosur Congress on Process Systems Engineering, Volumen 2, 1177-1182, Santa Fé, 2001.

19. "Chromium(VI) reduction by two species of Thiobacilli". Donati E., Oliver C. and Curutchet G. Environmental improvements in mineral processing and extractive metallurgy, M.A. Sánchez, F. Vergara and S.H. Castro (eds), University of Concepción, Chile, 2000.

20. "Enhancement of copper dissolution from a sulphide ore using Thiobacillus thiooxidans". Pogliani C. and Donati E. Geomicrobiology Journal, 17 (1), 35-42, 2000.

21. "Immobilisation of Thiobacillus ferrooxidans: importance of jarosite formation". Pogliani C. and Donati E. Process Biochemistry, 35, 997-1004, 2000.

22.   "Iron-oxidising and leaching activities of sulphur-grown Thiobacillus ferrooxidans cells on other substrates: effect of culture pH". Curutchet G. and Donati E. Journal of Bioscience and Bioengineering, 90, 57-61, 2000.

23. "Mechanisms involved in bioleaching of an aluminosilicate by heterotrophic microorganisms". Rezza I., Salinas E., Elorza M., Sanz de Tosetti M and Donati E. Process Biochemistry, 36 (6), 495-500, 2000.

24. "Pre-tratamiento de un mineral refractario de oro mediante células de Thiobacilli". Chiacchiarini P., de la Fuente V. y Donati E. Jornadas SAM 2000 - IV Coloquio Latinoamericano de Fractura y Fatiga, publicado en C.D., Neuquén, 2000.

25. "Uso de biorreactores para la lixiviación de un mineral oxidado". Giaveno A., Lavalle L. y Donati E. Jornadas SAM 2000 - IV Coloquio Latinoamericano de Fractura y Fatiga, publicado en C.D., Neuquén, 2000.

26. "Biohidrometalurgia de heazelwoodita (Ni₃S₂): análisis de residuos y mecanismos de extracción". Giaveno A., Pettinari G. y Donati E. Jornadas SAM 2000 - IV Coloquio Latinoamericano de Fractura y Fatiga, publicado en C.D., Neuquén, 2000.

27. "Importancia de Thiobacillus caldus en la lixiviación de sulfuros metálicos". Semenza M., Curutchet G., Viera M. y Donati E. Jornadas SAM 2000 - IV Coloquio Latinoamericano de Fractura y Fatiga, publicado en C.D., Neuquén, 2000.

28. "Vanadium recovery from solid catalysts by means of thiobacilli action". Briand, L., Thomas, H., de la Vega Alonso, A., Donati, E. Bioleaching and Microbiology, Volumen I, pp. 263-272, Elsevier, Amsterdam 1999.

29. "Bulk and surface characterisation of crystalline and plastic sulfur oxidised by two Thiobacillus species". Briand L., Bonetto R., Ladaga J.L. and Donati E. Process Biochemistry, 34, 249-256, 1999.

30. "The role of exopolymers in the bioleaching of non-ferrous metal sulphide". Pogliani C. and Donati E. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology, 22, 88-92, 1999.

31. "Bio-dissolution of spent nickel-cadmium batteries using Thiobacillus ferrooxidans". Cerrutti C., Curutchet G. and Donati E. Journal of Biotechnology, 62, 209-219, 1998.

32.  "Bioremediation of chromium(VI)-contaminated effluents using Thiobacillus". Sisti F., Allegretti P. and Donati E. Applied Biological Sciences, 4, 47-58, 1998.

33. "Producción de ácido sulfúrico mediante bacterias inmovilizadas por gelificación ionotrópica". Quiroga A., Curutchet G. y Donati E. V Jornadas Argentinas de Tratamiento de Minerales, pp 37-41, San Juan, 1998.

34. "Uso de soportes de naturaleza cerámica en la bioproducción de medios oxidantes". Martínez L., Curutchet G. y Donati E. V Jornadas Argentinas de Tratamiento de Minerales, pp 82-86, San Juan, 1998.

35. "Formación de depósitos de hierro(III) en las biopelículas de Thiobacillus ferrooxidans sobre perlas de vidrio". Pogliani C. y Donati E. V Jornadas Argentinas de Tratamiento de Minerales, pp 32-36, San Juan, 1998.

36. "Anaerobic bioleaching of covellite". Donati E., Pogliani C. and Boiardi J. L. Applied Microbiology and Biotechnology, 47(6), 636-639, 1997.

37. "Bacterial attachment: its role in bioleaching processes". Porro S., Ramírez, S., Reche C., Curutchet G., Alonso S. and Donati E. Process Biochemistry, 32 (7), 573-578, 1997.

