Nem plataformas de perfuração poderosas, nem sistemas de bombeamento, nem equipamentos de mineração de alto nível. Nosso novo aliado para nos fornecer “terras raras” é muito menor, o que não é simples: uma dúzia de cepas de cianobactérias que —como acaba de verificar uma equipe de cientistas alemães— se destacam por sua capacidade de absorver esse tipo de elemento (REE ). em águas residuais. Pode parecer uma habilidade menor, mas pode facilitar muito sua reciclagem. E quando falamos de metais tão procurados e valorizados como o óxido de térbio, que se paga à volta dos 3.800 euros o quilo e tem aplicações aeroespaciais ou eletrónica avançada, são grandes palavras.
No momento é apenas uma prova de conceito que tem um longo caminho a percorrer, mas o estudo já está gerando interesse no meio acadêmico.
O que o estudo propõe? Aproveitando as bactérias no difícil desafio de reciclar terras raras. A pesquisa é realizada por cientistas da Universidade Técnica de Munique (TUM), que em conjunto com outro centro de Kaiserslautern, também localizado na Alemanha, verificaram a capacidade de várias cianobactérias para uma tarefa peculiar: absorver esse tipo de metal .
Especificamente, os cientistas testaram uma dúzia de cepas e como elas são capazes de coletar lantânio, cério, neodímio e térbio em ambientes líquidos. O potencial biotecnológico da maioria das cianobactérias que eles manipularam nunca havia sido analisado antes. Alguns até apresentam um caráter extremófilo. Entre as bactérias com as quais trabalharam no TUM estão amostras recolhidas em desertos da Namíbia, lagos salgados, fendas rochosas na África do Sul ou riachos poluídos na Suíça.
E o que você descobriu? Que tenham uma capacidade de arrecadação mais do que interessante. “As cianobactérias investigadas são capazes de absorver quantidades de metais de terras raras equivalentes a 10% de sua massa seca”, explica o TUM. Os cientistas verificaram duas outras características promissoras. Primeiro, que o fenômeno ocorreu mesmo quando as concentrações de metais eram baixas. Segundo, que o processo é relativamente rápido: no caso do cério, a maior parte do material foi coletada em questão de cinco minutos.
Os resultados foram refletidos em um estudo publicado na Fronteiras em Bioengenharia e Biotecnologia, em que explicam, por exemplo, como o cultivo de uma das cepas, a mais promissora, foi capaz de absorver entre 84,2 e 91,5 miligramas de terras raras por grama de biomassa. Após a análise, a equipe se concentrou nas cinco cianobactérias “mais eficientes”, com as quais — O país— Novos testes foram feitos em um tanque cheio de água de uma mina.
Mas… em que consiste o processo? Em um fenômeno conhecido como “bioabsorção”. Não é que as bactérias comam os metais de terras raras, mas que estes se ligam à superfície celular. “A biomassa das cianobactérias tem uma alta proporção de açúcares com cargas negativas. Estes atraem íons metálicos carregados positivamente que depois se ligam à biomassa”, explica o principal autor do estudo publicado na FronteirasMichael Papel.
Seus resultados são interessantes, mas iniciais. O TUM explica que, em um projeto posterior, os cientistas querem fazer novos experimentos em maior escala. O objetivo: “Melhorar a aplicação industrial”. “Com base nos resultados, é possível o enriquecimento de elementos metálicos com soluções diluídas. Para um processo industrial, os parâmetros precisam ser ainda mais otimizados e ajustados com base na composição do metal no efluente e na biomassa utilizada como biossorvente.” reconhece a própria equipe no final de seu artigo.
Qual é o objetivo final? Promover a economia circular em torno das terras raras, materiais que, além de desempenharem um papel crucial na indústria de tecnologia e na transição energética —ou precisamente como resultado dela— ganharam um valioso papel geopolítico. Apesar de a UE, os EUA, o Japão, a Turquia… já procurarem uma forma de reforçar a sua posição, a verdade é que o protagonista incontestável do sector continua a ser a China. E de longe. A gigante asiática respondeu por 60% da produção mundial em 2019 e seu controle é ainda mais firme no processamento.
Nesse cenário, e considerando que os depósitos de recursos exploráveis são limitados e trabalhar com eles geralmente traz um impacto ambiental negativo, a reciclagem de REE se torna ainda mais valiosa. Os pesquisadores da TUM sabem disso e querem alcançá-lo da “maneira mais eficiente possível”, concentrando sua atenção nas águas residuais geradas em campos de mineração ou catalisadores.
É um estudo isolado? Não. A Science News calcula que, se conseguíssemos polir o processo, uma parte significativa da demanda por ímãs de terras raras poderia ser atendida pela reciclagem. A realidade, conforme consta em relatório publicado em 2018 na Opinião atual, é que a proporção de REEs reutilizados de produtos finais ainda é bastante baixa. Extraí-los não é uma tarefa fácil e também requer um investimento de energia que torna o processo menos atrativo.
A valorização dos REEs e o esforço para reduzir o seu impacto ambiental e a dependência da China têm, no entanto, favorecido o facto de o objetivo da reciclagem ter ganho apelo para empresas e centros de investigação como o TUM. Uma das propostas mais interessantes consiste, por exemplo, na utilização da bactéria Gluconobacter, capaz de gerar ácidos orgânicos que servem para extrair terras raras de certos catalisadores. E tudo com menos impacto que o ácido clorídrico ou outras substâncias utilizadas na lixiviação.
Imagens: Andreas Heddergott / TUM y Li Da Mao No Cat (Unsplash)
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