Pais: Brasil

Fecha: 02 de Noviembre del 2020

Los investigadores identifican plantas capaces de extraer níquel del suelo por Embrapa, Brasil

- Un estudio identificó más de 200 plantas nativas del Cerrado capaces de tolerar altos niveles de níquel en el suelo.

- Diecinueve especies son hiperacumuladores de este metal y pueden ayudar a sacarlo del suelo y descontaminarlo (fitorremediación).

- También pueden ser un medio más accesible para obtener metales de interés económico (fitomineración).

- El potencial de estas especies fue descubierto durante un estudio en una región minera en Goiás.

- La asociación con la empresa minera está permitiendo la recuperación del área utilizando especies de la región.

Investigadores de Embrapa han identificado, en el Cerrado de Goiás, 19 especies de plantas capaces de absorber grandes cantidades de níquel (Ni) y acumularlo en sus hojas y tallos. Reconocidos como hiperacumuladores de níquel, son capaces de acumular, en sus tejidos, una gran cantidad de este metal, más del 0,1% (o más de 1.000 mg de Ni / kg de materia seca).

Según la investigadora de  Embrapa Cerrados  (DF) y coordinadora del proyecto,  Leide Andrade , la especie tiene potencial para ser utilizada en la fitorremediación de níquel en suelos contaminados con este metal, en regiones industriales o agrícolas. Este proceso no es más que el cultivo de plantas que descontaminan suelos con exceso de este elemento químico a medida que se acumulan en sus propias estructuras.

También se pueden cultivar en suelos que ya han sido extraídos pero que aún contienen niveles de níquel que el proceso de extracción convencional no puede extraer. Leide explica que estos resultados son preliminares y que la investigación debe continuar para comprender mejor la acción de este mecanismo.

El descubrimiento del potencial de estas plantas se realizó durante una investigación que buscó identificar especies para ser utilizadas en la revegetación de áreas alteradas por la minería en la región ultramáfica de Barro Alto (GO), un lugar con importantes depósitos de níquel. El trabajo resultó en el registro de más de 200 especies capaces de crecer en ambientes con alto contenido de metales en el suelo, como níquel, magnesio, manganeso, cromo, hierro, cobalto, entre otros.

La investigación se realizó a partir de una demanda de la empresa minera que opera en el estado, Anglo American, que buscaba soluciones para elevar el estándar de calidad de la recuperación de los ambientes remanentes de la mina minera de níquel y las pilas de material estéril (material extraído de la mina para liberar el mineral, sin valor económico). Hoy en día, la legislación exige que estas áreas sean revegetadas, pero no define el tipo de cobertura vegetal que se debe utilizar.

La empresa solicitó a Embrapa realizar un relevamiento de la flora local con el fin de evaluar el impacto de la minería en la diversidad vegetal (supresión de vegetación) y definir estrategias para la revegetación de áreas impactadas por la minería utilizando especies nativas en este proceso.

Entre las más de 200 especies identificadas en la región de estudio con tolerancia a altos niveles de metales en el suelo, 29 fueron seleccionadas por su abundancia y capacidad para colonizar ambientes alterados. Estas especies herbáceas y arbustivas se utilizaron para componer un protocolo tecnológico para la revegetación de taludes de una pila de material minero de níquel estéril, en el que se definió el período de recolección de semillas, el mejor momento y las técnicas de siembra.

Comprender la fitorremediación y la fitomineración.

Las especies nativas que son tolerantes a ambientes ricos en metales pueden ser utilizadas en procesos fitotecnológicos (o tecnología verde) para estabilizar áreas degradadas por actividades mineras (taludes de pilas de escoria, fondo de tajos, áreas de vertederos, etc.).

En el caso de las especies metálicas hiperacumuladoras, estas pueden actuar en el proceso llamado fitorremediación, con lo cual es posible “limpiar” el suelo ya que las plantas extraen los elementos que están presentes en altos niveles y los acumulan en sus tejidos de sus tallos. y se va.

