La idea de extraer metales valiosos con ayuda de vegetales ha dejado de ser ciencia ficción para convertirse en una línea de trabajo real. Hoy sabemos que hay especies capaces de acumular grandes cantidades de elementos críticos en su biomasa y que, incluso, pueden propiciar su mineralización en condiciones ambientales. Lo interesante no es solo la tecnología, sino también el nuevo enfoque: producción de materias primas con menos impacto, a la vez que se restauran suelos dañados.
En los últimos años han ocurrido descubrimientos que han cambiado el tablero: desde helechos que cristalizan minerales estratégicos a proyectos piloto de fitominería y fitomanejo en Europa, Asia y Oceanía, pasando por el uso de biochar para acelerar la extracción de metales y mejorar suelos. Si te interesa la transición energética, la electrónica o la economía circular, aquí tienes un repaso ordenado, riguroso y muy completo de lo que ya es posible.
Qué es la fitominería y por qué importa
La fitominería (o phytomining) es el uso deliberado de plantas para extraer metales del suelo y concentrarlos en su biomasa aérea. Estas especies, conocidas como hiperacumuladoras, pueden almacenar cantidades de metales de forma extraordinaria sin mostrar toxicidad aparente, lo que permite cosechar la biomasa y recuperar posteriormente el metal con procesos físico-químicos o metalúrgicos adecuados.
La relevancia de esta estrategia tiene dos vertientes claras. Por un lado, ofrece un suministro alternativa o complementario de metales clave para tecnologías modernas: turbinas eólicas, vehículos eléctricos, imanes de alto rendimiento, electrónica, láseres o luminóforos. Por otro, abre una vía de remediación ambiental con retorno económico, aprovechando suelos degradados o relaves mineros donde la minería convencional es inviable o demasiado costosa.
Además, el contexto geopolítico apremia. En el caso de las tierras raras, más del 60% de la producción mundial se concentra en China, lo que genera riesgos de suministro. La fitominería, junto con la fitorremediación y el fitomanejo, apunta a un modelo más distribuido y resiliente, con cadenas de valor regionales y menor huella ecológica.
El hallazgo: monacita dentro de una planta viva
Un equipo de investigación del Instituto de Geoquímica de Guangzhou (China) y de Virginia Tech (Estados Unidos) documentó por primera vez la formación natural de un mineral con elementos de tierras raras dentro de una planta viva. El estudio, publicado en Environmental Science & Technology, identificó monacita a escala nanométrica en un helecho perenne, Blechnum orientale, recolectado en depósitos de tierras raras en la ciudad de Guangzhou, al sur de China.
La monacita es un fosfato rico en elementos de tierras raras como cerio, lantano y neodimio. Normalmente, este mineral se forma bajo altas presiones y temperaturas de cientos de grados, pero en este caso cristalizó en condiciones ambientales, dentro de tejidos extracelulares del helecho. Los análisis mostraron que la concentración de estos elementos es mayor en la pinna (parte de la hoja), seguida por el sistema radicular y el pecíolo. Así, la planta, a modo de defensa y desintoxicación, inmoviliza elementos no nutritivos en fases minerales estables fuera de las células.
Los autores comparan el proceso con un “jardín químico”: cuando una semilla de sal metálica entra en una solución con aniones (silicato o fosfato, por ejemplo), se autoorganizan estructuras complejas, sin equilibrio, que recuerdan a formas vegetales. En el helecho, la alta concentración local de sales metálicas y fosfatos en un medio acuoso favorece la nucleación y crecimiento de monacita a nanoescala, un fenómeno tan elegante como potente por sus implicaciones tecnológicas.
Las propiedades de la monacita son especialmente interesantes: presenta alto punto de fusión, gran emisividad óptica y resistencia a la corrosión por vidrio fundido y al daño por radiación. Estas características la hacen idónea para aplicaciones como recubrimientos y barreras de difusión, luminóforos, láseres, emisores de luz, conductores iónicos e incluso matrices para la inmovilización y gestión de residuos radiactivos.
