¿Cultivar plantas para extraer minerales?

El CSIC participa desde Galicia en un proyecto europeo pionero sobre fitominería, mediante el empleo de unas plantas especiales, denominadas hiperacumuladoras, que son capaces de extraer grandes cantidades de metales pesados del suelo y su cultivo permite aprovechar la biomasa enriquecida en metal para procesos industriales.

¿Cultivar plantas para extraer minerales?

Campo de ensayo de fitominería

¿Es posible cultivar plantas que extraigan del suelo metales de alto valor comercial? La respuesta es si y un proyecto internacional, en el que participa Galicia, estudiará en los próximos años como perfeccionar esta técnica, denominada fitominería y que ya se aplica para descontaminar tierras de metales pesados, la llamada fitorremediación.

En concreto, el proyecto europeo Agromine, en el que participa el Grupo de Microbiología (IIAG) de la delegación en Galicia del CSIC, se marca como objetivo poner en valor el uso de las técnicas de fitominería para la obtención de níquel, demostrando su viabilidad en diferentes países europeos y bajo condiciones climáticas variadas.

El fin último es demostrar su potencial como alternativa verde y no contaminante frente a los procesos piro e hidrometalúrgicos clásicos, aplicable a recursos mineros secundarios.

El trabajo de campo se realizará en Agolada en suelos agrícolas ricos en niquel

“Hay un tipo de plantas, denominadas hiperacumuladoras, que se definen por su capacidad para acumular concentraciones extremas de metales en su biomasa aérea sin mostrar síntomas de toxicidad” explica Petra Susan Kidd, directora del Grupo de Microbiología (IIAG).

“Solamente -añade- se conocen unas 500 especies en el mundo, la mayoría de ellas hiperacumulan níquel y solo crecen en ciertos tipos de suelos donde hay metales de forma natural, como los suelos ultramáficos enriquecidos en elementos como níquel, cromo y cobalto”.

Petra Susan Kid destaca que estas plantas “se pueden emplear para extraer del suelo metales de alto valor de mercado, como el níquel, y la biomasa enriquecida en metal puede usarse en procesos de química verde para obtener compuestos de níquel valiosos”.

«Estas plantas se pueden emplear para extraer del suelo metales de alto valor de mercado”

Cada socio va a analizar el uso de estas plantas en zonas agrícolas con suelos ultramáficos que se caracterizan por una elevada concentración de níquel. En el caso de España, el trabajo de campo se realizará en la zona de Agolada (Pontevedra). Ya se han realizado ensayos de campo, a escala reducida, en Albania.

“En nuestro caso, -explica la investigadora- estableceremos ensayos piloto en campo para evaluar la productividad de biomasa de distintas hiperacumuladoras, su acumulación de níquel y analizará el beneficio sobre las propiedades físico-químicas y actividad microbiana del suelo.

El fin último es poner en valor la viabilidad medioambiental y económica de las técnicas de fitominería en zonas agrícolas con baja productividad y frecuentemente abandonadas”, explican Petra Susan Kidd y Ángeles Prieto Fernández (CSIC).

Fases del proyecto

Para optimizar el cultivo de este tipo de plantas utilizando distintos regímenes de fertilización o patrones de cultivo y mejorar su producción de biomasa y acumulación de níquel, el proyecto se divide en cuatro grandes fases.

En una primera fase los socios trabajarán en la optimización de los sistemas de cultivo y selección de las especies más adecuadas para cada zona climática.

En una segunda fase dos socios optimizarán los procesos metalúrgicos para la producción de compuestos metálicos, como por ejemplo sulfato de níquel y amonio a partir de las cenizas de la biomasa de las hiperacumuladoras.

Asímismo, estudiarán la recuperación de energía durante la fase de combustión de la biomasa vegetal.

En una tercera fase, los socios determinarán el aumento potencial de la fertilidad y calidad biológica del suelo resultado de la implementación de estos sistemas de cultivo.

En la última fase, se realizará un estudio socio-económico para determinar la viabilidad y sostenibilidad del proceso.

Un equipo multidisciplinar formado por socios de diversos paises

El proyecto, “Cropping hyperaccumulator plants on nickel-rich soils and wastes for the green synthesis of pure nickel compounds” (Cultivo de plantas hiperacumuladoras en suelos y residuos ricos en níquel para la obtención biomasa destinada a la producción de compuestos de níquel puros), está financiado por el Programa de Medio Ambiente y Acción por el Clima (LIFE, 2014-2020).

Está coordinado por la universidad de Lorraine (Francia) y cuenta con la participación de socios de Francia (la start-up Microhumus SARL), de Austria (Universität für Bodenkultur Wien y la PYME alchemia-nova GmbH), Bélgica (Universiteit Hasselt), Grecia (Eastern Macedonia y Thrace Institute of Technology y Technological Institute of Thessaly), Albania (la ONG Agro-Environment and Economic Management Center) y el CSIC.

Los socios constituyen un equipo multidisciplinar. Hay desde expertos en flora de suelos ultramáficos, fisiología de plantas hiperacumuladoras a expertos en el uso de fitotecnologías para recuperar suelos contaminados y evaluación económica de estas técnicas, a pioneros en exploraciones geobotánicas en las que se identificaron nuevas especies de plantas hiperacumuladoras, de las que sólo se conocen unos 500 taxones a nivel mundial, y sobre las que se desarrollaron procesos patentados para la recuperación de sales de níquel a partir de material vegetal.

Más de 10 años trabajando en el uso de plantas para descontaminar suelos

En el caso del CSIC, el Grupo de Microbiología (IIAG), dirigido por las científicas Petra Susan Kidd y Ángeles Prieto Fernández, fue fundado hace algo más de una década.

Se dedica fundamentalmente a la mejora de fitotecnologías en las que se emplean plantas como especies hiperacumuladoras de metales o de alta biomasa (chopos o sauces) principalmente aplicadas en suelos contaminados (fitocorrección) o en suelos que naturalmente presentan altas concentraciones de metales como el níquel (fitominería).

En la actualidad, lidera el proyecto europeo, PhytoSUDOE, cuyo cometido es promover el uso de plantas en la restauración y descontaminación de suelos. A ello se une su participación en otros proyectos centrados, por ejemplo, en explorar el potencial de la recuperación de elementos valiosos como tierras raras a través de la aplicación de técnicas de fitominería en escombreras de minas abandonadas y canteras o en el establecimiento, seguimiento y evaluación de experiencias de fitocorrección en condiciones de campo en las que se emplearon distintas especies vegetales.

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