EL LITIO Un mineral estratégico

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Descubierto en 1817 y aislado por primera vez como metal libre en 1855, el litio ha tomado un fuerte impulso en los últimos años a partir del boom de las baterías eléctricas. Los salares de la Puna concentran más del 80% de las reservas mundiales de este mineral estratégico, que podría convertir a nuestro país en actor central de la revolución energética que se avecina.

El litio es el tercer elemento más liviano de la tabla periódica de Mendeléiev y protagoniza actualmente una verdadera revolución que podría transformar por completo los sectores de la energía y del transporte tal como hoy los conocemos. Se trata de un metal blanco con características muy electroactivas; es decir, que forma compuestos capaces de almacenar mucha energía por unidad de peso. “La sociedad está en condiciones de sustituir al petróleo como fuente primordial para hacer funcionar desde automóviles hasta electrodomésticos de consumo masivo. Para ello se necesita una eficiente manera de almacenar la energía y las baterías de litio prometen serlo”, afirma Arnaldo Visintin, experto en este tipo de tecnologías que se desempeña en el Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA), dependiente de la Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP). ¿Cómo se obtiene este estratégico mineral? Tal como explican Mauro de la Hoz, Verónica Martínez y José Luis Vedia, investigadores del Instituto de Bio y Geociencias del NOA (IBIGEO) y de la Universidad Nacional de Salta (UNSa) en su informe El litio: desde los salares de la Puna a nuestros celulares, “las salmueras naturales son los depósitos que tienen mayor concentración de litio, ya que en ellos se encuentra el elemento disuelto como ión, en las aguas subterráneas de algunos salares, acompañado de potasio, magnesio y boro”. El área conocida como “Triángulo del litio”, que incluye en su vértice norte el salar de Uyuni (Bolivia), en el sur el salar del Hombre Muerto (Argentina) y en el oeste el salar de Atacama (Chile), concentra alrededor del 85 por ciento de los depósitos evaporíticos de litio del planeta.

Un método de extracción sustentable

Hasta ahora, el método más común de extracción del litio en salmueras ha sido mediante el bombeo del mineral desde abajo de la corteza salina, para posteriormente depositarlo en grandes piletones de baja profundidad y dar lugar a la precipitación secuencial del conjunto de sales mediante un proceso de evaporación y a la separación del litio de los demás compuestos. El concentrado obtenido, rico en cloruro de litio, es luego sometido a un proceso de purificación y, finalmente, se le añade carbonato de sodio para generar el carbonato de litio utilizado en distintas aplicaciones industriales. Se trata de una tecnología a simple vista sencilla, pero que no es sustentable desde el punto de vista ambiental, ya que se calcula que por cada tonelada de carbonato de litio obtenida es necesario evaporar entre 0,5 y 2 millones de litros de agua, en una zona como la Puna que se caracteriza por su aridez y la ausencia de precipitaciones durante la mayor parte del año. El equipo conducido por Ernesto Calvo, director del Instituto de Química-Física de los Materiales, Medio Ambiente y Energía (INQUIMAE) de la Universidad de Buenos Aires (UBA), logró desarrollar un método electroquímico de extracción del litio que no consume agua, no requiere el agregado de sustancias químicas y tiene un costo energético relativamente bajo. ¿Cómo funciona? “Lo que nosotros nos proponemos es bombear la salmuera a un reactor, donde hay dos electrodos que funcionan como una esponja que selectivamente atrapa los iones litio y los iones cloruro, y el resto es devuelto al salar”, explica Calvo. El método ha sido patentado por el Conicet y los derechos exclusivos de comercialización del mismo fueron cedidos a Y-TEC, sociedad mixta conformada por YPF (51%) y el Conicet (49%).

Superar el modelo extractivista

El mayor desafío que tiene actualmente la Argentina, sin embargo, no se encuentra en la fase extractiva del litio, sino en el avance hacia la producción local de celdas para baterías. Desde mediados de la década del 90, cuando se inauguró el primer proyecto de explotación en el salar del Hombre Muerto (Catamarca) a cargo de la multinacional estadounidense FMC Lithium y su subsidiaria local Minera del Altiplano, nuestro país se limita a exportar este mineral sin ningún tipo de agregado de valor. En ese sentido, el investigador Federico Nacif, de la Universidad Nacional de Quilmes (UNQui), advierte que “la revolución tecnológica en baterías de litio impulsada por las instituciones de ciencia y tecnología de los países centrales […] nos obliga a considerar una estrategia regional alternativa a la concesión de los recursos para la exportación de commodities destinados a abastecer lejanos desarrollos industriales”. “Al litio lo estamos regalando como piedra”, graficaba recientemente Arnaldo Visintin en una entrevista, al tiempo que explicaba cómo las características oligopólicas del mercado internacional de las baterías de litio desincentiva la participación de nuevos actores. “Las baterías que nos llegan de China son de baja calidad y no podemos competir en un libre mercado con ellos porque las venden a precio de costo para que nadie más las fabrique”, lamentaba, al tiempo que sugería, como camino a seguir, la integración entre los institutos de investigación y los profesionales de la región para poder conformar un núcleo latinoamericano especializado en la producción de este tipo de tecnología.

