Sondas de última tecnología en el subsuelo de Río Tinto

Antes de las 7 de la mañana, el equipo de científicos e ingenieros del Centro de Astrobiología (INTA–CSIC) desplazado a la localidad de Nerva (Huelva) ya está en marcha para trabajar en las dos perforaciones del subsuelo –a 339 y 612 metros– que comenzaron a escavar en 2011 en el entorno de la Peña de Hierro, en la cuenca minera de investigación internacional del Parque Minero de Riotinto.

Los investigadores se ocupan ahora de la segunda fase del proyecto Iberian Pyritic Belt Subsurface Life Detection, IPBSL –detección de vida en el subsuelo de la Faja Pirítica Ibérica–, un reto desde el punto de vista tecnológico. Se trata de colocar en las perforaciones un sistema de sensores de pequeño tamaño, gran sensibilidad y mínimo mantenimiento para recoger datos de la actividad metabólica del subsuelo. Después, se transmiten a través de un sistema remoto a través de 3G, wifi o satélite, para que los investigadores del CAB puedan trabajar con ellos desde cualquier otro lugar.

José Antonio Rodríguez Manfredi, jefe del departamento de instrumentación del CAB, asegura que el desafío de esta tecnología es que los aparatos están expuestos a altas presiones y condiciones muy ácidas. Además, deben contar con un diseño innovador porque los pozos tienen un diámetro muy reducido (60 mm). Los sensores de pH y de iones tradicionales de vidrio no soportan altas presiones y son de gran tamaño.

“En la primera fase de IPBSL se recogieron muestras y observamos el entorno para saber las condiciones en las que tendría que sobrevivir esa tecnología. Hemos construido unos prototipos que ahora están en las perforaciones a distintas profundidades y que nos permitirán ver cómo evolucionan a lo largo del tiempo los diferentes parámetros del subsuelo de Río Tinto”, explica el experto. Los parámetros geomicrobiológicos que miden los sensores son el pH, el potencial redox, la conductividad, la temperatura y la concentración de gases e iones.

Las mediciones a lo largo del pozo se realizan por medio de una cadena de sondas idénticas con sensores en su interior. “Pondremos del orden de 15 a 30 nodos, de unos 30 o 40 cm de longitud y unidos por un bus de comunicaciones. Es como una especie de rosario”, ejemplifica Rodríguez Manfredi.

Una de las sondas desarrolladas por los ingenieros del CAB

Estas sondas están colocadas a distintas profundidades y envían los datos a un controlador situado en el exterior del pozo. Este dispositivo se encarga de la administración de cada sonda, la detección de fallos y el almacenamiento y transmisión de la información obtenida.

“El IPBSL es un ejemplo claro de transdisciplinariedad. Aquí trabajamos personal de diferentes campos como la ingeniería, la biología o la física con un objetivo común. Esta segunda fase instrumental supone además un gran avance científico, de hecho, enlazando con las misiones espaciales, vamos a extraer un conocimiento que nos permitirá desarrollar una tecnología innovadora para el entono que nos vamos a encontrar en Marte”.

Río Tinto es un hábitat inusual y extremo para la vida debido a su pH ácido, elevada concentración de metales pesados y alto nivel de diversidad microbiana. Este entorno se considera uno de los mejores análogos geoquímicos terrestres de Marte.

En el plazo de ocho meses a un año los investigadores esperan desarrollar una tecnología lo suficientemente robusta como para dejarla en los pozos por un largo tiempo. Esto permitirá analizar la evolución de los diferentes parámetros, así como las actividades microbianas asociadas.

“El trabajo de relojero que hay que hacer para embutir toda la electrónica es muy complejo y se necesita también personal muy cualificado y unos procedimientos de fabricación muy maduros”, concluye Rodríguez Manfredi.

Microorganismos que respiran hierro

En la primera fase del proyecto se realizó un estudio geofísico para detectar las zonas de mayor interés geomicrobiológico y elegir así la zona donde se harían las dos perforaciones. En cada uno de los pozos se tomaron muestras para posteriores estudios geológicos y microbiológicos que ya han empezado a dar los primeros resultados.

José Antonio Rodríguez Manfredi observando los datos que envían los sensores

“Hemos observado que los microorganismos que se han encontrado en superficie, en presencia de oxígeno, tienen la capacidad de respirarlo, pero en profundidad, cuando este no existe, pueden respirar otros elementos. En este caso, algunos de los microorganismos encontrados a poca profundidad tienen la capacidad de respirar hierro”, asegura Felipe Gómez Gómez, investigador del CAB en el departamento de Planetología y Habitabilidad.

Estos organismos usan el hierro como aceptor de electrones y para generar un metabolismo distinto a cuando están en superficie. Desde el punto de vista astrobiológico este hallazgo tiene un gran interés ya que implica que un mismo microorganismo tiene una doble capacidad o dualidad dependiendo del sistema donde se sitúa.

“Pensando en otros hábitats donde hay una ausencia de oxígeno, lo que esto indica es que, para que ese proceso fisicoquímico que conocemos como vida pueda existir, el único elemento sine qua non que necesitamos es el agua”, argumenta Gómez. Hasta ahora la posibilidad de ese doble ecosistema de Río Tinto no se ha observado en otros lugares.