De esta forma, es posible evitar problemas ambientales, como la contaminación de aguas subterráneas y cursos de agua, además de permitir que otras especies se desarrollen mejor en estas áreas.

Un segundo proceso que se beneficia del uso de plantas hiperacumuladoras es la fitomineración para obtener metales de interés económico (raros o preciosos, como el níquel) cuya minería sería antieconómica por métodos convencionales. En el caso del níquel, su cultivo se realiza sobre suelos que ya han sido minados o con mena con un bajo contenido del metal de interés, pero que aún contienen altos niveles del metal en relación a suelos no explotables, lo que para el proceso minero tradicional sería antieconómico o inviable. por métodos convencionales.

Los sustratos de las pilas de material estéril tienen poca materia orgánica y poca actividad microbiológica y son bajos en nutrientes importantes para el desarrollo de las plantas (ver recuadro). Todavía contienen altos niveles de cromo en forma CrVI. “Estas características son desfavorables para la vida e impiden que se produzca una recuperación biológica espontánea en estos ambientes”, explica la investigadora de Embrapa. Por otro lado, la vegetación autóctona que crece en suelos ultramáficos (de los que se extrae el Ni mineral) está más adaptada a este medio y por tanto tiene mayor tolerancia a la presencia de metales en niveles elevados en el suelo. “Con la revegetación de los taludes del basurero, es posible mantener estas especies en el medio ambiente y reducir los impactos de la actividad minera en la biodiversidad local”, dice el científico.

Suelos ultramáficos y pilas de desechos

Los suelos de la región de Barro Alto son derivados de rocas ultramáficas y, por tanto, tienen un contenido excesivo de algunos metales como níquel, cromo, magnesio y cobalto, que en altas concentraciones pueden resultar tóxicos para la mayoría de las plantas. Debido a esto, tienen una composición química diferente y tienen niveles bajos de algunos nutrientes, como fósforo, potasio y calcio.

En las actividades mineras, el material extraído de la mina, compuesto por uno o más minerales, se extrae para liberar el mineral y luego se dispone en pilas. Son materiales sin valor económico, pero que pueden contener residuos de algunos metales, como el cromo VI, y en concentraciones superiores a las que se encuentran en suelos normales, y que pueden contaminar las aguas subterráneas.

En general, estos montones se revegetan con especies exóticas, principalmente gramíneas y leguminosas. El estudio tuvo como objetivo reemplazar el uso de estas especies con especímenes de diversidad vegetal en la región, debido a su capacidad para estabilizar áreas degradadas por la minería.

Más de 200 especies catalogadas

Para llevar a cabo la investigación se conformó un equipo multidisciplinario, integrado por especialistas en ecología vegetal y botánica, fertilidad y microbiología de suelos y ecotoxicología ambiental. En una primera etapa se realizó un relevamiento de la diversidad botánica y las características químicas y microbiológicas de los suelos derivados de rocas ultramáficas antes del inicio de la explotación minera en Barro Alto.

El equipo identificó más de 200 especies que crecen en suelos caracterizados por ser poco ácidos, con niveles excesivos de algunos metales y también por la falta de ciertos nutrientes esenciales para el desarrollo de las plantas, como el fósforo y el potasio. El investigador señala que estas características son muy diferentes a las observadas en los suelos ácidos y químicamente pobres del Cerrado, utilizados en la agricultura desarrollada en el Medio Oeste brasileño.

Durante los relevamientos botánicos se recolectaron semillas de 106 especies, de las cuales se realizaron pruebas de germinación, propagación y estudios de siembra. En un segundo paso, el equipo de investigación seleccionó 29 plantas nativas que se cultivaron en pendientes de pilas de desechos en experimentos piloto sobre revegetación de pendientes.

“El mayor desafío fue partir del completo desconocimiento del medio ambiente y seguir el inicio de la actividad minera. Sabemos que el tiempo de investigación es más largo, pero necesitábamos dar una respuesta que supiera afrontar los desafíos críticos allí encontrados, para satisfacer igualmente las necesidades de la empresa minera ”, revela Andrade.

