Cómo extraer oro del suelo usando plantas

Ya sea por obra y gracia de la mano humana o de forma natural, algunos terrenos contienen concentraciones altas de ciertos metales (como el plomo, el cadmio o el níquel) que son particularmente indeseables porque las plantas los absorben a través de sus raíces y los incorporan a su masa vegetal. Como resultado, los organismos que consumen esas plantas se arriesgan a ingerir cantidades peligrosas de metales nocivos.

Entre esos organismos estamos los humanos, pero, en lugar de alejarnos lo máximo posible de esas plantas contaminadas, en algún momento se nos ocurrió una idea nueva: ¿y si pudiéramos aprovechar su capacidad para absorber ciertos metales para ganar dinero?

La bioacumulación

Como su nombre sugiere, la bioacumulación es un proceso que tiene lugar cuando un organismo retiene cantidades inusualmente grandes de una sustancia en su cuerpo porque la absorbe de su entorno a un ritmo mayor que al que lo puede excretar. De hecho, algunos tipos de plantas exhiben una afinidad tan elevada por determinados elementos químicos que los acaban absorbiendo y almacenando en cantidades excepcionales. Estas especies se conocen como hiperacumuladoras.

Como norma general, se considera que una planta pertenece a esta categoría cuando puede acumular más de 1000 miligramos de un metal concreto en cada kilogramo de materia vegetal seca (1000 mg/kg). Las únicas excepciones son el zinc, el cadmio y el oro, en cuyo caso los límites para que una planta se considere hiperacumuladora de estos elementos son de 10000, 100 y 1 mg/kg, respectivamente.

Consumir plantas que contienen cantidades tan grandes los metales mencionados sería peligroso, pero también es cierto que se trata de materiales que tienen algún valor económico. De ahí aparece el concepto de la fitominería: sembrar plantas hiperacumuladoras en un terreno que contiene trazas del metal que necesitas y dejar que lo absorban y lo concentren. Una vez cosechadas, el metal en cuestión se podrá extraer de su materia vegetal a través de un proceso que empieza secando las plantas e incinerarlas para que los metales que contienen se oxiden. A continuación, basta con separar los óxidos metálicos del resto de las cenizas a través de diferentes procesos químicos y extraer el metal en cuestión de esos óxidos igual que se haría en cualquier otra operación minera.

Minería con plantas

En la naturaleza, los diferentes metales que usamos en nuestro día a día están combinados con otros elementos formando compuestos químicos. Cuando los procesos geológicos acumulan esos compuestos químicos en un mismo lugar y se cristalizan en mayor o menor medida, se forman lo depósitos de minerales.

Extraer un metal de un mineral es un proceso que consiste en separarlo del resto de elementos indeseados que lo acompañan a través de distintas reacciones químicas. Por ejemplo, una de las fuentes principales de hierro es la hematita, un mineral compuesto por óxido de hierro. Si se tritura el mineral, se mezcla con carbón y se calienta a altas temperaturas, el carbono «robará» los átomos de oxígeno a los de hierro y dejará el metal libre y listo para ser separado del resto del material.

Sin embargo, la minería «convencional» requiere que las rocas contengan una concentración de los minerales deseados lo bastante alta como para que la operación de extracción resulte económicamente viable. Por tanto, la fitominería podría presentarse como un buen método para sacar metales valiosos de suelos en los que están presentes en cantidades demasiado bajas como para que sea rentable extraerlos de otra manera.

Por ejemplo, en 1998, el Departamento de Minas de Estados Unidos hizo un ensayo en Reno (Nevada) con una planta hiperacumuladora de níquel que pertenece a la especie Strepanthus polygaloides. Curiosamente, la acumulación de níquel en su materia vegetal protege a la planta de ciertos patógenos e insectos.

El ensayo en cuestión se llevó a cabo en un suelo que tenía una concentración de 3500 miligramos de níquel por kilo de tierra. Tras sembrar, recoger y secar las plantas, los investigadores fueron capaces de obtener 10000 kilos de materia vegetal por cada hectárea de terreno. Teniendo en cuenta que cada kilo de esa biomasa contenía alrededor de 10000 miligramos de níquel, esta cifra se traducía en un total de 100 kilos de níquel por hectárea que reportaban un beneficio neto de algo más de 500$.

Plantas que extraen oro

Por supuesto, uno de los proyectos más ambiciosos de la fitominería es la extracción de oro en terrenos donde es demasiado escaso como para conseguirlo por otros métodos. El problema es que, aunque se conocen unas 300 especies hiperacumuladoras de níquel, 26 de cobalto, 24 de cobre, 19 de selenio, 16 de zinc, 11 de manganeso, una de talio y otra de cadmio, ninguna acumula suficiente oro en su materia vegetal como para que se pueda considerar que pertenece a esta categoría.

El motivo es que el oro es un metal muy inerte que difícilmente reacciona con otros elementos químicos, así que las raíces de las plantas absorben cantidades tan minúsculas de oro que una operación de fitominería nunca saldría rentable sin un empujón adicional. Ese empujón lo proporcionan sustancias como el cianuro de sodio, el tiocianato o los tiosulfatos, unos compuestos que, cuando se incorporan al suelo, incrementan la solubilidad del oro y permiten que las raíces de las plantas absorban este metal precioso con más facilidad. De hecho, en los ensayos que se han llevado a cabo en condiciones controladas usando esta técnica se han llegado a reportar valores de bioacumulación de oro de hasta 326 miligramos por kilo de materia vegetal.

Un entorno ideal en el que usar este tipo de fitominería serían las escombreras de las minas de oro actuales, donde la concentración de este valioso metal es demasiado baja como para que se pueda extraer con métodos convencionales, pero lo bastante alta para que las plantas lo puedan asimilar lentamente a través de sus raíces.

Futuro por determinar

Esta técnica no sólo permite recuperar elementos valiosos en terrenos en los que son escasos, sino que también sirve para retirar metales tóxicos que están presentes en el suelo. Esta rama de la fitominería se llama fitoremediación y en algunas minas abandonadas ya se han usado plantas bioacumuladoras para absorber los metales nocivos que se filtraron en el terreno mientras estaban activas.

La fitominería aún tiene muchos retos que superar para convertirse en un método viable para extraer recursos del entorno. Entre sus desventajas se encuentran la alta dependencia del clima que tiene el éxito de la operación, la estacionalidad de la actividad y la necesidad de ocupar grandes extensiones de terreno para que resulte rentable. Pero, a su vez, gracias a nuevas herramientas como la ingeniería genética, es posible que se acaben produciendo especies que acumulen cantidades mayores de determinados metales en un tiempo menor. Al final, sólo la investigación y el tiempo dictaminarán si el oro de nuestros dispositivos electrónicos o nuestras joyas acabará siendo extraído del suelo por una planta en lugar de una máquina o un ser humano.

QUE NO TE LA CUELEN:

• La desventaja que presenta la fitominería respecto a la minería convencional es que la profundidad a la que las plantas pueden absorber los metales del suelo está limitada por el alcance de sus raíces.

REFERENCIAS (MLA):

• Robert R. Brooks et al. “Phytomining”. Perspectives, volumen 3, número 9, pp. 359-362 (1998).
• V. Sheroan et al. “Phytomining: A review”. Minerals Engineering, volumen 22, pp. 1007–1019 (2009).