Introducción

INTRODUCCIÓN La Fito minería es una técnica que consiste en el uso de plantas vivas para recuperar metales valiosos en desechos de mina o suelos mineralizados . Esta actividad puede ser aplicada en áreas donde la concentración de metal en el suelo no es adecuada para extraerlo usando tecnologías de minería convencional. Además, esta técnica ha sido sugerida como una posible alternativa para recuperar metales como níquel, talio y oro . De los metales anteriores, el oro captura el más grande interés y ha sido tema de diversos estudios desde 1998 . Anderson et al. (2005) reportaron resultados de una prueba de campo desarrollada en Brasil. En este estudio, un cultivo de Brassica juncea (L.) Czern. (Mostaza india) y Zea mays L. (maíz) fue usado para recuperar oro de minerales de baja concentración después de aplicar una solución de NaCN sobre el suelo para promover la solubilidad del oro y su consecuente absorción absorción por las plantas. p lantas. En México, algunas pruebas orientadas a la fitoextracción de oro, tanto a nivel de laboratorio como de campo, han sido recientemente desarrolladas para evaluar los rendimientos económicos que podrían ser generados con la implementación de la fitominería en desechos producidos por actividad minera (Wilson Corral, 2008). Los precios actuales del oro en el mercado internacional hacen que la fitominería para extracción del preciado metal esté siendo seriamente considerada como una tecnología económicamente económi camente viable y ambientemente sostenible para ser aplicada en áreas donde se depositan suelos de desecho de la actividad minera. Más estudios, tanto a nivel de campo como a nivel de laboratorio o de invernadero, son necesarios para incrementar los niveles de beneficio económico y ambiental que la aplicación de la fitominería puede generar.

RESUMEN

El presente trabajo de investigación se realiza por motivos de que en la minería la extracción de metales como, oro, cobre, plata, etc., son muy contaminantes aplicando los diversos compuestos químicos, los cuales muchas veces han causado diversos enfermedades y ha generado la muerte de muchos seres humanos, se realizara un periodo de tiempo de 6 meses, con el objetivo de determinar la extracción de metales por medio de las planta, Determinar las propiedades de las plantas que pueden recuperar metales. Determinar si la recuperación de metal por medio de plantas es eficiente. El mecanismo de investigación que se realizara de forma cualitativa, Los estudios realizados de las plantas están referidos a la determinación de las propiedades extractivas de metales, para posteriormente establecer o proponer las plantas con las cuales podemos extraer los metales, Finalmente se realiza la determinación d las propiedades de las plantas, para así establecer un factor de seguridad para la extracción de los metales las cuales se pueden aplicarse en la minería moderna.

MARCO TEORICO

FITOMINERIA Y FITORREMEDIACIÓN PLANTAS QUE SE ALIMENTAN DE METALES:

I.FITOMINERIA

¿Qué es la Fitominería? Es la utilización de plantas para extraer minerales de la tierra, estas plantas son regadas con el agua de la misma zona y las raíces absorberán los nutrientes y metales, que luego serán extraídos mediante procesos diferentes para cada metal o mineral elegido. Se sabe que existen plantas que tienen estas características y que pueden acumular gran cantidad de diferentes metales, bajo un grado de especialización originado por los terrenos donde han evolucionado y que pueden acumular gran cantidad de determinado metal.

OBJETIVO El objetivo es determinar que plantas son las que más metales "comen" y calcular la viabilidad de su cultivo para extraer esos elementos.

¿Por qué es necesaria esta nueva rama de la minería? La razón fundamental es que la minería irresponsable ha cambiado muchas áreas geográficas en el mundo, en las zonas de explotación mineras, convertidas en inhabitable para seres humanos y la mayoría de animales. Este problema es compartido por ambientalistas de muchas profesiones, que nos preocupamos por el medio ambiente en futuro próximo y presente en muchas zonas de nuestra patria.

