As preocupações com o domínio da China sobre minerais essenciais estão levando cientistas e empresas ocidentais a embarcarem em formas cada vez mais inovadoras de desenvolver fontes alternativas.
Um desses esforços busca explorar uma peculiaridade da natureza: certas plantas, chamadas de hiperacumuladoras, são capazes de absorver grandes quantidades de minerais, como o níquel e o zinco, do solo.
Cultivar essas plantas e depois incinerá-las para obter seus metais poderia fornecer às empresas americanas um pequeno fluxo de minerais de origem nacional, sem os custos e a destruição ambiental da mineração convencional.
“Quando estamos nessa intensa competição, temos que pensar em métodos alternativos”, disse Evelyn Wang, ex-diretora da ARPA-E, uma agência do Departamento de Energia que está distribuindo US$ 10 milhões para encontrar maneiras de viabilizar a produção de níquel nos EUA.
Em uma estufa em Amherst, os professores estão usando o financiamento para realizar a edição de genes para criar uma nova planta oleaginosa de crescimento rápido e que absorva níquel. Se for bem-sucedida, a planta poderá ser usada para colher o metal de solos ricos em minerais em estados como Maryland e Oregon.
Enquanto isso, uma startup americana chamada Metalplant está pagando uma dezena de agricultores na Albânia para cultivar níquel usando uma espécie de planta local. A empresa está editando os genes dessas plantas para adaptá-las aos EUA.
“Isso pode mudar a forma como pensamos sobre a mineração no futuro”, disse Eric Matzner, executivo-chefe da empresa.
Cerca de 10 milhões de acres de solo não-agricultável e rico em níquel estão espalhados pelos EUA. Nessas áreas, as concentrações de minerais são geralmente muito baixas para justificar a mineração em larga escala, mas podem oferecer uma oportunidade para o cultivo barato de níquel.
No caso da fitomineração de níquel, como são conhecidos esses esforços, as plantas são secas e incineradas, deixando um concentrado de níquel cinza. Esse concentrado pode então ser purificado e transformado em material para baterias.
Sem dúvida, a fitomineração é de pequena escala. As empresas do ramo têm como meta a colheita de cerca de 300 libras de níquel por acre por ano, o que é suficiente para seis baterias de veículos elétricos.
Mas o financiamento para plantas de níquel é uma pequena parte de um amplo esforço do governo dos EUA para desenvolver suprimentos seguros de minerais necessários para a defesa e o setor de ponta, e é uma área em que a China é dominante.
Nos últimos anos, as empresas chinesas de mineração e processamento conquistaram quase o monopólio dos minerais usados em baterias, lasers e bombas, em parte devido aos custos mais baixos e à tecnologia de processamento superior dessas empresas.
Muitas tentativas ocidentais de reagir fracassaram. Os altos custos e as regulamentações ambientais envolvidos na instalação de minas em países ricos frustraram os mineradores americanos. Atualmente, os EUA têm apenas uma mina de níquel em operação, a mina Eagle, no norte de Michigan, que deverá ser fechada em 2029.
Nos últimos anos, as minas de níquel no Brasil, na Nova Caledônia e na Austrália fecharam, incapazes de competir com as refinarias chinesas de baixo custo. Atualmente, as empresas chinesas controlam cerca de 54% do fornecimento global de níquel refinado, em comparação com 34% em 2015, de acordo com a Benchmark Mineral Intelligence. Suas empresas controlam uma parcela ainda maior dos principais minerais tecnológicos, como lítio, cobalto e terras raras.
Recentemente, a China flexionou seus músculos ao restringir as exportações para os EUA de minerais estratégicos, como antimônio e gálio, que são usados em semicondutores e armamentos. Pequim pode usar a tática novamente em resposta às novas tarifas sobre produtos chineses lançadas pelo presidente Trump.
Em resposta, os EUA estão gastando centenas de milhões de dólares em esforços convencionais, como a perfuração de depósitos minerais subterrâneos e a construção de instalações de refino domésticas. Mas as revisões ambientais retardaram alguns esforços, enquanto as mineradoras nacionais enfrentam custos de produção mais altos do que as rivais chinesas, assustando os investidores.
Em busca de fontes alternativas de metais, as agências governamentais estão financiando ideias antes consideradas bizarras.
Em 2023, a ARPA-E liberou US$ 5 milhões para explorar a extração de minerais como elementos de terras raras – que são cruciais para sistemas de radar e mísseis – de algas marinhas. Outro programa do departamento de defesa busca projetar micróbios para separar elementos de terras raras do minério.
