Científicos argentinos se animan al desafío de lograr explotación sustentable de litio, "la materia prima del futuro"

17 febrero, 2017

Los salares de la puna argentina, junto con los de Bolivia y Chile, forman el denominado “triángulo del litio”. Se estima que, en esa zona, se encuentra la mayor reserva mundial de este metal que hoy es altamente demandado por la industria para la fabricación de baterías como las que utilizan teléfonos celulares, computadoras y otros dispositivos electrónicos.
En estado natural, el litio puede encontrarse también en rocas y agua de mar, pero es más sencillo y económico obtenerlo de salmueras en salares como los de la puna. Además, para ser utilizado en la fabricación de baterías, debe ser procesado y convertido en carbonato de litio (una sustancia que también se utiliza en otras industrias, como la farmacéutica), mediante un proceso que muchos comparan con el de una refinería petrolera (de hecho, la Argentina es el único de los tres países latinos que desarrolla ese proceso).
El problema es que, para extraer carbonato de litio de los salares, se utilizan químicos que dejan residuos en el ambiente y el proceso requiere de grandes cantidades de agua, un recurso escaso en la puna, que es vital para el desarrollo de las actividades socio-económicas de las comunidades que habitan en esas regiones. Esta es una de las razones por las que la instalación de tales empresas en la provincia de Jujuy ha sido polémica y, a pesar de que el litio ha sido declarado recurso estratégico para la provincia, todavía hoy hay comunidades de pueblos originarios que reclaman que se les de participación en las decisiones y se respete su derecho a la consulta previa, libre e informada, tal como figura en la Declaración de Naciones Unidas sobre los Derechos de los Pueblos Indígenas y el Convenio 169 de la Organización Internacional del Trabajo.

“Extraer litio de salmuera de salares de altura es mucho más económico –que obtenerlo de otras fuentes como roca– porque requiere mucha menos energía, no hay que romper uniones químicas sino simplemente evaporar, pero en esa evaporación se pierden millones de litros de agua por cada tonelada que se obtiene de litio, además de que se agregan sustancias químicas y se generan residuos”, explica Enrique Calvo, director del Instituto de Química Física de los Materiales, Medio Ambiente y Energía (INQUIMAE), de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires (UBA), y recuerda que en busca de un método más sustentable, “se nos ocurrió utilizar el mismo concepto que usan las baterías de litio para extraerlo. Hicimos la prueba de concepto y funcionó”.

Tanto que fue sido patentada y licenciada por Y-TEC, la empresa creada por YPF y el CONICET.

“Usamos energía solar para extraer litio con la misma tecnología de las baterías, por medio de un proceso electroquímico que requiere poca energía, que es muy limpio, selectivo y rápido, y que no evapora agua sino que permite que vuelva al salar como salmuera, y tampoco se agregan sustancias químicas”, dice Calvo.

Sin embargo, como ocurre en este tipo de procesos experimentales, todo método que funciona a escala de laboratorio, en un ambiente controlado, debe ser adaptado y ajustado a las condiciones reales para que pueda ser utilizado por la industria.

Enrique Calvo, director de INQUIMAE, de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de UBA.

Por eso, el equipo liderado por Calvo trabaja en el desarrollo de nuevos reactores, en un proceso en el que “la ingeniería para extraer grandes cantidades es fundamental, por lo que necesitamos inversores interesados en llevarlo a escala industrial y empresas privadas que inviertan”, sostiene Calvo y advierte que, con ese objetivo en mente, se presentaron al concurso denominado La ciencia puede cambiar el mundo, “que le da visibilidad internacional al proyecto”.
Se trata de una iniciativa mediante la cual cualquier persona puede votar por un proyecto (hay tiempo para hacerlo hasta el 28 de febrero) y, si queda entre los 10 más elegidos, será evaluado por un jurado compuesto por especialistas de organizaciones como Royal DSM, Accenture y la Universidad de Oxford, que seleccionará a solo tres ganadores.

Una batería a gran escala

El método propuesto funciona así: la salmuera se coloca en un reactor que extrae el cloruro de litio de manera selectiva, de manera que un electrodo extrae cloruro y el otro litio. Posteriormente, se invierte la polaridad eléctrica del reactor y se hace el proceso inverso, es decir, se saca la salmuera y se incorpora una solución de recuperación que concentra el cloruro de litio. Para este proceso se utiliza energía solar y el cloruro de litio extraído de la salmuera forma una especie de batería de litio para almacenar energía renovable intermitente.

“Es una batería pero a gran escala: el primer proceso nos da energía, el segundo la consume y el balance entre esos dos procesos hace que la energía consumida sea muy pequeña, lo que permite que podamos usar energía solar. Es como una batería que, en lugar de usarla para obtener electricidad, la usamos para extraer litio de la salmuera”, explica Calvo, que se dedica a estudiar desarrollos vinculados al litio desde hace más de cinco años.

El equipo de investigadores, becarios y técnicos del INQUIMAE también busca el modo de elaborar baterías avanzadas de litio-oxígeno y, junto con los profesionales del Centro de investigación y desarrollo de materiales avanzados y almacenamiento de energía de Jujuy (CIDMEJu), dirigido por la investigadora Victoria Flexer, trabajan en procesos de electrodos que ayuden a encontrar mejores baterías y síntesis de compuestos de mayor valor agregado, además de otros compuestos de litio que puedan servir para otras industrias, como magnesio, boro, berilo y potasio.
El litio –que promete reemplazar a los combustibles fósiles en los vehículos, por ejemplo–, así como otros metales y minerales que se encuentran en los salares, despierta interés en todo el mundo. En una entrevista con TSS, Flexer destacaba el potencial que representa la gran cantidad de salares que todavía siguen sin explotarse en la región, aunque también advertía que los salares del país, inclusive aquellos que están sin explotar, ya están privatizados, y por eso es necesario lograr que las empresas se interesen por estas nuevas técnicas.