FITOMINERIA -

planta hiperacumuladora

planta hiperacumuladora  es una planta capaz de crecer en suelos con grandes concentraciones de metales pesados, concentraciones que resultan tóxicas incluso para especies cercanamente emparentadas a la misma. Estas plantas extraen el metal del suelo a través de sus raíces y lo concentran hasta niveles extremadamente altos en sus tejidos, por lo cual son investigadas como agentes de fitorremediación de suelos contaminados y de fitominería (recuperación de metales obtenidos por las plantas). La

En las especies investigadas no se han encontrado nuevos genes “hiperacumuladores”, sino que son plantas

con los mismos genes que sus parientes cercanos que poseen maquinaria genética que capta metales a una velocidad muy baja. Las plantas hiperacumuladoras son más veloces en la captación de metales por las raíces, lo transfieren más rápidamente al tejido vascular del tallo, y lo almacenan en mayores cantidades en sus hojas y raíces.

Minuartia verna, hiperacumuladora de cobre

Thlaspi caerulescens, hiperacumuladora de zinc

Solanum nigrum, hiperacumuladora de CADMIO

EL NUEVO CAMINO HACIA LA MINERÍA VERDE -DESCUBRIMIENTO DE PLANTA EN FILIPINAS Una nueva planta que se alimenta de níquel descubierta en las Filipinas podría ofrecer al sector de la minería una nueva forma de extraer el metal del medio ambiente. Descubierta por un equipo de investigadores de la Universidad de Filipinas , la nueva especie conocida como ‘Rinorea niccolifera’ (Violaceae) es capaz de absorber cantidades significativas de níquel que podrían ser extraídos para su uso comercial.los investigadores explicaron su capacidad para recoger niveles de hasta 18.000 partes por millón de níquel en los tejidos de sus hojas mediante la absorción de tierra rica en metales presentes en su entorno, calificándose como níquel-hiperacumulador. En referencia a este aspecto de la planta, los investigadores del Departamento Universitario de Ciencias Biológicas Forestales, aseguran que la capacidad de absorber ciertos metales y metaloides del suelo para acumularlos en los tejidos en concentraciones excepcionalmente altas habitualmente tóxicas sin mostrar ninguna evidencia de estrés fisiológico, es bastante extraño entre las plantas. El Doctor Agustín Doronila de la Facultad de Química de la Universidad

de Melbourne, quien es coautor del artículo de investigación, afirmó que las plantas hiperacumuladoras tienen un gran potencial para el desarrollo de tecnologías verdes como por ejemplo, en la ‘fitorremediación’ y la ‘fitominería’ .

Hasta ahora, son algo más de 20 las especies vegetales hiperacumuladoras de este tipo descubiertas en Filipinas. Todo apunta a que este país puede ser el tercer lugar del mundo con mayor biodiversidad de plantas hiperacumuladoras de esa clase. El segundo es Nueva Caledonia con 65 especies. Y el primero, Cuba, con nada menos que 145 -DESCUBRIMIENTO EN ALEMANIA Científicos alemanes obtienen germanio de las plantas

Un nuevo proceso desarrollado por científicos alemanes podría tener repercusiones para la i ndustria tecnológica, al haber sido capaces de obtener germanio a partir de las plantas. El germanio es uno de los materiales más importantes para la industria tecnológica en la actualidad. A pesar de estar presente en muchas partes del mundo, obtener del suelo es un proceso complicado y costoso, que ha terminado por concentrar la mayoría de fuentes del mismo en China. Obtener el germanio de las plantas, en lugar de directamente desde el suelo, aunque en un principio puede

parecer más complejo, a la larga es más práctico y resulta más económico, o al menos eso es lo quee indican los investigadores que han desarrollado el método.

La viabilidad del proceso surge gracias a que las plantas pueden utilizarse además para la obtención de energía, de forma que las plantas producen biogás y luego puede recuperarse el material, haciéndolo algo sostenible. Por ahora el proceso está todavía en desarrollo.

ESPECIES DE PLANTAS SUGERIDAS PARA POSIBLES OPERACIONES DE FITOMINERIA PARA EXTRAACCION DE ORO BAJO CONDICIONEES DE CAMPO A NIVEL COMERCIAL.

BENEFICIOS 

Ofrece la posibilidad de explotar minerales o suelos mineralizados que no son económicamente viables por métodos de minería convencional.

 Los “bio‐minerales” están virtualmente libres de azufre y su fundición requiere menos energía que los

minerales que contienen sulfuros. 

La fitominería es una tecnología verde que podría representar una alternativa para la minería a cielo abierto de minerales de baja concentración.



No se tienen que excavar minas enormes cuyos procesos suelen ser contaminantes.



El cultivo, permite aprovechar yacimientos especialmente difíciles o en los que el demasiado disperso.



