Por primera vez obtienen tierras raras de una planta

Un equipo de científicos chinos y estadounidenses afirma haber encontrado un mineral con elementos de tierras raras formado naturalmente en un helecho, un hallazgo sin precedentes a nivel mundial.

Los minerales raros son cruciales para la tecnología moderna, ya que son esenciales en la fabricación de productos electrónicos (celulares, computadoras), energías renovables (turbinas eólicas, autos eléctricos) y equipos médicos avanzados (resonancias magnéticas, láseres quirúrgicos). Su demanda creciente y su limitada concentración geográfica los convierten en un recurso estratégico y un foco de interés geopolítico.

Los autores del estudio, publicado en Environmental Science & Technology, señalaron que el descubrimiento de monacita a nanoescala en una planta viva “abre nuevas posibilidades para la recuperación directa de materiales funcionales con elementos de tierras raras. Hasta donde sabemos, este es el primer caso documentado de elementos de tierras raras cristalizando en una fase mineral dentro de una planta hiperacumuladora. Este trabajo demuestra la viabilidad de la fitominería e introduce un enfoque innovador, basado en plantas, para el desarrollo sostenible de recursos de elementos de tierras raras”, señala el estudio.

La fitominería es un método sostenible que utiliza plantas hiperacumuladoras para extraer metales del suelo. Esta estrategia, aún poco explorada, ofrece potencial para un suministro sostenible de tierras raras, según el equipo.

Los científicos, del Instituto de Geoquímica de Guangzhou y del departamento de geociencias de Virginia Tech, en Estados Unidos, describieron a las hiperacumuladoras como aquellas capaces de concentrar metales pesados ​​o metaloides en sus tejidos a niveles cientos o miles de veces superiores a los del suelo circundante.

“Aprovechando esta notable capacidad, la fitominería consiste en cultivar estas plantas en suelos ricos en metales y recuperar los metales objetivo de la biomasa cosechada – añade el estudio -. Esta estrategia reduce la dependencia de la minería convencional y, al mismo tiempo, mitiga los riesgos ambientales y geopolíticos asociados”.

La monacita es un mineral fosfático rico en elementos de tierras raras, como cerio, lantano y neodimio. Si bien la monacita se forma típicamente bajo alta presión y temperaturas de cientos de grados Celsius, las plantas representan una alternativa para su mineralización en condiciones ambientales de la superficie terrestre.

El mineral tiene un alto punto de fusión, una excelente emisividad óptica y una excepcional resistencia a la corrosión por vidrio fundido y al daño por radiación. De acuerdo con los autores, sus excepcionales propiedades mecánicas, físicas y térmicas lo hacen idóneo para aplicaciones como recubrimientos y barreras de difusión, luminóforos, láseres y emisores de luz, conductores iónicos y matrices para la gestión de residuos radiactivos.

En el estudio, los investigadores recolectaron muestras de plantas de un conocido hiperacumulador de tierras raras, un helecho perenne llamado Blechnum orientale, y del suelo circundante. Las muestras se recolectaron y transportaron desde depósitos de tierras raras en la ciudad de Guangzhou, al sur de China.

El análisis demostró que los elementos de tierras raras se concentraban en la pinna (una parte de la hoja), seguidos por el sistema radicular y el pecíolo. Según el estudio, los minerales cristalizan dentro de los tejidos extracelulares en condiciones ambientales para que las plantas eviten la entrada de elementos no nutritivos a las células y para desintoxicarse.

La formación de monacita se produjo mediante un proceso similar al de un jardín químico, que presenta estructuras parecidas a plantas que se forman cuando una semilla de sal metálica se introduce en una solución acuosa que contiene aniones, como silicato o fosfato. También sirve como ejemplo en química de un proceso de no equilibrio autoorganizado que crea estructuras complejas.

“Este fenómeno es la aparición, recientemente reconocida, de un jardín químico en una planta, impulsado por la alta concentración local de sales metálicas (elementos de tierras raras y fosfato) en un medio acuoso”, confirma el estudio.

En un comunicado emitido por el Instituto de Geoquímica de Guangzhou, los autores concluyen que el estudio ofrece “una nueva vía para el uso sostenible de los recursos de tierras raras. Mediante el cultivo de plantas hiperacumuladoras, se pueden recuperar tierras raras de alto valor de las plantas, a la vez que se remedia el suelo contaminado y se restaura la ecología de los residuos de tierras raras, logrando así un modelo circular verde de remediación y reciclaje simultáneos”.