Essas plantas são feitas de metal e podem ser a solução que a transição para a energia limpa precisa
Cientistas descobriram um grupo de plantas que acumulam quantidades significativas de minerais críticos como níquel do solo ao redor delas.
Agora, eles estão explorando plantas de mineração, um processo chamado fitomineração, para ajudar a fornecer os minerais necessários para alimentar a transição para energia limpa.
Este artigo faz parte da nossa série sobre soluções de mineração responsáveis. O impulso para energia limpa é alimentado pela crescente demanda por minerais. A mineração convencional tem um histórico de impactos sociais e ambientais prejudiciais . A fitomineração é outra solução potencial para esse problema.
Você se lembra de “The Giving Tree”, de Shel Silverstein? É um livro infantil sobre uma macieira que dá a um menino tudo o que pode, e o menino passa inúmeras horas brincando com a árvore. Conforme o menino cresce, ele tem menos tempo para a árvore. A árvore ainda fornece tudo o que pode, mas é triste que o menino não a visite tanto quanto costumava. A história pode fazer seus olhos lacrimejarem, mas você sabia que a árvore generosa está viva e bem hoje?
Recentemente, cientistas pediram à árvore por energia limpa e renovável. A árvore disse a eles: “Eu não posso fazer isso. Eu sou uma árvore.”
Os cientistas assentiram e trocaram olhares inteligentes. Depois de alguns momentos estranhos, a árvore falou novamente.
“Não posso fornecer energia limpa e renovável, mas se você pegar os minerais essenciais como níquel e lítio que eu acumulo, você pode usá-los para construir sua infraestrutura de energia renovável.”
Houve um murmúrio de excitação entre os cientistas e um coro de risos quando o mais antigo entre eles disse: “Fale sobre energia verde!”
Piada sem graça e árvore falante à parte, cientistas realmente descobriram que algumas plantas acumulam uma quantidade significativa de metal. Tanto que essas plantas podem contribuir para o suprimento global de minerais críticos que alimentam a transição para energia limpa.
Devo extrair metais das plantas do meu quintal?
As plantas consomem minerais encontrados no solo, como potássio, cobre e zinco. Antes de correr para o seu jardim para provar suas plantas em busca de metal, saiba que a planta média não retém o suficiente para fazer a mineração do seu jardim valer a destruição das flores.
Mas há um grupo especial de plantas, chamadas hiperacumuladoras, que acumulam altos níveis de metais. Essas plantas têm a atenção de cientistas, startups e governos. Das 350.000 espécies de plantas conhecidas, apenas cerca de 750 têm essa propriedade hiperacumuladora.
Os hiperacumuladores não crescem em qualquer lugar. Eles ficam em regiões ricas em minerais. Os lugares em que eles prosperam são frequentemente tão concentrados com metais que o ambiente é tóxico para outras plantas.
Isso dá uma pista sobre o porquê dessas plantas acumularem metais. Para uma planta sobreviver em uma região onde há muito poucas, se houver, outras plantas, elas precisam se proteger contra insetos e animais que estão procurando por uma refeição. Hiperacumuladores sugam metal do solo e o transferem para seus tecidos acima do solo, como suas folhas. Os animais aprendem que ficam gravemente doentes depois de comer essas plantas e, eventualmente, não querem tocá-las, sem mencionar o gosto metálico desagradável. A hiperacumulação de metais é, em grande parte, um mecanismo de defesa.
Quais metais podemos minerar de hiperacumuladores?
Mais de dois terços dos 750 hiperacumuladores que conhecemos são amantes do níquel. Combine isso com a projeção de que a demanda por níquel deve quase triplicar até 2040, e é por isso que o Departamento de Energia dos Estados Unidos, por meio de seu escritório da Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E), lançou recentemente um programa de US$ 9,9 milhões para explorar a mineração com plantas, também conhecida como fitomineração. O projeto se concentra no níquel e inclui cinco universidades e algumas empresas privadas.
“Queremos provar que a fitomineração é economicamente viável e pode ter uma pegada de carbono menor em comparação com a mineração convencional”, disse Philseok Kim, diretor de programa na ARPA-E. “E temos bons motivos para acreditar que podemos fazer isso.”
Kim estima que, sem mais avanços em pesquisa e desenvolvimento, já poderíamos gerar cerca de 18.000 toneladas de níquel por ano a partir da fitomineração em mais de 400.000 acres de terra, o que é aproximadamente o tamanho de Houston, Texas. Isso equivale a quase 10 por cento do consumo anual de níquel dos EUA.
“Nos EUA, temos cerca de 10 milhões de acres de terra serpentina estéril, e se cultivássemos plantações nessas terras, provavelmente não nos sentiríamos confortáveis comendo-as por causa do conteúdo de metal”, disse Kim. “Então, temos terra suficiente que não estamos realmente usando para nada.”