Incluso se puede utilizar para aprovechar el mineral sobrante de minas ya existentes y recuperar los terrenos.

LIMITACIONES  

No se conocen plantas que hiperacumulen oro en forma natural. El oro muestra escaza solubilidad en ambientes naturales.

mineral está

Estudios acerca de fitominería que se encuentran en curso Uso de RCV para incrementar el rendimiento de biomasa. Evaluando procesos de biodegradación bacteriana de residuos químicos. Identificando nuevas especies con potencial para la fitominería. Localizando nuevos sitios con caracteristicas adecuadas para la aplicación de la técnica. Evaluando los rendimientos económicos que genera la aplicación de la técnica.

II.FITORREMEDIACION La fitorremediación aprovecha la capacidad de ciertas plantas para absorber, acumular, metabolizar, volatilizar o estabilizar contaminantes presentes en el suelo, agua o sedimentos como: metales pesados, metales radioactivos, compuestos orgánicos y compuestos derivados del petróleo.

CARACTERISTICAS DE LAS PLANTAS • Deben estar adaptadas a las condiciones ambientales y de suelo. • Deben crecer rápido

. Tener una rápida tasa de crecimiento y alta productividad. • Ser tolerantes a altas concentraciones de metales. • No concentrar tóxicos en partes comestibles. • Las plantas deben ser hiperacumuladoras de metales o ciertas substancias. • Ser especies locales, repr esentativas de la comunidad natural. • Ser fácilmente cosechables. • Según la base de datos PHYTOREM de Canadá. Global, hay cerca de 77 5 especies de plantas

fitorremediadoras acuáticas y silvestres. • 400 especies son hiperacumuladoras: 75% acumulan Ni.

OBJETIVOS : El objetivo es transferir la cualidad hiper acumulativa, utilizando técnicas de ingeniería genética, a especies mayores, más robustas y que crezcan más rápidamente. Hay que sobre expresar estos genes en plantas transgénicas que mostraran las características de hiper acumulación y de una gran tolerancia a metales. Para que esto sea posible es necesario un progreso en la identificación de las propiedades metabólicas clave que permiten a estas plantas tolerar concentraciones elevadas de metales pesados y los metales pesados son : 

Arsénico (As),



Cadmio (Cd),



Cobalto (Co),



Cromo (Cr),

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Cobre (Cu),



Mercurio (Hg),



Níquel (Ni),



Plomo (Pb),



Estaño (Sn)



Zinc (Zn).

PLANTAS QUE TOLERAN O UTILIZAN METALES PESADOS . ¿DÓNDE SE ENCUENTRAN LOS METALES PESADOS? • Los metales pesados proceden mayoritariamente de la contaminación ambiental producida por la industria. Una

vez depositados en aire, agua y suelo, llegan a los humanos a través de la agricultura.

PLANTAS TOLERANTES La mayoría de las plantas capaces de crecer en tierras ricas en metales lo hacen excluyendo iones potencialmente tóxicos de sus sistemas de raíces. En otras plantas, los metales son utilizados como micro nutrientes, aunque a menudo aún concentraciones mínimas saturan a la planta. La habilidad de tolerar la presencia de metales pesados está determinada por el nivel de variación genética del individuo. Las p lantas más tolerantes son las conocidas como "hiper acumuladores de metales". LA VACUOLA Este orgánulo celular ocupa un espacio considerable en las células vegetales y es un "almacén" rodeado por un sistema similar a un filtro, la membrana. Al guardarse en la vacuola las células no sufren los efectos tóxicos de estos materiales. La vacuola representa entre un 40 y un 70% del volumen total de una célula vegetal, por lo que habría una capacidad enorme. El proceso es el siguiente: cuando un metal pesado entra en una célula vegetal es inmovilizado (atrapado por materiales similares a una esponja -fitoquelatinas), y luego los metales junto con la fitoquelatinas pasan a la vacuola. De este modo la célula tiene dos sistemas de protección: la unión del metal con la fitoquelatina; y su depositación en la vacuola. De esta manera se podrían plantar plantas como la patata en terrenos contaminados por metales tóxicos para que absorban lo más posible de estos metales tóxicos o venenos.