Rufus Chaney, agrônomo que muitos consideram ser o pai da fitomineração, teve uma ideia quando estava trabalhando na descontaminação do solo na década de 1980. Ele poderia usar plantas hiperacumuladoras para remover o níquel dos locais de mineração e, depois, colhê-lo das plantas?
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“Você está limpando o solo e, ao mesmo tempo, obtendo lucro com a venda do níquel”, disse Chaney, que passou décadas realizando pesquisas sobre limpeza de solos contaminados para o Departamento de Agricultura dos EUA.
No entanto, quando Chaney trabalhou com uma empresa de mineração para limpar o solo próximo a uma mina no Canadá, ele descobriu que as raízes das plantas se estendiam mais profundamente do que as camadas superiores do solo contaminado e, portanto, não conseguiam absorver os depósitos de níquel. Chaney concluiu que a fitomineração deve ser usada onde o níquel é encontrado naturalmente nas profundezas do solo.
Uma empresa privada pegou carona na pesquisa de Chaney para tentar fazer a fitomineração do níquel, mas em 2009 a planta havia se tornado invasiva, espalhando-se para além dos campos plantados e superando a flora nativa. As autoridades do Oregon declararam a planta, conhecida como Alyssum, uma erva daninha nociva e instruíram qualquer pessoa que a encontrasse a ligar para a linha direta de espécies invasoras do estado, “1-866-invader”.
Brett Robinson, professor da Universidade de Canterbury, na Nova Zelândia, é coautor de um artigo de uma década intitulado “Phytoextraction: Where’s the Action?” (Onde está a ação?). Esse artigo concluiu que a fitoextração era ineficiente, em parte devido às despesas envolvidas na coleta do minério de fazendas dispersas e sua entrega às fundições de níquel.
“Fiquei francamente surpreso com o interesse renovado”, disse ele sobre o novo programa do governo dos EUA.
Agora, um punhado de empresas privadas está buscando capitalizar o apetite por minerais que sejam ambientalmente sustentáveis e livres da influência chinesa.
O níquel recuperado das plantas já está em uma forma química mais pura do que o proveniente da mineração convencional, o que economiza o processamento caro e que consome muita energia.
Uma iniciativa de fitomineração é a Botanickel, uma parceria entre a Econick, uma empresa de biotecnologia, e a Aperam, uma empresa siderúrgica com sede em Luxemburgo que está em busca de níquel ecologicamente correto.
A Botanickel possui estufas na Europa e na Malásia, onde cultiva uma planta absorvente de níquel que foi batizada de Phyllanthus Rufuschaneyi, em homenagem a Chaney, que assessora a empresa. A empresa espera comercializar a produção o mais rápido possível.
Uma equipe liderada por Om Parkash Dhankher, biotecnólogo de plantas da Universidade de Massachusetts Amherst, recebeu recentemente US$ 1,3 milhão em financiamento dos EUA para tentar imbuir uma planta oleaginosa com material genético da planta que absorve níquel, considerada uma erva daninha nociva pelas autoridades do Oregon.
A equipe de Dhankher deve isolar o conjunto de genes envolvidos na absorção de níquel e depois transferi-los para uma planta totalmente nova. O níquel é tóxico para as plantas, portanto, o consumo do níquel poderia matar a planta oleaginosa. Como resultado, a equipe de Dhankher deve identificar os genes que direcionarão o fluxo de níquel para os vacúolos centrais – partes das células vegetais que funcionam como depósitos de lixo – onde o níquel pode ser armazenado com segurança.
Ao pegar os genes de absorção de níquel da Alyssum e inseri-los na planta oleaginosa, que é amplamente cultivada na América do Norte, eles esperam evitar que ela se torne o tipo nocivo que provocou a resistência das autoridades estaduais.
Se Dhankher for bem-sucedido, os fazendeiros que plantarem sua criação nos solos ricos em níquel do Oregon ou de Maryland poderão obter receita tanto do óleo de semente, usado em biocombustível, quanto do níquel.
Em um dia recente, o laboratório e a estufa estavam cheios de atividades. Um pesquisador de pós-doutorado moeu uma planta que foi exposta ao níquel para extrair seu RNA, para que a equipe possa descobrir como a exposição ao níquel altera seus genes.
“Nosso objetivo é obter o máximo de acúmulo”, disse Dhankher.
Escreva para Jon Emont em [email protected]
Traduzido do inglês por InvestNews
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