Mineros vegetales: cómo la fitominería está cambiando el juego en la producción de vehículos eléctricos

En el mundo de la ciencia y la tecnología, ha surgido recientemente un campo de investigación fascinante: la fitominería. Este método propone utilizar plantas para extraer metales del suelo. Recientemente, el Departamento de Energía de los EE. UU., a través de su Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada (ARPA-E), ha asignado 9,9 millones de dólares para siete proyectos dedicados a esta área. Aunque la idea puede parecer fantasiosa, los científicos están convencidos de su potencial.

El enfoque principal de la investigación es el níquel, que juega un papel clave en la producción de baterías de iones de litio para vehículos eléctricos. La demanda de este metal está creciendo rápidamente, pero los métodos tradicionales de extracción a menudo generan el descontento de las comunidades locales y activistas. La fitominería podría ser una alternativa que permita diversificar las fuentes de obtención de recursos críticos.

Los científicos han identificado la capacidad única de algunas plantas para acumular metales en sus tejidos. Existen aproximadamente 750 especies de estas plantas (conocidas como hiperacumuladoras), y más de dos tercios de ellas están especializadas en la acumulación de níquel. Las plantas absorben los metales junto con otros nutrientes del suelo y se han adaptado a concentraciones altas de estos. Aunque la concentración de metal en los tejidos es relativamente baja (aproximadamente 1 mg por gramo de materia seca), tras la incineración del biomaterial se puede obtener ceniza con hasta un 25% de níquel o más.

Sin embargo, para su uso comercial, este método aún no es lo suficientemente eficiente. Las hiperacumuladoras más productivas conocidas solo pueden producir entre 50 y 100 kg de níquel por hectárea al año. Esto sería suficiente solo para 2 o 4 baterías, mientras que la superficie de extracción superaría el tamaño de un campo de fútbol. El objetivo del programa de investigación es aumentar este rendimiento al menos a 250 kg por hectárea, para hacer que la fitominería sea económicamente viable.

Los científicos están trabajando en varias áreas. Algunos buscan nuevas especies capaces de acumular níquel de manera aún más eficiente. Por ejemplo, Rupali Datta, del Instituto Tecnológico de Michigan, está estudiando el vetiver, una hierba perenne con un sistema radicular profundo, conocida por su capacidad para absorber plomo y que se utiliza a menudo en proyectos de descontaminación de suelos. Otro grupo planea analizar más de 100,000 muestras de herbarios utilizando escaneo de fluorescencia de rayos X.

Algunos investigadores están trabajando en mejorar las especies ya conocidas. Por ejemplo, muchas de las hiperacumuladoras más eficientes tienen una biomasa pequeña. Los investigadores están tratando de aumentar su tamaño, en particular, desarrollando sistemas radiculares más potentes que permitan a las hiperacumuladoras penetrar más profundamente en el suelo. Richard Amasino, de la Universidad de Wisconsin en Madison, está trabajando en cambiar el ciclo de crecimiento de las plantas del género Odontarrhena, con flores amarillas brillantes. Su objetivo es retrasar la floración, para que las plantas puedan acumular níquel durante más tiempo antes de que termine su período de crecimiento.

Un aspecto importante de la investigación es prevenir la propagación invasiva de estas plantas en nuevos ecosistemas. Los científicos deben asegurarse de que las especies traídas de Europa, como la Odontarrhena, no dañen la flora local en los EE. UU. o en otras regiones.

Simon Jowitt, director del Centro de Investigación en Geología Económica de la Universidad de Nevada en Reno, cree que, aunque es poco probable que las plantas puedan reemplazar los métodos tradicionales de extracción de níquel a gran escala, podrían ser efectivas para reciclar residuos de la industria minera. También se están investigando los mecanismos para reponer los metales en el suelo después de su extracción. Podría ser necesario remover la capa superior del suelo para acceder a depósitos más profundos después de cada ciclo de cultivo y cosecha. Los científicos están analizando cómo los procesos naturales, como el movimiento de las aguas subterráneas, podrían reponer los elementos objetivo en el suelo.

Además, se está evaluando la sostenibilidad ecológica de la fitominería. Por ejemplo, la quema de plantas para obtener ceniza rica en níquel generará emisiones de gases de efecto invernadero. Es necesario realizar un análisis exhaustivo para asegurarse de que los beneficios del método superen sus desventajas.