Este hallazgo valida algo esencial: la viabilidad de la fitominería aplicada a tierras raras. No solo se pueden extraer ETR de biomasa, sino que algunas plantas pueden promover su mineralización directa en formas útiles, lo que abre la puerta a recuperar materiales funcionales con menos transformación posterior y a escalar esquemas de bioextracción más eficientes.
Plantas hiperacumuladoras: cómo funcionan y dónde aplicarlas
Las hiperacumuladoras son especies capaces de concentrar metales o metaloides en sus tejidos a niveles cientos o miles de veces superiores a los del suelo. Su fisiología permite tomar formas iónicas de metales, transportarlas por el sistema vascular y almacenarlas sin dañarse. Este rasgo las convierte en candidatas para cultivar en suelos ricos en metales y recuperar luego los elementos objetivo de la biomasa cosechada con técnicas de bajo impacto.
En términos prácticos, el fitominado puede desplegarse en suelos contaminados, explotaciones mineras abandonadas o áreas donde la minería convencional tenga restricciones ambientales, sociales o geopolíticas. Ya hay proyectos piloto en Australia, Malasia y Filipinas para níquel y cobalto, y el caso del helecho con monacita abre nuevas oportunidades para tierras raras, un grupo de elementos críticos para la transición energética.
La estrategia no pretende sustituir de golpe la minería industrial, sino complementarla con opciones regenerativas. Reducir la necesidad de excavar o usar reactivos agresivos implica menos emisiones, menos consumo de agua y menor degradación del suelo. En paralelo, la vegetación empleada ayuda a estabilizar y restaurar ecosistemas, combinando extracción con servicios ambientales.
Oro, níquel y más: del eucalipto a la mostaza y los hongos
Más allá de las tierras raras, hay especies que permiten trabajar con metales valiosos como oro, platino, paladio o níquel. Experimentos en Australia mostraron que eucaliptos que crecen sobre yacimientos auríferos pueden acumular hasta 80.000 partes por billón (ppb) de oro en sus hojas, muy por encima de los niveles en áreas sin mineralización. En suelos de baja ley, se han ensayado agentes que movilizan el oro para facilitar su absorción por plantas como la mostaza india (Brassica juncea), que luego se cosecha e incinera para concentrar el metal.
En paralelo, la biotecnología aporta protagonistas inesperados. El hongo Fusarium oxysporum ha demostrado transformar minerales en nanopartículas de oro sobre su superficie, un hallazgo publicado en Nature Communications por la CSIRO. Este proceso biológico sugiere rutas de biofabricación de metales a escala nanométrica, con aplicaciones en fitominería y recuperación de metales preciosos, incluso en entornos controlados y de pequeña escala con suelos tratados.
La fitominería tiene otras utilidades: exploración ecoeficiente. Analizar hojas de árboles puede actuar como sensor natural de yacimientos ocultos, reduciendo sondeos invasivos. Y no solo con oro. El especialista en agrominería Antony van der Ent ha documentado especies tropicales con savia que contiene hasta un 25% de níquel, y se han ensayado “granjas de metales” en Malasia con rendimientos de 200 a 300 kilogramos de níquel por hectárea al año.
Fitomanejo en Murcia: restaurar con especies autóctonas y biochar
En la Región de Murcia, un proyecto de la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT) explora el fitomanejo de residuos de antiguas actividades mineras en la Sierra de Cartagena-La Unión. La premisa es sencilla: usar plantas —solas o combinadas con enmiendas— para estabilizar o extraer contaminantes metálicos, evitando su dispersión y recuperando funcionalidad del suelo.
La aridez del clima semiárido y la baja fertilidad de estos suelos complican el establecimiento vegetal. Para mejorar el substrato, el equipo emplea enmiendas procedentes de residuos humanos —residuos sólidos urbanos (RSU) y restos de poda— y un biocarbón o biochar fabricado a partir de residuos orgánicos. El biochar es más estable que un compost tradicional y retiene mucha humedad, lo que ayuda a la implantación vegetal en ambientes con déficit hídrico.
