Rehabilitación de tierras mineras con gramíneas C4, biocarbón y BioCNG

Imagine una ladera de relaves viejos donde no crece nada. Cuando se levanta el viento, se lleva el material fino. Cuando llueve, el agua abre canales y arrastra el resto cuesta abajo. En un suelo desnudo así, los metales que dejó la minería van adonde van el polvo y el agua. Cubrir ese suelo con plantas vivas es el arreglo más antiguo que existe. Lo difícil es lograr que crezca algo, y pagar el trabajo cuando la mina ya no ingresa.

En GoSí BioTech trabajamos una respuesta a los dos problemas: un pasto de crecimiento rápido que cubre el suelo, una cosecha que alimenta un digestor de biogás, y los restos, biocarbón y digestato, que vuelven al suelo.

Por qué plantas, y por qué este pasto

Usar plantas para retener relaves y metales en su sitio tiene un nombre: fitoestabilización. Una revisión en Environmental Health Perspectives la llama una alternativa viable a una limpieza costosa de los relaves mineros. La idea no es extraer los metales. Es dejarlos en el suelo, fijados en las raíces y a su alrededor, mientras una cubierta vegetal impide que el viento y el agua muevan el suelo. Las plantas que mejor funcionan guardan los metales en las raíces y fuera de las hojas y los tallos.

Nuestro candidato actual es Pakchong 1, un híbrido de pasto Napier y mijo perla. Es una gramínea perenne C4. Las plantas C4 concentran el dióxido de carbono dentro de la hoja, y así la fotosíntesis sigue siendo eficiente donde muchas otras plantas lo pasan mal. Una vez plantado, vuelve a crecer después de cada corte. El pasto Napier se ha ensayado en suelo contaminado. En un ensayo en maceta de seis meses en Tailandia, el cadmio quedó sobre todo en las raíces, no en los brotes, y los autores nombraron al pasto Napier candidato para la fitoestabilización del cadmio. En otro estudio tailandés, sobre relaves de una mina de oro, una variedad de Napier cultivada con biocarbón o estiércol de vaca tomó mucho menos arsénico y manganeso que sin ellos.

Dónde encaja el biocarbón

El biocarbón es material vegetal calentado con muy poco oxígeno hasta volverse un sólido poroso y rico en carbono. Dos revisiones mayores describen lo que hace en un suelo contaminado. Su gran superficie fija contaminantes, incluidos los metales, de modo que menos de ellos se mueve por el suelo o entra en las plantas. La revisión del James Hutton Institute añade un punto práctico: en suelos degradados, el biocarbón funciona mejor mezclado con compost o estiércol, no solo. Eso coincide con el estudio de relaves de oro de arriba.

En nuestro ciclo, el biocarbón se hace con una parte de la cosecha de pasto y vuelve al mismo suelo.

Dónde encaja el BioCNG

El resto de la cosecha va a un digestor anaerobio, un tanque cerrado donde las bacterias descomponen el pasto en biogás. Limpio y comprimido, ese gas es BioCNG, un gas renovable que puede sustituir al gas fósil o al diésel en vehículos y motores. El pasto Napier, incluido Pakchong 1, se ha digerido a biogás en más de un estudio. Lo que sale del digestor además del gas, el digestato, es un material húmedo y rico en nutrientes que se esparce de nuevo en el terreno.

El ciclo queda así: suelo degradado, Pakchong 1, biomasa, luego BioCNG, biocarbón y digestato, y de vuelta al suelo.

El piloto de 10 hectáreas

Hemos diseñado un piloto de 10 hectáreas para probarlo en un sitio minero abandonado de verdad. Está previsto para 18 months y está hecho para funcionar en climas distintos. Las regiones candidatas son Tarkwa, en Ghana; la Pilbara, en Australia; el Witwatersrand, en Sudáfrica; y España.

El plan, en orden: retirar escombros, añadir compost y ensayar el suelo en metales pesados; plantar esquejes de tallo de Pakchong 1 a 50 cm de separación; instalar captación de agua de lluvia para el riego; seguir el crecimiento, la erosión y los niveles de metales; luego cosechar y procesar la biomasa en un digestor y en una unidad móvil de biocarbón. El ensayo de metales va incluido, con límites de cadmio por debajo de 1 mg/kg y plomo por debajo de 300 mg/kg.

El caso de dimensionamiento del piloto es 57,600 m³ de BioCNG al año, 171 tonnes de biocarbón y 228 tonnes de digestato. Son cifras de diseño del piloto, no resultados medidos.

Junto al piloto investigamos el pasto mismo: primero la secuenciación, después las ediciones. Es investigación, no una variedad liberada.

Para quién es

Dueños de mina con sitios cerrados o en cierre, gobiernos responsables de tierras mineras abandonadas, e inversores que quieren una restauración que produzca algo vendible. Buscamos socios y financiación para hacer el piloto. Si tiene un sitio, o quiere respaldar uno, nos gustaría saber de usted.