38. "Aplicación de la geometría fractal a imágenes del microscopio electrónico de barrido para caracterizar la interacción sustrato-bacteria para dos especies de Thiobacillus". Bonetto R., Briand L., Ladaga J. y Donati E. Avances en Análisis por Técnicas de Rayos X, IX, 119-124, 1997.

39. "Bioleaching of sulphide ore by a combined attack with two species of Thiobacilli". Pogliani C., Curutchet G. and Donati E. Southern Hemisphere Meeting on Mineral Technology, pp 253-256, Buenos Aires, Mayo 1997.

40. "Contaminación de ríos y lagos con hierro y manganeso provenientes de lixiviados". Donati E. Taller Internacional sobre hierro y manganeso, pp 29-35, Buenos Aires, Noviembre 1997.

Tesis en los últimos años

• "Comparación de dos especies del género Thiobacillus en la biolixiviación de sulfuros metálicos". Tesis Doctoral de Gustavo Curutchet. Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata (1996).

• "Inmovilización y crecimiento de Thiobacillus thiooxidans y Thiobacillus ferrooxidans sobre diferentes soportes. Uso de bio-películas en la biolixiviación de minerales sulfurados". Tesis Doctoral de Cristina Pogliani. Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata (1999).

• "Solubilización de metales desde aluminosilicatos por acción microbiana: estudio de los principales mecanismos involucrados". Tesis Doctoral de Irma Rezza de Costa. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia, Universidad Nacional de San Luis (2000).

• "Estudios sobre lixiviación de sulfuros metálicos. Uso de reactores con bacterias inmovilizadas para la lixiviación de minerales". Tesis de Maestría de Alejandra Giaveno, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional del Comahue (2001).

Servicios

• Determinación de iones metálicos en matrices acuosas (espectrofotometría de absorción atómica, métodos específicos)

• Evaluación de la factibilidad de la recuperación de metales por biolixiviación (minerales u otros residuos sólidos)

• Evaluación de soluciones biológicas para problemas puntuales de contaminación con metales pesados

Consultas:

Correo electrónico (donati@quimica.unlp.edu.ar)

Teléfono (0221-4833794)

Personalmente (CINDEFI, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata, 47 y 115, La Plata)

Links

Grupo de Biolixiviación de la Facultad de Ingeniería (Universidad del Comahue, Neuquén-Argentina)

International Biohydrometallurgical Symposium IBS2001 (Ouro Preto, Brasil)

International Biohydrometallurgical Symposium IBS2003 (Atenas, Grecia)

Publicaciones (Enseñanza de la Química)

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1.      "An analogy for teaching the difference between heat and temperature". Andrade Gamboa J., Donati E. and Mártire D. Chem13, 297, 8-11, 2001.

2.      "Uso de analogías adecuadas como recurso didáctico para la comprensión de los fenómenos electroquímicos en el nivel universitario inicial". Vasini E. y Donati E. Revista de Enseñanza de las Ciencias, 19, 471-477, 2001.

3.      "Simple experiments on solubility and solubility product". Mártire D., Carino M., Andrade Gamboa J. and Donati E. Chem13, 280, 10-13, 1999.

4.      "Concepciones alternativas sobre conceptos termodinámicos y sobre estructura de la materia". Mártire D., Michelini M., Lladó M., Jovanovich G., Donati E. y Jubert A. Anuario Latinoamericano de Educación de Química, 10, 1998.

5.      "La enseñanza de la química general a partir de su base conceptual". Donati E., Andrade Gamboa J.J. y Mártire D. Educación para la Química, 3 (2), 7-12, 1997.

6.      "El uso de bacterias para evitar la lluvia ácida". Donati E. Educación para la Química, 3 (1), 13-16, 1997.

7.      "Uso de gráficos como metodología alternativa para la conceptualización de temas en química". Donati E., Mártire D. y Andrade Gamboa J. Anuario Latinoamericano de Educación Química, 9, 128-133, 1997.

8.      "Experimentos mentales en química". Lladó M., Matkovic S., Mártire D. y Donati E. Anuario Latinoamericano de Educación Química, 9, 6-11, 1997.

9.      "Introducción intuitiva de conceptos a través del proceso de disolución". Lladó M., Matkovic S., Mártire D. y Donati E. Anuario Latinoamericano de Educación Química, 9, 12-16, 1997.

10.  "Una analogía para cinética química". Donati E., Jubert A. y Mártire D. Educación para la Química, 2 (3), 19-22, 1996.

11.  "Experiencias integradoras propuestas para calor específico y conductividad térmica y eléctrica" Lladó M., Jovanovich G., Jubert A., Donati E. y Mártire D. Educación para la Química, 2 (3), 11-14, 1996.