De forma novedosa, se han ensayado especies arbóreas autóctonas como el pino carrasco y el ciprés de Cartagena (especie de alto interés botánico que en Europa continental solo crece de forma natural en la Región de Murcia). El estudio se desarrolló en invernadero durante casi dos años, controlando condiciones de crecimiento, mezclas RSU/biochar y parámetros de suelo y plantas. Al final del ensayo, se analiza la biomasa para determinar qué combinaciones favorecen mejor el establecimiento, la estabilidad y la seguridad.
Para cerrar el círculo de seguridad ambiental, el equipo evalúa ecotoxicidad usando invertebrados del suelo como bioindicadores. El objetivo es identificar mezclas que minimicen la transferencia de metales a la cadena trófica, de modo que, al recomendar prácticas, se conjuguen productividad vegetal, reducción de riesgos y restauración ecológica.
Agromine: demostración europea de níquel en Galicia
El proyecto europeo Agromine, con participación del CSIC en Galicia (Grupo de Microbiología del IIAG), busca demostrar la viabilidad de cultivar hiperacumuladoras en suelos ultramáficos ricos en níquel para producir biomasa de la que se obtengan compuestos de níquel de alta pureza. El trabajo de campo se realizará en Agolada (Pontevedra), con ensayos piloto para medir productividad, acumulación metálica y efectos sobre las propiedades físico-químicas y la actividad microbiana del suelo.
El plan se organiza en cuatro fases: 1) optimización de sistemas de cultivo y selección de especies según clima; 2) mejoras metalúrgicas para producir compuestos como el sulfato de níquel y amonio a partir de cenizas de biomasa, además de recuperar energía durante la combustión; 3) evaluación de la mejora de fertilidad y calidad biológica del suelo; y 4) análisis socioeconómico para valorar la viabilidad y sostenibilidad del conjunto.
Este consorcio, financiado por el programa LIFE, lo coordina la Universidad de Lorraine y aglutina socios de Francia (incluida la start-up Microhumus SARL), Austria (Universität für Bodenkultur Wien y alchemia-nova GmbH), Bélgica (Universiteit Hasselt), Grecia (Eastern Macedonia and Thrace Institute of Technology y Technological Institute of Thessaly), Albania (Agro-Environment and Economic Management Center) y España (CSIC). Aporta un enfoque multidisciplinar: botánica de suelos ultramáficos, fisiología de hiperacumuladoras, fitotecnologías, metalurgia verde y economía.
Como contexto, solo se conocen unas 500 especies hiperacumuladoras a nivel mundial, la mayoría enfocadas en níquel y adaptadas a suelos ultramáficos con níquel, cromo y cobalto. Estas plantas permiten extraer del suelo metales de alto valor comercial y, tras la combustión controlada de la biomasa, la metalurgia posterior recupera hasta el 99% del metal almacenado en las cenizas con técnicas adecuadas.
Economía circular y nuevos materiales: la vía de la UCLM
El grupo EARTH (Tecnologías Integradas de Recuperación Ambiental) de la UCLM explora un concepto interesante: descontaminar suelos y aguas con plantas y revalorizar luego esa biomasa para fabricar negro de carbón (carbon black) sin petróleo, diseñar materiales para baterías de ion-sodio y catalizadores, o incluso plantear alternativas para minería de tierras raras sin abrir la tierra.
Trabajando con vegetaciones que crecieron en minas como San Quintín, han comprobado que ciertas especies pueden acumular muchos metales en su interior. El gran reto de toda fitorremediación es qué hacer con la biomasa cargada de contaminantes: el enfoque de economía circular propone transformarla en productos industriales de valor, resolviendo el problema ambiental de partida y creando a la vez una cadena de aprovechamiento.
