Esperma de pescado para extraer tierras raras

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Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

Se conoce como tierras raras (TT.RR.) al conjunto formado por los quince elementos químicos llamados lantánidos más el escandio y el itrio. Las TT.RR. cada vez tienen mayor valor económico (y geoestratégico; China tiene un prácticamente un monopolio) por sus múltiples aplicaciones tecnológicas, desde el iPhone a turbinas eólicas. Y aunque suene muy extraño, el esperma de pescado podría ser un ingrediente clave para extraer y reciclar las TT.RR. a partir de sus menas minerales y de los aparatos electrónicos e imanes desechados. El equipo de investigadores japoneses que ha desarrollado el proceso ha empleado esperma de salmón (un delicia gastronómica en Japón) para recuperar TT.RR. en disolución acuosa, lo que podría proporcionar una alternativa barata y ecológica a los métodos de extracción actualmente en uso.

Esta no es la primera vez que se encuentran aplicaciones inesperadas al esperma de pescado o, para ser más precisos, al ADN contenido en él, por parte de los especialistas en materiales; por mencionar solo dos: recubrimientos ignífugos y moldes para la producción masiva de nanopartículas de plata.

Hay un creciente interés en reemplazar los métodos de extracción de metales que dañan al medio ambiente por otros más ecológicos. De esta tendencia surge la biominería (empleando bacterias), la hidrometalurgia en contraposición a la pirometalurgia (que emplea altas temperaturas y combustión con la consiguiente emisión de gases), o el uso de azúcares sencillos para la extracción de oro.

Originalmente, el equipo encabezado por Yoshio Takahashi, de la Universidad de Tokyo, estaba estudiando la adsorción de TT.RR. sobre la superficie de células bacterianas cuando se dio cuenta de que los lugares de la superficie con fosfato eran críticos para la adsorción de los iones metálicos. Esto llevó a los investigadores a considerar el uso de ADN, que también tiene abundantes lugares fosfato, como intercambiador de iones para extraer TT.RR. en agua.

Sin embargo, el ADN es soluble en agua, por lo que habría que fijarlo en un sustrato sólido (celulosa, por ejemplo). Pero resulta que existe una solución natural ya preparada: el esperma de salmón, muy barato y del que la industria pesquera japonesa se desprende por miles de toneladas cada año.

Para sus experimentos los investigadores crearon un esperma de salmón en polvo y varias disoluciones, como por ejemplo una que contenía neodimio, disprosio y hierro trivalente, los metales principales que componen un imán de neodimio. Cuando se añadía el polvo de esperma a las disoluciones, los iones metálicos se adsorbían en su superficie. Las TT.RR. se recuperaban después usando ácido y centrifugación.

El proceso es muy interesante como concepto. Aun tiene el problema habitual de como pasarlo a escalas industriales, ya que, por una parte, es un proceso por lotes y por otra, el tratamiento y manipulación de los materiales de partida se antoja complicado y medioambientalmente arriesgado (por ejemplo, los imanes habría que separarlos de carcasas y demás soportes y disolverlos en ácidos fuertes).

Si bien los investigadores se han centrado en las TT.RR. el verdadero valor de este procedimiento estriba probablemente en la posibilidad de aplicarlo a metales que no requieran esos tratamientos previos. Eso sí será otra aplicación extraordinaria para la colección de capacidades extraordinarias del esperma de salmón.

Referencia:

Takahashi Y, Kondo K, Miyaji A, Watanabe Y, Fan Q, et al. (2014) Recovery and Separation of Rare Earth Elements Using Salmon Milt. PLoS ONE 9 (12): e114858. doi:10.1371/journal.pone.0114858

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

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