Elementos de terras raras estão presentes em praticamente todos os telemóveis, carros eléctricos e turbinas eólicas do planeta. Só que retirá-los do subsolo costuma implicar banhos de ácido, lagoas químicas e anos de recuperação ambiental.
Muitas vezes, o processo de extracção gera muito mais resíduos do que metal. Encostas despidas e extensos depósitos de estéreis no sul da China são o retrato de grande parte desse desperdício.
Essas áreas, porém, também estão cobertas por um tipo específico de feto. E esse feto, afinal, tem uma ligação inesperada ao solo contaminado onde cresce.
Feto tropical Dicranopteris linearis
Rong-Liang Qiu, cientista ambiental na South China Agricultural University (SCAU), liderou uma equipa que passou anos a acompanhar esta espécie.
Ao longo desse tempo, verificaram que os fetos conseguem, de forma discreta, retirar terras raras do solo e armazená-las nas folhas.
O caso mais marcante é o feto tropical Dicranopteris linearis. Algumas frondes chegam a apresentar concentrações destes metais até 0,7 percent do seu peso seco.
À primeira vista, o número parece reduzido, mas não é. A maioria das rochas exploradas para obter os mesmos metais tem menos de um décimo de percent.
Na prática, o feto está a fazer por si próprio as fases iniciais de “refinação”, recorrendo apenas à luz solar, água e tempo.
Um aperto crescente na oferta
A procura e a necessidade mundial de elementos de terras raras têm vindo a aumentar - e depressa.
Os ímanes dentro de motores eléctricos e turbinas eólicas dependem de neodímio, praseodímio, disprósio e térbio.
Uma projecção aponta que a procura poderá mais do que duplicar até ao ano 2050.
Do lado da oferta, o cenário é bem mais complexo. A China concentra cerca de 70 percent da produção global e 90 percent da refinação.
Ao mesmo tempo, as reservas do próprio país caíram aproximadamente 45 percent desde a década de 1980. Por isso, a busca por fontes não convencionais tornou-se uma prioridade.
A vantagem do Dicranopteris linearis
A maioria dos solos contém terras raras em quantidades vestigiais. A média mundial situa-se entre 100 e 200 miligramas por quilograma, numa ordem de grandeza semelhante à do cobre ou do zinco.
Em solos assentes sobre rocha granítica, os valores podem ser mais elevados, por vezes até 500 miligramas por quilograma.
A mineração convencional não consegue explorar estes solos de forma economicamente viável. Os metais estão demasiado diluídos e misturados com impurezas quimicamente semelhantes, o que torna o custo desproporcionado.
O Dicranopteris linearis contorna este entrave ao acumular metais em concentrações mais de 30 vezes superiores às do solo sob as suas raízes.
E há outro ponto que o torna ainda mais interessante: não precisa de fertilizante, rega nem plantação.
No sul da China, na Malásia, na Indonésia e nas Filipinas, este feto cresce de forma espontânea, sem intervenção humana.
Quando é cortado, a mesma parcela recupera 90 percent das folhas em apenas um a dois anos.
A erva-de-tinta americana ganha destaque
Importa sublinhar que os fetos não crescem em todo o lado. Para climas temperados, a equipa analisou outras plantas.
Uma delas foi Phytolacca americana, uma erva folhosa comum em grande parte dos 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 o ítrio e o disprósio - elementos usados em ímanes especializados e em fósforos para ecrãs muito brilhantes.
Para ser considerada hiperacumuladora, precisa de um solo mais rico do que o exigido pelo feto. Isso limita-a, em geral, a antigas áreas mineiras.
Mas essa limitação tem o seu reverso: a planta pode transformar estéreis de minas abandonadas numa fonte de receita.
Saltar a química
A fase mais difícil da fitomineração sempre aconteceu depois da colheita. Queimar as plantas e separar quimicamente os metais exige etanol, ácidos fortes e um consumo elevado de electricidade.
Até este artigo, esse caminho caro era tratado como o desfecho “natural”. A equipa de Qiu defende que os metais nem sequer precisam de ser extraídos.
As cinzas, por si só, já são ricas em terras raras, além de cálcio, alumínio, silício e manganês.
Estes componentes são usados em fertilizantes especializados, em compostos para iluminação LED e em catalisadores que decompõem plástico residual para o converter em combustível. Além disso, não há necessidade de banhos de ácido.
Carbono e fluxo de caixa
Quando se retira a química da equação, os números mudam de forma drástica. A extracção química dos metais a partir de um hectare de feto colhido rende, em média, cerca de $464 em produto.
Se o mesmo material vegetal for convertido directamente em fertilizante ou catalisador à base de cinzas, o valor por hectare ultrapassa $10,000 por colheita - mais de 20 vezes acima do anterior.
As emissões seguem uma lógica semelhante. A mineração tradicional gera cerca de 29 pounds de dióxido de carbono por cada pound de metal refinado produzido no local (aproximadamente 13,2 kg de CO₂ por cada 0,45 kg de metal).
Isto dá à fitomineração a possibilidade de se aproximar da neutralidade carbónica. A via de conversão directa reduz ainda mais a pegada a partir daí.
Limites e questões em aberto
Ainda assim, esta linha de investigação não substitui a mineração industrial como um todo.
No seu melhor cenário, o feto fornece apenas algumas centenas de pounds por acre (cerca de algumas centenas de quilogramas por 0,4 hectares), enquanto o mundo consome centenas de milhares de toneladas.
Existe também um tema de segurança. As mesmas plantas que concentram terras raras também acumulam alumínio e pequenas quantidades de metais pesados.
Isto levanta preocupações concretas sobre qualquer fertilizante ou produto para ração feito a partir delas. Para além disso, ainda não foram feitos ensaios de campo à escala comercial.
A maior parte dos valores de custo e de produtividade vem de parcelas de investigação, o que significa que ainda faltam anos de projectos-piloto entre este artigo e uma operação funcional.
Novas pistas para investigar
Fica agora claro que cultivar estas plantas e transformar as cinzas directamente em produtos pode ser financeiramente competitivo.
A etapa de extracção com ácidos, durante muito tempo considerada inevitável, fica demonstrada como uma opção - e não uma obrigação. Isso altera a forma como se olha para estéreis de minas e terras degradadas nos trópicos.
Locais que antes eram encarados apenas como custos de limpeza podem passar a ser potenciais fontes de rendimento. Países mais pequenos, com os solos certos, podem entrar numa cadeia de abastecimento hoje dominada por uma única nação.
Um terreno coberto de fetos não vai, por si só, sustentar o desenvolvimento tecnológico. Mas os dados indicam que pode integrar parte de uma solução futura.
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