En colaboraciones con universidades y empresas, los carbones obtenidos de estas plantas se prueban en electrodos para baterías de ion-sodio (más asequibles que las de ion-litio), en la producción de peróxido de hidrógeno con menor impacto ambiental, en ensayos de producción de hidrógeno y en la captura de CO2 con materiales carbonosos funcionales. El desarrollo requiere validar que el proceso es competitivo frente al carbono fósil y que gestiona bien los metales presentes.
Para asegurar control, parte del trabajo se hace en invernaderos del Campus de Ciudad Real, con especies como arenaria roja, masiega, carrizo o espadaña, midiendo cuánto eliminan de ciertos contaminantes y cómo acumulan metales pesados. También se vigila el riesgo de que esa biomasa entre en la cadena trófica, reforzando medidas de manejo y tratamiento seguro antes de su valorización como material.
Biochar: fabricación, usos y casos reales
El biochar o biocarbón se produce por pirólisis de biomasa entre 300 y 600 °C en ausencia de oxígeno. Es un material muy estable, con porosidad elevada y gran capacidad de retener agua y nutrientes. Su aplicación en suelos se ha propuesto como herramienta de mitigación climática (favorece el secuestro de carbono) y como enmienda para mejorar la estructura, la fertilidad y la actividad microbiana.
En España, la actividad ganadera genera alrededor de 121 millones de toneladas de estiércol al año. Gran parte se usa como enmienda tras el compostaje, pero otra se pierde en vertederos o se incinera. Estimaciones recientes sitúan el potencial de producción de biochar a partir de residuos por encima de 15 millones de toneladas anuales, una oportunidad para valorizar residuos ganaderos y agrícolas con múltiples aplicaciones ambientales y en fitotecnologías.
Un caso ilustrativo es Riotinto, en la faja pirítica ibérica. Allí, lodos mineros con altas concentraciones de metales pesados se acumulan en balsas. En laboratorio se ha observado que combinar biochar (por ejemplo, a partir de estiércol de conejo) con colza como planta extractora puede aumentar la extracción de arsénico por encima del 1.000%, y de cromo y níquel por encima del 200%, además de zinc por encima del 150%. Este enfoque eleva la disponibilidad o el flujo de metales hacia la biomasa y mejora el rendimiento de la fitorremediación y la fitominería.
El biochar, al mejorar propiedades del suelo, puede incrementar la producción de biomasa vegetal por encima del 10%, haciendo más rentable la operación. La técnica es escalable y puede implantarse en áreas extensas, especialmente en suelos multicontaminados donde los costes de métodos físico-químicos tradicionales son elevados y el retorno ambiental de las fitotecnologías es mayor.
Implicaciones ambientales y geopolíticas
El suministro de tierras raras y otros metales críticos ha estado marcado por fuertes impactos ecológicos y concentración de producción. La fitominería, el fitomanejo y la fitorremediación, apoyados por biochar y metalurgias limpias, apuntan a un sistema más diversificado, descentralizado y compatible con la regeneración. Cosechar metales desde plantas reduce emisiones, consumo de agua y degradación del suelo, mientras vegeta y estabiliza zonas degradadas.
El descubrimiento de monacita a nanoescala en un helecho vivo, el impulso de proyectos europeos como Agromine, los pilotos de níquel en Asia y las líneas de economía circular de grupos como EARTH (UCLM) encajan en la misma visión: usar la biología para extraer valor donde antes solo había pasivos ambientales, con procesos menos agresivos y más circulares.
Todo este recorrido muestra que ya hay base científica y técnica para un modelo híbrido: cultivar plantas hiperacumuladoras en suelos problemáticos, recuperar metales (incluidas tierras raras) de su biomasa, aprovechar el biochar para multiplicar resultados y convertir residuos en materiales industriales, a la vez que se restaura el territorio. Si la naturaleza es capaz de cristalizar un mineral estratégico como la monacita en hojas de un helecho, podemos aspirar a una minería que piense primero en la salud del suelo, el clima y las comunidades, sin renunciar a los metales que hacen posible la tecnología actual.
