La sal de la energía

Como consecuencia del cambio climático, el planeta se encuentra indefectiblemente embarcado en un camino sin retorno hacia una transición energética que llevará a reemplazar, progresivamente, la quema de combustibles fósiles por otras fuentes renovables y libres de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI).

En ese escenario, por sus características, el litio se posiciona como un insumo clave en ese proceso de “descarbonización” de la economía. Se trata de un metal, blanco y liviano, que tiene un alto potencial electropositivo, lo que le permite generar una enorme densidad de energía y potencia por unidad de masa. Estas propiedades lo convierten en un componente clave en la producción de baterías para toda la electrónica portátil (telefonía celular, cámaras fotográficas, tablets, notebooks). Además, cada vez es más demandado por las empresas que fabrican vehículos eléctricos y también para su utilización en redes eléctricas.

Distintos informes señalan que, de cumplirse con las metas fijadas en el Acuerdo de París en cuanto a la reducción de emisiones de GEI, la demanda global de litio aumentará unas cuarenta veces para el año 2040.

América del Sur posee el 58 por ciento de las reservas mundiales de este recurso. Pero, en el llamado “Triángulo del litio” que conforman Chile, Bolivia y Argentina, se ubican riquísimos salares que concentran más del 80 por ciento de las reservas de litio de fácil extracción del planeta.

Ese litio se encuentra disuelto en algo parecido a profundos lagos subterráneos de agua terriblemente salada ubicados unas decenas de metros debajo de la superficie. Esta agua es hasta diez veces más salada que el agua de mar, por eso se las llama salmueras.

En la actualidad la minería de litio utiliza, para extraer el recurso, un procedimiento que se conoce con el nombre de método evaporítico. Resumidamente, consiste en bombear la salmuera desde el acuífero subterráneo, con tecnologías muy similares a las utilizadas en la industria del petróleo, y volcarla en piletones enormes a cielo abierto -que tienen como mínimo un tamaño similar al de una cancha de fútbol- donde el agua se va evaporando por acción del viento y del sol. En estas gigantescas pozas de evaporación, la salmuera permanece entre diez meses y dos años, para que el litio se concentre unas diez veces y pase de las 600 partes por millón (ppm)  originales a no menos de 6.000 ppm. En ese momento, la salmuera se ingresa a una planta de tratamiento fino donde, mediante distintos tipos de procesos químicos, se logra la precipitación del producto final que se desea obtener: el carbonato de litio.

“Desde el punto de vista económico se trata de una metodología lenta e ineficiente”, sostiene de manera contundente Victoria Flexer, investigadora de CONICET y profesora de la Universidad Nacional de Jujuy. Y explica: “Fijate que hay que esperar hasta dos años para que el litio alcance la concentración deseada. Este es un problema grave porque cuando una empresa invierte en este tipo de minería, se va a demorar entre cuatro y siete años hasta que la planta alcance la etapa de producción. Por otro lado, es una tecnología de baja eficiencia dado que en el mejor de los casos se recupera el 70 por ciento del mineral que estaba originalmente en la salmuera. Es decir, que se desperdicia entre un 30 y un 50 por ciento del litio durante el proceso”.

Pero además, hay otro aspecto que viene despertando múltiples alarmas y que está relacionado con la sostenibilidad ambiental del proceso. Este método implica la evaporación de monumentales volúmenes de agua en zonas muy desérticas. “Estamos hablando de unos 500 mil litros de agua por tonelada final de carbonato de litio. Pensemos que una planta más bien pequeña produce 20 mil toneladas al año. Hay que multiplicar 20 mil por 500 mil litros y el resultado es un volumen muy pero muy grande de agua evaporada”, se preocupa Flexer. Pero enseguida aclara: “Es cierto que se trata de agua terriblemente salada, que no la podemos tomar y tampoco sirve para riego o para el ganado”.