TECNICAS DE FITORREMEDIACION Existen varias técnicas de fitorremediación aplicables a suelos contaminados con elementos tóxicos: .Fitoextracción .Fitoestabilización .Fitodegradación .Fitovolatilización .Fitorrestauración

La Fitoextracción o Fitoacumulación • El uso de plantas para remover metales desde el suelo, transportarlos y concentrarlos como biomasa

en la parte superficial (plantas hiperacumuladoras: Brassica y plantas con mucha biomasa). Brassica juncea – acumula selenio, sulfuro, plomo, cromio, cadmio, níquel, zinc y cobre. • Estas posteriormente se cortan o se cosechan y se incineran.

Fitoestabilización • Se basa en el uso de plantas tolerantes a metales para inmovilizarlos a través de su absorción y acumulación en las raíces o precipitación por exudados de la planta (gomas y resinas insolubles) en la rizósfera, disminuyendo su movilidad y biodisponibilidad para otras plantas o microorganismos en suelos donde la gran cantidad de contaminantes imposibilita la fitoextracción.

Fitodegradación • Se refiere a la degradación o eliminación de contaminan tes tóxicos a través de las enzimas de las plantas, o por la acción de microorganismos rizosféricos

Fitovolatilización • Cuando los arboles absorben agua contaminada con compuestos tóxicos volátiles, eliminan la gran mayoría del COV en la evapotranspiración de las hojas.

Fitorrestauración • Está referida a la reforestación de áreas contaminadas con especies resistentes de rápido crecimiento, que previenen la migración de partículas contaminantes y la erosión de los suelos.

VENTAJAS En la fitorremediación cada proceso se ejecuta según el tipo de contaminante y el sustrato que esté presente. Además de contribuir al rescate del equilibrio ambiental evadiendo los impactos de la contaminación, brinda una serie de ventajas, entre las que destacan: o Es de fácil implementación y mantenimiento. o o o o o o o

o o o o o

La fitorremediación puede aplicarse a diversos contaminantes, orgánicos e inorgánicos. Se implementa en el sitio, evitándose excavaciones y transporte del suelo Es estéticamente atractiva porque mejora el paisaje.  No genera contaminantes secundarios. Evita o reduce el uso de vertederos de seguridad para los residuos. Es ajustable a grandes terrenos. Requiere de muy bajo empleo energético, pues amerita energía solar.

Es una tecnología sustentable. Es eficiente para tratar diversos tipos de contaminantes in situ. Es de bajo costo, no requiere personal especializado para su manejo ni consumo de energía. Es poco perjudicial para el ambiente. Se pueden reciclar recursos (agua, biomasa, metales.)

DESVENTAJAS o o o o

o

o

Está restringida a la profundidad que alcancen las raíces, 0,5 m para hierbas y 3 m para árboles. La fitorremediación se compone de técnicas que aún están en desarrollo. Requiere de tiempos largos de ejecución. La rapidez de recuperación de las aéreas tratadas depende de las estaciones y el clima, más que de la efectividad de los procesos. En muchos casos la toxicidad del medio restringe el desarrollo de las plantas usadas en las diversas técnicas. Demanda estudios que proporcionen información de los contaminantes, el suelo, los efectos de los vegetales y los microorganismos que actúan.

PROCEDIMIENTO PARA UNA OPERACIÓN DE FITORREMEDIACION Y FITOMINERÍA EN EL CAMPO 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Identificar un sitio con características adecaudas Preparar el terreno y hacer la siembra Desarrollar labores de irrigación ,control biológico y fertilización Cultivar las plantas hasta la etapa de su máximo rendimiento de biomasa Aplicar agentes químicos para inducir la hiperacumulacion del oro en las plantas Secado (deshidratación) de las plantas Incineración de la materia vegetal deshidratada Obtención del bio-mineral Obtención del producto final (pieza de niquel fitominada usando el hiperacumulador berkheya coddii)

CONCLUSIONES :



Con el estudio realizado de la fitomineria se han determinado un método de extracción de metales asi como por ejemplo: el oro, niquel, etc.



Haciendo algunos análisis necesarios de las posibles plantas que tienen las propiedades de absorber metales.



Podemos

extraer

los

metales

de

manera

ambiental,

minimizando

la

contaminación a diferencia de los otros métodos de extracción de metales. 

La fitorremedación es una técnica que se presenta como una alternativa sustentable, de bajo costo y con una alta aplicabilidad para la rehabilitación de ambientes afectados.