El #litio es un elemento altamente estratégico por su uso extensivo en baterías recargables; es por esta razón que se ha convertido en uno de los componentes claves para la transición mundial hacia el uso de energías renovables.
A la hora de combatir el cambio climático, es importante el concurso de todas las tecnologías limpias para extraer e industrializar el litio como un producto verde con producción de carbono cero.
“El litio es un mineral altamente estratégico en el proceso de transición energética mundial hacia el uso de energías renovables para el control del cambio climático. En nuestro pais, después de 12 años de experimentación en la extracción, YLB ha decidido cambiar de tecnología por una nueva, la de extracción directa de litio EDL. Si bien esta es una tecnología que se adecuaría al tipo de litio que poseemos, se encuentra aún a nivel de laboratorio. Por lo tanto presenta varios inconvenientes y desventajas tecnológicas y financieras que deben ser cuidadosamente seguidos, evaluados e incorporados tanto en el proceso de selección de la empresa extranjera que YLB conduce y de la tecnología EDL que esta aplicará, como en el impacto de esta tecnología sobre el medio ambiente. De ello depende la viabilidad cientifico-tecnólogica del proyecto litio.”
La mayoría de los países industrializados decidieron abandonar progresivamente el carbón y el petróleo y comenzar un proceso acelerado de transición energética hacia combustibles no-fósiles. En el caso de vehículos, decidieron privilegiar eluso masivo de vehículos eléctricos en respuestas a las políticas de emisión cero de gases de efecto invernadero para el 2050.
El litio es un elemento altamente estratégico por su uso extensivo en baterías recargables; es por esta razón que se ha convertido en uno de los componentes claves para la transición mundial hacia el uso de energías renovables. La demanda mundial de litio en el 2020 fue de 80.000 toneladas (equivalente a 430.000 toneladas de carbonato de litio). Frente a la creciente demanda, principalmente impulsada por la industria automotriz, los especialistas estiman que la demanda en el 2030 será del orden de 400.000 toneladas de litio por año (2 millones de toneladas de carbonato de litio), es decir que la demanda se multiplicará por 5 en los próximos 10 años. En esta estimación no está incluida la parte de las baterías destinadas al almacenamiento de energía renovables (hídrico, solar, eólico) que se cree que comenzará a influenciar a partir del 2030 multiplicando por 10 la demanda global de litio. De acuerdo a estas estimaciones, la actual oferta, incluyendo las proyecciones de aumento de producción, no será suficiente para satisfacer todas las necesidades globales.
El gran desafío para la industria del litio es seguir la cadencia de la demanda que está en crecimiento exponencial. En la actualidad, las fuentes típicas de obtención de litio económicamente factibles son, por una parte, los depósitos de roca dura como los de Australia y, por otra, las salmueras de los salares del triángulo Argentina-Bolivia-Chile. Cada una de estas fuentes tiene sus ventajas e inconvenientes. En particular, la extracción del litio a partir de salmueras por medios convencionales consume mucha agua, produce grandes cantidades de desechos, provoca contaminación del agua potable, los tiempos de extracción son largos entre 18 y 24 meses y el rendimiento es inferior a 50%. Por todas estas razones las compañías mineras deben adoptar métodos modernos más eficientes, menos contaminantes y que permitan disminuir la huella de carbono de sus procesos productivos.
Entre los nuevos métodos, las tecnologías conocidas bajo el nombre genérico de Extracción Directa de Litio (EDL) emergen como las más adecuadas para la extracción del litio no solo a partir de salmueras clásicas sino también a partir de salmueras de origen geotérmico, lagos salados, entre otros, donde el contenido de litio es relativamente bajo (< 500 ppm). Los promotores de la tecnología EDL declaran que su aplicación a las salmueras clásicas permitirá: 1) la producción de litio con un rendimiento superior a 80 %; 2) la obtención de carbonato e hidróxido de litio con purezas superior a 99,5%;3) una disminución del consumo de agua de más de 60 %; 4) tiempos cortos de extracción y, 5) una disminución del consumo de energía.
Existen varias tecnologías EDL, entre las más interesantes podemos citar la tecnología de membranas filtrantes, la técnica de adsorción, el método de intercambio iónico y la técnica de los solventes líquidos. Una salmuera de composición química compleja contiene diferentes sales disueltas. La técnica ideal debería ser capaz de extraer el litio de manera selectiva dejando intacto las otras sales en el líquido. Los principales elementos que pueden interferir en la extracción selectiva del litio son, el sodio (Na), el potasio (K), el magnesio (Mg), el calcio (Ca), el boro (B) y el azufre (S).