Este último punto es cierto pero no soluciona el problema sino que lo torna más complejo porque surgen otras cuestiones que no tienen, todavía, una respuesta clara. Por ejemplo: ¿Existen interacciones entre los acuíferos de agua salada y agua dulce en las zonas de explotación? Si fuera así, el hecho de bombear grandes volúmenes de salmuera podría provocar la filtración de importantes cantidades de agua dulce para tratar de “rellenar” los acuíferos de agua salada. En este caso, el daño sería grave. “Se trata de una pregunta abierta que requiere estudiar más el problema. Pero hay indicios fuertes que llevan a pensar que no sería la mejor idea seguir bombeando esos gigantescos volúmenes de agua de manera indefinida”, opina Flexer.

El recurso y el método

Victoria Flexer se graduó y doctoró en Química en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA. Luego viajó el exterior y trabajó más de 7 años en Francia, Australia y Bélgica. Al regresar al país, por sugerencia de quien fuera su director de tesis, el científico Ernesto Calvo, se puso al frente de un proyecto que arrancaba desde cero: la creación de un instituto donde se haga ciencia y tecnología de punta en torno al litio. “El Balseiro del litio, me dijo”, en referencia al prestigioso Instituto Balseiro de Bariloche reconocido en todo el mundo por sus investigaciones en física nuclear.

Flexer aceptó el desafío, se instaló en Jujuy y en agosto de 2017 se inauguró oficialmente el Centro de Investigación y Desarrollo en Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energía de Jujuy (CIDMEJu), dependiente del CONICET y de la Universidad Nacional de Jujuy. El edificio se encuentra ubicado en la ciudad de Palpalá, unos 15 km al sudeste de San Salvador.

Desde ese centro, que actualmente dirige, Flexer junto a un grupo de investigadores y becarios, trabaja en diversas temáticas vinculadas con el litio. Desde la búsqueda de técnicas de explotación minera eficientes y sostenibles, hasta el desarrollo de baterías de última generación.

En relación con la búsqueda de nuevos métodos para extraer el litio de salmueras, los investigadores avanzan en dos líneas paralelas: por un lado, en el diseño de mejoras sobre el proceso que se utiliza en la actualidad; y, por otro, en el desarrollo de tecnologías disruptivas que representan un cambio radical en los procesos de recuperación del litio.

Respecto de este último punto, Flexer cuenta que hoy, en el mundo, se está trabajando en, por lo menos, diez tecnologías disruptivas diferentes. Desde el CIDMEJu vienen avanzando en el desarrollo de un método novedoso basado en un reactor electrolítico a partir del cual, y mediante un proceso secuencial, se puede recuperar no solo el litio, sino también otros componentes que contiene la salmuera, como sales de magnesio, de potasio, de sodio y boratos. De esta manera, se estarían transformando grandes volúmenes de lo que hoy son residuos en compuestos puros con valor comercial, algunos de los cuales son importados por nuestro país. Además, este procedimiento es mucho más rápido, reduciendo de meses a semanas, el tiempo necesario para la producción del carbonato de litio.

Pero lo más importante, desde el punto de vista ambiental, es que todo el procedimiento se lleva a cabo sin evaporar ni una gota de agua. Es más, si se logra extraer de la salmuera la mayor parte de sus minerales, se estaría obteniendo agua de baja salinidad que podría utilizarse en la propia planta de producción o como agua de riego para terrenos que de otra manera son improductivos. “Nuestro objetivo de máxima es obtener agua dulce como subproducto de la minería de litio”, se entusiasma Flexer.

Esta novedosa tecnología ya obtuvo muy buenos resultados en pruebas de laboratorio y, ahora, el grupo está trabajando para instalar una planta piloto de procesamiento de salmuera en Palpalá. “La planta, en principio, no va a recuperar carbonato de litio sino que va a hacer un pretratamiento en la salmuera necesario para que después se pueda recuperar el carbonato de litio. La idea es que empiece a funcionar el año que viene”, precisa la investigadora.