Un protocolo para revegetar áreas mineras

A partir de información sobre el medio ambiente y la flora, Embrapa desarrolló un protocolo tecnológico, una especie de guía, que indica los pasos necesarios para revegetar áreas mineras de níquel utilizando especies adaptadas a suelos con altos niveles de metales.

En la fase experimental, se cultivaron plántulas y semillas de especies en las pilas de desechos. En la selección, los investigadores priorizaron algunas características, como hábito (si son hierbas o arbustos, ya que no se recomienda la plantación de árboles por la inestabilidad de las laderas); crecimiento rápido y cobertura del suelo; producción temprana de semillas; capacidad de asentarse en condiciones desfavorables, como suelos ricos en metales pesados, por ejemplo.

A partir de ahí, se desarrollaron metodologías para la propagación de especies seleccionadas. Los que se sembraron directamente sobre el sustrato formado por el material extraído del área minera tienen la función de cubrir rápidamente el área. Las plántulas sirven para crear diversidad en los sistemas, con plantas de crecimiento más lento.

Esta estrategia permite componer un proceso de sucesión de especies con diferentes comportamientos ecológicos a lo largo del tiempo ”, explica el investigador. El sustrato se preparó con corrección básica de fertilidad, con aplicación de nitrógeno, fósforo y potasio, para hacer el ambiente más adecuado para el desarrollo de la planta.

“El sustrato resultante del área minera tardó cerca de seis años en dejar de ser un sustrato casi exclusivamente mineral y convertirse en un suelo capaz de estimular y sostener el crecimiento de las plantas. Éstos colonizaron lentamente el material estéril y desencadenaron transformaciones bioquímicas en él, a través de sus raíces, como el aumento de materia orgánica y actividad microbiológica y la reducción de la disponibilidad de cromo VI, su forma más tóxica para el medio ambiente ”, informa el experto.

Las actividades mineras impactan en la vegetación nativa. Además, algunas plantas no pueden desarrollarse en las superficies impactadas y los procesos de regeneración espontánea tienen una baja diversidad vegetal en comparación con la diversidad original. El científico dice que uno de los objetivos del estudio fue posibilitar el uso de la flora local para desarrollar el protocolo tecnológico para la revegetación de áreas impactadas por la minería. “Es como un rompecabezas. Cada región utilizará las especies de la biodiversidad local, pero el paso a paso establecido en el protocolo se puede seguir en cualquier lugar ”, compara. Esto se debe a que la revegetación de las pilas de desechos depende enteramente de la selección de especies adecuadas y del uso de técnicas de propagación eficientes, además de buscar la máxima diversificación.

Otro resultado de la investigación es el calendario fenológico que contiene el período de recolección de las semillas de 106 especies nativas en la zona ultramáfica de Barro Alto, construido a partir de información sobre el inicio y final de los períodos de floración y fructificación de las especies catalogadas.

En el material se encuentra la recomendación de prácticas agronómicas para el cultivo, la indicación de las fuentes de nutrientes para los sustratos y los que se deben utilizar para la producción de semillas y plántulas. También se creó un banco con más de mil fotos, que recoge las imágenes captadas durante las distintas visitas de campo que se realizaron entre 2008 y 2018.

La investigación realizada por Embrapa concluyó que la revegetación de áreas impactadas por la minería a partir de la siembra de semillas y plántulas de la flora nativa de la región reduce el impacto de la pérdida de la diversidad biológica y genética local. “El protocolo tecnológico se encuentra en proceso de validación a escala de campo y se puede aplicar a gran escala, en base a las especies disponibles en cada región donde la vegetación nativa ha sido completamente eliminada. Con esto, será posible compatibilizar el desarrollo de las actividades mineras con la conservación de la biodiversidad en las áreas exploradas ”, dice el investigador.

Traducido del portugués.

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