12.  "Misconceptions induced by chemistry teachears". Donati E., Andrade Gamboa J. and Mártire D. Chem 13, 241, 20, 1995.

13.  "La lluvia ácida como una experiencia integradora y movilizadora para la enseñanza de la química". Donati E., Curutchet G. y Jubert A. Panamerican Newsletter on Chemical Education, 7 (3), 6, 1995.

14.  "Una experiencia central en la enseñanza de la química". Lladó M. y Donati E. Anuario Latinoamericano de Educación Química, VII (2), 315-320, 1994.

15.  "Realidades, representaciones y desconceptos en la enseñanza de la química". Andrade Gamboa J., Donati E. y Mártire D. Anuario Latinoamericano de Educación Química, VII (1), 95-102, 1994.

16.  "Integrando el proceso de enseñanza-aprendizaje en química". Adam M., Curutchet G. y Donati E. Anuario Latinoamericano de Educación Química, VII (2), 221-230, 1994.

17.  "¿Evaluamos correctamente en química?" Donati E. Anuario Latinoamericano de Educación Química, VII (1), 151-159, 1994.

18.  "Algunos desconceptos en la enseñanza de la estequiometría". Donati E., Andrade Gamboa J. y Jubert A. Anuario Latinoamericano de Educación Química, 5, 149-155, 1993.

19.  "Uso de modelos en la enseñanza de las ciencias". Donati E., Andrade Gamboa J. y Jubert A. Revista de Enseñanza de las Ciencias, Número extra, 55, 1993.

20.  "Uso de un modelo sencillo para la enseñanza de equilibrio químico" . Donati E., Andrade Gamboa J. y Jubert A. Anuario Latinoamericano de Educación Química, II (V), 259, 1992.

21.  "Recorriendo la química a través de una experiencia con la contaminación producida por la lluvia ácida". Curutchet G., Michelini M., Pich Otero A., de la Vega Alonso A., Schilardi P., Donati E. y Jubert A. Panamerican Newsletter on Chemical Education, 5 (1), 2, 1993.

22.  "Una metodología complementaria para las clases de problemas en química". Donati E. y Jubert A. Revista Chilena de Educación Química, 15 (1,2), 1991.

23.  "Una introducción experimental a la cinética química". Hernández B., Donati E., Andrade Gamboa J. y Jubert A. Anuario Latinoamericano de Educación Química, 2, 9, 1990.

24.  "La utilidad de las analogías en la enseñanza de las ciencias en base a una posible clasificación". Donati E. y Andrade Gamboa J. Revista de Enseñanza de las Ciencias, 8 (1), 89, 1990.

25.  "Importancia de las características de la evaluación para determinar las habilidades cognoscitivas de los alumnos en ciencias". Donati E., Stradella O., Jubert A. y Vasini E. Revista Chilena de Educación Química, 14 (2), 1989.

26.  "Un test para estimar la importancia de la información secundaria en las evaluaciones en química". Donati E., Stradella O. y Jubert A. Anuario Latinoamericano de Educación Química, 1 (2), 61, 1989.

27.  "Metodología de trabajo en investigación educativa en un curso universitario de química básica". Donati E., Andrade Gamboa J., Stradella O., Jubert A. y Vasini E. Revista de Enseñanza de las Ciencias 7 (3), 306, 1989.

28.  "Una nueva definición de las cantidades químicas". Stradella O., Donati E., Andrade Gamboa J. y Jubert A. Anuario Latinoamericano de Educación Química, 1 (1), 25, 1988.

29.  "Evaluación conceptual versus evaluación aplicativa. Su relación con la superación de conceptos erróneos". Vasini E. y Donati E. Anuario Latinoamericano de Educación Química, 1 (1), 57, 1988.

30.  "Ambigüedades en el balanceo de ecuaciones redox?". Andrade Gamboa J., Donati E. y Jubert A. Revista Chilena de Educación Química, 12 (1), 1987.

31.  "Algo sobre la inexistencia de las ecuaciones con estequiometría confusa". Donati E., Andrade Gamboa J. y Jubert A. Revista Chilena de Educación Química, 12 (2), 1987.

32.  "Introducción experimental al concepto de cifras significativas". Andrade Gamboa J., Donati E., Stradella O. y Jubert A. Revista Chilena de Educación Química, 11 (3), 18, 1986.

33.  "La actividad experimental como base del aprendizaje. Visualización de las propiedades elementales de las soluciones acuosas". Donati E., Andrade Gamboa J., Stradella O. y Jubert A. Revista Chilena de Educación Química, 11 (3), 15, 1986.