Salir del coloniaje

Al día de hoy, el llamado “boom” del litio en la Argentina se traduce en la presencia de dos empresas de capitales extranjeros, una instalada en el Salar del Hombre Muerto, en Jujuy, y otra en el Salar de Olaroz, en Catamarca. Ambas compañías extraen, en total, unas 40 mil toneladas de litio por año. Existe un tercer emprendimiento, también transnacional, en estado avanzado de construcción en el Salar de Cauchari, en Jujuy.

Informes de distintas consultoras estiman que la capacidad de extracción local de litio podría multiplicarse por cinco en los próximos años hasta alcanzar las 200 mil toneladas anuales. ¿Son realistas estas proyecciones con la tecnología que se usa en la actualidad? “No, no son realistas -asegura Flexer-, porque el proceso de puesta a punto de una planta extractiva es terriblemente lento. Entonces, para aumentar la producción, digamos de acá a cuatro años, tendríamos que estar ahora mismo empezando a construir nuevas plantas de extracción. Por lo tanto, con los datos que hoy manejamos, te podría decir, con una mirada optimista, que recién en tres o cuatro años podríamos estar llegando a las 100 mil toneladas. El que prometa más, peca de un exceso de optimismo o trabaja para determinados intereses”.

Lo cierto es que, más allá de cualquier proyección, nuestro país es, actualmente, uno de los principales productores y exportadores de carbonato de litio a nivel global. Lo que es una excelente noticia se empaña al señalar que la inserción de la Argentina en este mercado internacional repite viejos esquemas: se venden al mundo materias primas para que otros países fabriquen productos tecnológicos de alto valor agregado.

Por esta razón, desde diferentes sectores se viene proponiendo avanzar en la purificación local del litio para obtener otros productos que tienen un valor muy superior y, por otro lado, en tratar de desarrollar el know how para la fabricación nacional de baterías.

Sin descartar ninguno de estos caminos, Flexer ofrece una alternativa diferente. “Desde mi punto de vista, el desarrollo de procesos novedosos de extracción de litio surge como un nicho importante para generar valor agregado argentino. La tecnología minera también se puede exportar. De hecho, es lo que Australia viene haciendo hace décadas”.

Esta línea de trabajo presenta, para la investigadora, algunas ventajas importantes. “Mientras que en el ámbito de las baterías hay una competencia muy fuerte, con los gigantes asiáticos inundando el mercado a precios muy pero muy baratos, en el desarrollo de nuevas tecnologías mineras hay un vacío importante a nivel mundial. Allí hay abierta una ventana de oportunidad”.

Ahora bien, ¿cómo estamos ubicados en esta carrera por la creación de tecnologías disruptivas para la extracción de litio? “Creo que estamos bien posicionados -afirma Flexer-. El hecho de que nos hayamos puesto a trabajar tempranamente como país en este tema es bastante importante. Además, a diferencia de otras naciones, tenemos como ventaja el acceso a la salmuera en volúmenes importantes y a realizar nuestras pruebas en condiciones reales”.

Sin embargo, se va a requerir de otras condiciones para no estancarse en un momento clave del proceso de innovación, el paso de las pruebas de laboratorio hacia el escalado industrial. “Eso va a depender de la existencia de un fuerte apoyo del Estado o de las empresas interesadas. Porque se va a necesitar bastante gente trabajando y fondos para que los proyectos avancen”, señala Flexer. Y sin perder el optimismo, adelanta: “Hay perspectivas de tener pilotos trabajando en la Puna de acá a dos o tres años. Y estoy hablando de pilotos del orden de los quinientos a mil litros de procesamiento diario. No es un proceso industrial pero va mucho más allá de lo que es la escala de laboratorio. Creo que es importante profundizar el trabajo que se está haciendo, puede dar frutos interesantes”.