Esta tecnología ideal de extracción selectiva se explica del punto de vista físico-químico como sigue. Los átomos se caracterizan por su carga eléctrica, su tamaño y su afinidad a formar compuestos con otros elementos. Entonces, para capturar selectivamente uno de estos átomos el material activo empleado tiene que interactuar con estos elementos a nivel atómico, iónico o molecular. Por ejemplo, un filtro selectivo deberá ser una membrana porosa con aberturas adaptadas exclusivamente al tamaño del átomo que se desea filtrar (nanofiltración); un sólido adsorbente tiene que poseer cavidades de dimensión atómica adecuada al tipo de átomo que se desea capturar; en un solvente líquido las moléculas que lo componen deberán actuar aislando de manera selectiva el ion litio que se desea separar. En otras palabras, los materiales activos empleados en la captura selectiva del litio o de otro elemento químico son materiales industriales que requierentecnologías y procesos avanzados de fabricación; demás está decir que estos materiales son costosos a fabricar.
En el caso de salmueras complejas, es necesario emplear sistemas híbridos que combinen evaporación y métodos EDL. Por ejemplo, en Argentina la empresa LIVENT (ex FMC) emplea un método hibrido; utiliza una tecnología basada en la adsorción selectiva para elevar la concentración de litio de las salmueras brutas, luego aplica la evaporación solar y la precipitación mediante carbonato de sodio para obtener carbonato de litio. Actualmente, varias empresas se están instalando en los Salares de Argentina con proyectos de extracción de litio empleando tecnología EDL. Entre ellas podemos citar POSCO, ALPHA LITHUM, LAKE RESOURCES, LILAC SOLUCIONS, LITHIUM SOUTH DEVELOPMENT y ERAMET.
En nuestro país, Yacimientos de Litio Bolivianos YLB también decidió aplicar las tecnologías EDL para extraer litio de los salares de Uyuni, de Coipasa y de Pastos Grandes; actualmente 8 empresas realizan estudios de viabilidad.
Cabe enfatizar que, como toda nueva tecnología, la de EDL presenta ciertos inconvenientes y desventajas, como ser: 1) El escalamiento del nivel laboratorio a nivel industrial con rendimiento optimo es todavía un gran desafío tecnológico; 2) Son procesos tecnológicos complejos, que se pueden aplicar de diferentes maneras, con riesgos implícitos al empleo de nuevas tecnologías no aun consolidadas; 3) La inversión financiera inicial (capex) y la inversión de funcionamiento (opex) pueden ser muy elevados; esto depende de diversos factores como ser, el tipo de salmuera, el método EDL aplicado, el costo de la energía y el de los insumos; 4) No existe el método único; según el tipo de salmuera es necesario adaptar una o aplicar diferentes tecnologías EDL secuencialmente; 5) La EDL tiene que afrontar, tarde o temprano, el problema del empobrecimiento de las salmueras en litio si el bombeo de los pozos es demasiado agresivo y la salmuera residual es reinyectada en el mismo salar, lo cual produce su dilución a largo tiempo afectando en su rendimiento.
Las tecnologías EDL son nuevas en el campo de la minería del litio. Por el momento no existen elementos de referencia suficientemente documentados que permitan realizar una evaluación objetiva y eficaz, en el proceso de la selección de empresas por un lado y, por otro lado, sobre la competitividad técnica de los diversos procesos EDL que sean los más adecuados a las exigencias de una explotación rentable y respetuosa del medio ambiente. Sin embargo, hacemos notar que uno de los elementos técnicos de mayor importancia que se tiene que tomar en cuenta en la selección de una determinada tecnología EDL, es la accesibilidad y el control a los procesos de fabricación de los materiales activos y de los insumos asociados al proceso EDL. La adquisición de patentes no es una garantía absoluta al acceso y al empleo de estos materiales.
A lo anterior es importante añadir que, puesto que se busca sustituir los métodos clásicos de extracción del litio por otros más modernos, además de privilegiar exclusivamente el rendimiento, se debería también hacer hincapié en la ejecución de proyectos que permitan disminuir la huella de carbono de los procesos productivos actuales, dando así un importante paso en la producción de litio verde mediante las nuevas tecnologías y energías renovables.
A la hora de combatir el cambio climático, es importante el concurso de todas las tecnologías limpias para extraer e industrializar el litio como un producto verde con producción de carbono cero.