Hacia las baterías made in Argentina

En la Argentina, a partir del trabajo coordinado por el Conicet y una serie de institutos de investigación, es posible ilusionarnos con la industrialización local del litio. A ese objetivo están abocados, entre otros, el INIFTA, el INQUIMAE, el Laboratorio de Energías Sustentables (LaES) de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC) y el flamante Centro de Energías y Materiales Avanzados de la Universidad Nacional de Jujuy (CEMAJu), ubicado en el antiguo predio de Altos Hornos Zapla en Palpalá (Jujuy) y dirigido por Victoria Flexer, una joven científica argentina repatriada por el Conicet. El objetivo es desarrollar localmente las baterías de ion-litio, que son acumuladores de energía constituidos por celdas conectadas entre sí, cada una de las cuales está constituida por un cátodo – electrodo con carga negativa–, un ánodo – electrodo con carga positiva– y un electrolito –constituido por una sal de litio que consigue capturar los iones necesarios para provocar la reacción electroquímica que tiene lugar entre el cátodo y el ánodo–. Lo que interesa en este tipo de tecnología, explica Daniel Barraco –director del LaES y coordinador del proyecto de desarrollo de baterías de litio de Y-TEC–, es la “densidad de energía acumulada”. El cálculo surge de dividir, por un lado, la cantidad total de energía generada por el volumen de la celda, y, por el otro, la cantidad de energía por el peso de la celda. “Lo que necesitamos, en ambos casos, es una alta densidad energética; es decir, mucha energía en poco peso y en poco volumen”, sintetiza Barraco. Otro de los desafíos es la vida útil de las baterías eléctricas, que depende de la cantidad de ciclos de carga y descarga. Un ciclo se completa cuando se ha utilizado el 100% de la capacidad de la batería y ésta se descarga. En el caso de las baterías convencionales de ion-litio, se busca desarrollar modelos que tengan de 1000 a 1500 ciclos, lo que equivale a unos tres años en condiciones normales de uso; esto es, una carga y descarga diaria. Finalmente, concluye este especialista, la meta es lograr que “las celdas, y por ende las baterías, sean lo menos inestables posibles frente a golpes y sobrecargas”.

Valor agregado e ingresos genuinos

¿Cuál es, desde el punto de vista económico, el beneficio que deja hoy el litio en la Argentina y qué podría obtener nuestro país en el futuro de avanzar hacia la manufactura de las celdas y las baterías in situ? Barraco responde: “La salmuera que se extrae del salar cuesta 300 dólares la tonelada. Se la concentra y se obtiene carbonato de litio al 99 por ciento, es decir, la calidad que necesitamos; eso cuesta unos 6000 dólares la tonelada. Si llegáramos a tener litio metálico (litio puro), su valor sería de 6000 dólares el kilogramo. Y las baterías para autos híbridos y eléctricos, con 10 kilogramos de carbonato de litio, cuestan entre 10.000 y 20.000 dólares”. Si hiciéramos una analogía con la industria de los hidrocarburos, seguir exportando el litio únicamente como commodity equivaldría a disponer del recurso petrolero en nuestro territorio, exportar el crudo y, al no contar con refinerías locales, tener que importar las naftas, el gasoil y demás subproductos necesarios para alimentar nuestro sistema de transporte. No parece entonces razonable ni inteligente seguir limitándonos a un modelo extractivista del litio que solo repercute en ingresos fiscales para las arcas provinciales en concepto de regalías y participación como socio minoritario de algunos proyectos, tal es el caso de la estatal jujeña JEMSE (Jujuy Energía y Minería S.E.) en “Sales de Jujuy” –operado por una joint-venture integrada por la australiana Orocobre y la japonesa Toyota Tsusho– y “Cauchari-Olaroz” –cuyos operadores son la canadiense Lithium Americas y la chilena Soquimich–. Para Federico Nacif, en cambio, “la alta rentabilidad de los componentes de litio debe ser considerada como medio para desarrollar, a largo plazo, tecnologías de almacenamiento energético al servicio de las demandas sociales internas, como la expansión del transporte público y las energías renovables”.

El ambicioso programa de Y-TEC

Con el respaldo científico del Conicet, el rol de articulación y planificación tecnológica del sector ha sido asumida por Y-TEC, cuyo programa de trabajo incluye, por un lado, la construcción de una planta piloto de extracción y purificación de cloruro de litio a partir del modelo desarrollado por el INQUIMAE; y, por otro, la instalación de una planta piloto para la fabricación de las celdas elementales y los electrodos de las baterías, que muy posiblemente se ubique en Jujuy. En lo que respecta a este último punto, Y-TEC ha formado una alianza estratégica con el grupo italiano FAAM Energy Saving Battery –pionero en la materia– con vistas a la instalación de la futura planta de celdas y la investigación conjunta de materiales activos, electrodos y equipamiento específico. “Hemos integrado nuestras capacidades con las de distintos institutos y grupos de investigación del país. Con esta alianza pasamos a acoplar nuestra agenda de I+D con un proyecto de alcance global, lo cual nos permitirá mantenernos en la frontera del conocimiento y desarrollar soluciones energéticas de valor, proyectando una plataforma industrial realmente competitiva”, manifestó con entusiasmo el gerente general de Y-TEC, Santiago Sacerdote. Todo parece indicar que, de seguir por esta senda, pasaremos muy pronto de los papeles a los resultados concretos y el país estará en condiciones de jugar en las grandes ligas de la industria de las baterías eléctricas.