Plantas que acumulam lítio, zinco, cobalto, cobre e elementos de terras raras, entre outros minerais críticos, foram identificadas ao redor do mundo. Embora o uso de plantas para extrair e processar minerais seja um campo novo, os hiperacumuladores já têm alguma experiência em aplicações comerciais.
“Algumas plantas têm sido usadas comercialmente para remediação de impactos ambientais de metais pesados”, disse Wencai Zhang, professor associado e chefe do Sustainable Mineral Technology Laboratory na Virginia Tech. “Eles chamam isso de fitorremediação.”
Alguém disse algas marinhas?
Vamos deixar o conforto da terra firme por um momento e ir para a praia. Uma gota de água do mar contém traços da maioria dos elementos conhecidos pelo homem. Mas a água do mar ao redor de algumas regiões, como aquelas próximas a minas e características geológicas únicas, pode ter uma composição significativamente maior de minerais que certas linhagens de algas marinhas têm um gosto particular.
A Blue Evolution já está usando algas marinhas para uma gama surpreendentemente ampla de aplicações comerciais, incluindo materiais de construção, biofármacos e cosméticos. A empresa agora está explorando seu potencial para extração mineral.
Isso mesmo. O material que envolve seus rolinhos de sushi pode ser usado para construir prédios, salvar vidas e, agora, gerar energia renovável. Mas é realmente rentável minerar minerais dessa forma?
“Se eu estivesse cultivando algas marinhas apenas para minerais, sim, eu precisaria de muita biomassa extremamente barata”, disse Beau Perry, CEO da Blue Evolution. “Mas podemos começar com uma quantidade relativamente nominal de produção mineral e trabalhar nosso caminho para cima, equilibrando isso com nossas outras produções comerciais.”
As quantidades de minerais coletadas pelas algas marinhas são pequenas, mas, dadas as preocupações com o fornecimento de elementos de terras raras nos EUA , a Blue Evolution pode ser capaz de fornecer uma fonte significativa de suprimento doméstico de elementos úteis como o escândio.
“O escândio é negociado globalmente em dez a quinze toneladas por ano, então, você não precisa obter muito escândio para realmente mudar o suprimento global”, disse Perry. “E os outros metais preciosos e elementos de terras raras são geralmente os mesmos em graus variados.”
A Blue Evolution ainda está testando suas capacidades de produção de minerais.
A fitomineração é a solução mágica?
“Eu não diria que [irá] competir com a mineração convencional, mas a fitomineração será uma maneira muito boa e responsável de suplementar a mineração convencional”, disse Kim.
As plantas só conseguem acessar minerais até onde suas raízes vão, um máximo de seis pés. Sua produção mineral é limitada pelo que elas conseguem acessar. Uma mina, por outro lado, pode facilmente atingir mais de 1.000 pés na terra.
Recuperar os metais das plantas também apresenta alguns desafios. Podemos fazer isso, como Kim mencionou, mas esses métodos geralmente incluem queimar a matéria orgânica da planta para acessar e processar as cinzas ricas em minerais. Isso libera dióxido de carbono armazenado na planta de volta para a atmosfera, então encontrar um método de recuperação mais amigável é algo em que pesquisadores a jusante, como Zhang, da Virginia Tech, estão trabalhando.
“Se você olhar para fora dos EUA, para a Indonésia, Malásia ou Nova Caledônia, há árvores endêmicas que secretam uma seiva verde que contém cerca de 25 por cento de níquel”, disse Kim. “Seria incrível se pudéssemos cultivá-las aqui, mas elas são todas tropicais.”
Outros desafios incluem os riscos gerais da monocultura em grande escala, a possível introdução de plantas não nativas em uma região, a volatilidade dos preços do níquel e o desafio de expandir as capacidades de hiperacumulação das plantas além do níquel para outros minerais essenciais.
Esses desafios não são inibidores definitivos do sucesso comercial da fitomineração, mas sim pequenos obstáculos que, se resolvidos, podem mudar drasticamente o cenário de fornecimento de minerais dos EUA e do mundo.
Os cientistas pediram, e a árvore generosa respondeu. Tudo o que ela quer em troca é que passemos mais tempo com ela, como fazíamos na nossa juventude — um pedido razoável, dados todos os recursos que a natureza nos fornece.
Andrew Kaminsky é um escritor freelancer sem local fixo. Ele viaja por todos os cantos do mundo aprendendo sobre os diferentes grupos que chamam este planeta de lar, vendo maravilhas naturais e compartilhando risadas com as pessoas que encontra ao longo do caminho.
Ex-aluno do programa de Desenvolvimento Internacional da Universidade de Winnipeg, Andrew é particularmente interessado em relações internacionais e desenvolvimento sustentável. Em seu tempo livre, é provável que você encontre Andrew envolvido em qualquer coisa relacionada a esportes ou encontrando um ponto em comum com novos amigos tomando uma cerveja artesanal.
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