Em uma floresta de pinheiros na Península Superior de Michigan, a única mina de níquel ativa dos EUA está chegando ao fim de sua vida útil. Em um momento em que as montadoras querem o metal para baterias de veículos elétricos, a concentração de níquel na Mina Eagle está caindo e pode em breve ficar baixa demais para justificar a extração.
Mas, no início deste ano, a proprietária da mina começou a testar um novo processo, que poderia obter um pouco mais de níquel. Em um par de contêineres de transporte, instalados recentemente na usina de beneficiamento, um caldo derivado de fermentação, desenvolvido pela startup Allonnia, é misturado ao minério concentrado para capturar e remover impurezas. O processo permite a produção de níquel a partir de minério de qualidade inferior.
Kent Sorenson, diretor de tecnologia da Allonnia, diz que essa abordagem poderia ajudar empresas a continuar operando locais que, como a Eagle Mine, já consumiram seu melhor minério. “A solução mais fácil é continuar minerando as minas que temos”, ele diz.
A demanda por níquel, cobre e elementos de terras raras está aumentando rapidamente em meio ao crescimento explosivo de data centers, carros elétricos e projetos de energia renovável. Mas produzir esses metais está se tornando mais difícil e mais caro, porque as mineradoras já exploraram os melhores recursos. Assim como a antiga técnica de enrolar a ponta de um tubo de pasta de dente, o caldo da Allonnia é uma de várias maneiras pelas quais a biotecnologia pode ajudar mineradoras a extrair mais metal de minas envelhecidas, minério mediano ou pilhas de resíduos.
A indústria de mineração tem, intencionalmente, inoculado minério de cobre com micróbios há décadas. Nos atuais locais de biolixiviação (ou biomineração) de cobre, mineradoras empilham minério de cobre triturado em montes e adicionam ácido sulfúrico. Bactérias acidófilas, como a Acidithiobacillus ferrooxidans, colonizam o monte. Uma substância química que os organismos produzem quebra a ligação entre enxofre e moléculas de cobre para liberar o metal.
Até agora, além de manter a acidez e soprar ar no monte, não havia muito mais o que as mineradoras pudessem fazer para incentivar o crescimento microbiano. Mas Elizabeth Dennett, CEO da startup Endolith, diz que o custo decrescente de ferramentas genéticas está tornando possível gerir as comunidades de micróbios em um monte de forma mais ativa. “A tecnologia que estamos usando agora não existia há alguns anos”, ela diz.
A Endolith analisa fragmentos de DNA e RNA no líquido rico em cobre que escoa de um monte de minério para caracterizar os micróbios que vivem lá dentro. Combinadas com um conjunto de análises químicas, as informações ajudam a empresa a determinar quais micróbios polvilhar em um monte, para otimizar a extração.
Em testes de laboratório com minério da empresa de mineração BHP, as técnicas ativas da Endolith superaram abordagens passivas de biolixiviação. Em novembro, a empresa levantou 16,5 milhões de dólares (85,6 milhões de reais) para passar de seu laboratório em Denver para montes em minas ativas.
Apesar desses resultados iniciais promissores, Corale Brierley, uma engenheira que trabalha em sistemas de biolixiviação de metais desde a década de 1970, questiona se empresas como a Endolith, que adicionam micróbios adicionais ao minério, conseguirão traduzir seus processos para escalas comerciais. “Que garantias você vai dar à empresa de que esses organismos realmente vão crescer?”, pergunta Brierley.
Grandes empresas de mineração que já otimizaram cada mangueira, porca e parafuso em seus processos também não serão fáceis de convencer, diz Diana Rasner, uma analista que cobre tecnologia de mineração para a empresa de pesquisa Cleantech Group.
“Elas têm plena consciência do que é necessário para escalar essas tecnologias, porque conhecem a indústria”, ela diz. “Elas serão seus maiores apoiadores, mas vão ser seus maiores críticos.”
Além dos desafios técnicos, Rasner destaca que startups de biotecnologia financiadas por capital de risco terão dificuldade para entregar os retornos rápidos que seus investidores buscam. Empresas de mineração querem muitos dados antes de adotar um novo processo, o que pode levar anos de testes para compilá-los. “Isto não é software”, diz Rasner.
A Nuton, uma subsidiária da gigante de mineração Rio Tinto, é um bom exemplo. A empresa vem trabalhando há décadas em um processo de biolixiviação de cobre que usa uma mistura de linhagens de arqueias e bactérias, além de alguns aditivos químicos. Mas só começou a demonstrar a tecnologia no fim do ano passado, em uma mina no Arizona.
Enquanto a Endolith e a Nuton usam micróbios que ocorrem naturalmente, a startup 1849 espera obter um aumento maior de desempenho ao modificar geneticamente micróbios.
“Você pode fazer o que as empresas de mineração têm feito tradicionalmente”, diz o CEO, Jai Padmakumar. “Ou pode tentar fazer a aposta ousada e modificá-los. Se você conseguir isso, terá uma grande vitória.”
A engenharia genética permitiria à 1849 adaptar seus micróbios aos desafios específicos enfrentados por um cliente. Mas modificar organismos também pode torná-los mais difíceis de serem cultivados, alerta Buz Barstow, microbiologista da Universidade Cornell, que estuda aplicações de biotecnologia na mineração.
Outras empresas estão tentando evitar essa troca aplicando os produtos da fermentação microbiana, em vez de organismos vivos. A Alta Resource Technologies, que concluiu uma rodada de investimento de 28 milhões de dólares (145 milhões de reais) em dezembro, está modificando micróbios que produzem proteínas capazes de extrair e separar elementos de terras raras. De forma semelhante, a startup REEgen, sediada em Ithaca, Nova Iorque, depende dos ácidos orgânicos produzidos por uma linhagem modificada de Gluconobacter oxydans para extrair elementos de terras raras do minério e de materiais residuais, como escória de reciclagem de metais, cinzas de carvão ou eletrônicos antigos. “Os micróbios são a manufatura”, diz a CEO, Alexa Schmitz, ex-integrante do laboratório de Barstow.
Para causar impacto na crescente demanda por metal, essa nova onda de biotecnologias terá de ir além do cobre e do ouro, diz Barstow. Em 2024, ele iniciou um projeto para mapear genes que poderiam ser úteis para extrair e separar uma gama mais ampla de metais. Mesmo com os desafios pela frente, ele diz, a biotecnologia tem potencial para transformar a mineração da mesma forma que o fraturamento hidráulico mudou o gás natural. “A biomineração é uma dessas áreas em que a necessidade… é grande o suficiente”, ele diz.
O desafio será avançar rápido o bastante para acompanhar a demanda crescente.
Matt Blois
