Fitomineração: *Dicranopteris linearis* pode ajudar a suprir terras raras

Elementos de terras raras estão presentes em praticamente todos os telemóveis, carros elétricos e turbinas eólicas do planeta. Só que extraí-los do subsolo costuma significar banhos de ácido, lagoas de reagentes e anos de recuperação ambiental.

Em muitos casos, o caminho para obtê-los gera muito mais rejeitos do que metal. Encostas raspadas e campos de resíduos no sul da China são um retrato de grande parte desse passivo.

Essas áreas, por sua vez, frequentemente ficam cobertas por um tipo específico de samambaia. E essa samambaia tem, ao que tudo indica, uma relação inesperada com o solo contaminado onde cresce.

Samambaia tropical Dicranopteris linearis

Rong-Liang Qiu, cientista ambiental da South China Agricultural University (SCAU), liderou uma equipa que acompanhou essa espécie durante anos.

Ao longo do trabalho, os investigadores notaram um comportamento discreto, porém consistente: as samambaias retiram terras raras do solo e as acumulam nas folhas.

O caso mais marcante é o de uma samambaia tropical chamada Dicranopteris linearis. Em algumas frondes, a concentração desses metais chega a 0.7% do peso seco.

À primeira vista, 0.7% parece pouco - mas não é. A maioria das rochas exploradas para os mesmos metais tem teor abaixo de um décimo de 1%.

Na prática, a planta realiza sozinha um início de “refino”, recorrendo a luz solar, água e tempo.

Um aperto crescente na oferta

A necessidade global de terras raras vem a crescer rapidamente.

Ímanes usados em motores elétricos e turbinas eólicas dependem de neodímio, praseodímio, disprósio e térbio.

Uma projeção indica que a procura deve mais do que dobrar até 2050.

Do lado da oferta, o cenário é mais complicado. A China responde por cerca de 70% da produção global e 90% do refino.

Além disso, as reservas do próprio país caíram aproximadamente 45% desde a década de 1980. Esse contexto tornou mais séria a busca por fontes não convencionais.

A vantagem de Dicranopteris linearis

Em geral, quase todo solo contém traços de terras raras. A média mundial fica entre 100 e 200 miligramas por quilograma, numa faixa semelhante à de cobre ou zinco.

Em áreas sobre embasamento granítico, os valores tendem a ser maiores, chegando por vezes a 500 miligramas por quilograma.

Mesmo assim, a mineração convencional não consegue explorar esses solos de forma economicamente viável. Os metais estão demasiado diluídos e misturados a impurezas quimicamente parecidas, o que derruba a relação custo-benefício.

A Dicranopteris linearis contorna esse obstáculo ao concentrar os metais em níveis mais de 30 vezes superiores aos do solo sob as raízes.

O desempenho chama ainda mais atenção porque a espécie não precisa de fertilizante, irrigação nem plantio em esquema de cultura.

No sul da China, na Malásia, na Indonésia e nas Filipinas, ela cresce espontaneamente, sem intervenção humana.

E, quando a vegetação é cortada, a mesma área recupera 90% das folhas em apenas um a dois anos.

A erva-de-tinta americana ganha espaço

É importante sublinhar que as samambaias não se adaptam a qualquer lugar. Para climas temperados, o grupo procurou outras plantas.

Uma candidata foi Phytolacca americana, uma erva folhosa comum nos Estados Unidos e hoje amplamente disseminada na Ásia e em partes da Europa.

A erva-de-tinta tende a concentrar as terras raras mais pesadas e valiosas, como ítrio e disprósio - elementos usados em ímanes especiais e em fósforos de ecrãs brilhantes.

Para ser considerada hiperacumuladora, ela precisa de um solo mais rico do que o exigido pela samambaia, o que na prática a restringe sobretudo a áreas de mineração antigas.

Por outro lado, essa limitação também aponta uma oportunidade: a planta pode transformar rejeitos de minas abandonadas numa fonte de receita.

Pulando a química

Na fitomineração, a etapa mais difícil historicamente vem depois da colheita. Queimar a biomassa e separar os metais por processos químicos exige etanol, ácidos fortes e um grande consumo de eletricidade.

Até este estudo, esse percurso caro era tratado como o destino inevitável. A equipa de Qiu, porém, defende que não é necessário extrair os metais.

A própria cinza já concentra terras raras e também cálcio, alumínio, silício e manganês.

Esses componentes entram em fertilizantes especiais, em compostos usados na iluminação LED e em catalisadores que degradam plástico residual para transformá-lo em combustível. E, nesse caminho, dispensa-se o uso de banhos de ácido.

Carbono e retorno financeiro

Quando a química sai da equação, os resultados mudam drasticamente. A extração química de metais a partir de um hectare de samambaias colhidas rende, em média, cerca de US$464 em produto.

Se o mesmo material vegetal for convertido diretamente em fertilizante ou catalisador à base de cinza, o valor por hectare ultrapassa US$10,000 por colheita - mais de 20 vezes acima do anterior.

As emissões acompanham essa diferença. Na mineração tradicional, gera-se cerca de 29 libras de dióxido de carbono para cada libra de metal refinado produzido no próprio local (aproximadamente 13.2 kg de CO₂ por kg de metal).

Com isso, a fitomineração passa a ter a possibilidade de se aproximar da neutralidade de carbono. A rota de conversão direta reduz ainda mais a pegada.

Limites e questões em aberto

Apesar das promessas, essa linha de pesquisa não substitui a mineração industrial como um todo.

Mesmo no melhor cenário, a samambaia contribui com algumas centenas de libras por acre (na ordem de algumas centenas de quilogramas por hectare), enquanto o consumo global está na casa de centenas de milhares de toneladas.

Também há um ponto crítico de segurança. As plantas que concentram terras raras tendem a absorver alumínio e traços de metais pesados.

Isso cria preocupações reais para qualquer fertilizante ou produto para alimentação animal fabricado a partir dessa biomassa. Além disso, ainda não existem testes de campo em escala comercial.

A maioria das estimativas de custo e produtividade vem de parcelas de pesquisa, o que indica anos de projetos-piloto entre este artigo e uma operação funcional.

Novos caminhos para investigar

Ficou evidente que cultivar essas plantas e transformar a cinza diretamente em produtos pode ser financeiramente competitivo.

A extração com ácido - por muito tempo tratada como inevitável - mostrou-se, afinal, apenas uma opção. Isso muda o debate sobre rejeitos de minas e terras degradadas nos trópicos.

Áreas antes vistas apenas como custo de remediação passam a poder ser consideradas fontes de receita. E países menores, com solos adequados, podem entrar numa cadeia de fornecimento hoje dominada por uma única nação.

Um talhão de samambaias não vai, sozinho, sustentar o avanço tecnológico. Ainda assim, os dados indicam que ele pode compor parte de uma solução futura.