Litio: las tecnologías detrás del recurso altamente demandado para la industria automotriz

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El litio se convirtió en uno de los recursos más importantes de los últimos años a raíz de la transición energética y tiene un efecto directo en la industria automotriz. Sus cualidades lo vuelven una pieza fundamental a la hora de hablar de energías alternativas, particularmente en lo vinculado a las baterías.

El triángulo compuesto por Argentina, Bolivia y Chile cuenta con aproximadamente el 65% de los recursos mundiales de litio y representa casi el 30% de la producción a nivel global, según datos oficiales de la Secretaría de Minería de la Nación (2021). 

Existen distintos métodos de extracción del litio: la tecnología detrás del recurso preciado es muy amplia y cada técnica se aplica según qué objetivo se posea a la hora de trabajar. Desde la Extracción Directa hasta la extracción por electrólisis, algunas claves acerca de los procedimientos y cómo la industria impacta directamente en la evolución de los vehículos eléctricos.

El litio se presenta como la gran materia prima para el desarrollo de las tecnologías. Su producción y posterior proceso contribuyen al desarrollo de diversas industrias, sobre todo, de la automotriz. Descubre los diversas tecnologías que contribuyen a su implementación.

El litio se volvió uno de los recursos más importantes en los últimos años por su injerencia directa en la transición energética. Con el paso de los combustibles fósiles a las energías alternativas, el recurso juega un rol crucial, fundamentalmente en lo relacionado a las baterías y, por ende, en la evolución de los vehículos eléctricos.

En diálogo con revista DEF, Arnaldo Visintin, experto en litio e investigador de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP), destacó que un gran incentivo para desarrollar las tecnologías del litio radica en su vinculación con las energías renovables: “Los acumuladores de litio son uno de los dispositivos de mayor capacidad para almacenarlas, algo que resulta sumamente relevante en su desarrollo”. 

Según el Informe Litio de 2021 de la Secretaría de Minería de la Nación, Argentina es el cuarto productor mundial de litio junto a Australia, Chile y China. El triángulo compuesto por Argentina, Bolivia y Chile, a su vez, cuenta con aproximadamente el 65% de los recursos mundiales de litio y alcanza el 29,5% de la producción a nivel global. 

Actualmente, en el país se está desarrollando la Extracción Directa de Litio (DLE por sus siglas en inglés) en la provincia de Salta. El objetivo es producir el metal de las baterías de forma más rápida y económica, a comparación de las tradicionales como pueden ser las de evaporación a partir de los depósitos de salmuera.

Cuando se habla de litio, existen distintos tipos de extracción y todos tienen sus ventajas en diferentes niveles. El proceso productivo puede darse tanto a partir de salares como de pegmatitas (minerales). A la hora de trabajar, se tienen en cuenta las características del terreno, el impacto ambiental y los costos, y todas esas variables deben tenerse en cuenta cuando hablamos del futuro de los vehículos eléctricos. 

La evolución de los vehículos eléctricos y el impacto del litio

De acuerdo a un artículo llevado a cabo por Marcelo Azevedo, Magdalena Baczyńska, Ken Hoffman y Aleksandra Krauze para el sitio McKinsey & Company, se prevé que la demanda de litio aumentará de 500.000 toneladas métricas de carbonato de litio en 2021 a unos tres o cuatro millones de toneladas métricas para el año 2030. “Creemos que la industria del litio será capaz de proporcionar suficiente producto para abastecer a la floreciente industria de las baterías de iones de litio. Junto con el aumento de la oferta de litio convencional, que se espera que crezca más de 300 por ciento entre 2021 y 2030, la extracción directa de litio (EDL) y el litio directo a producto (LDP) pueden ser los motores que impulsen la capacidad de la industria para responder más rápido a la creciente demanda”, informaron los expertos.

Dicha demanda por vehículos eléctricos se expandió un 50% en 2020 y, un año después, el número se duplicó hasta superar las siete millones de unidades. A su vez, en un efecto rebote, el aumento de dichos vehículos disparó los precios del litio alrededor del 550% en un año. 

El preciado recurso es crucial para producir las baterías de tracción que se utilizan actualmente en los vehículos eléctricos y en la electrónica de consumo. Las baterías de iones de litio también sirven para otras aplicaciones, desde el almacenamiento de energía hasta lo que es la movilidad aérea, enumeran desde McKinsey.  Se estima para los próximos años un crecimiento de dichas baterías a una tasa compuesta anual del 30%.

“Para 2030, los vehículos eléctricos, junto con los sistemas de almacenamiento de energía, las bicicletas eléctricas, la electrificación de herramientas y otras aplicaciones que requieren un uso intensivo de baterías, podrían representar entre 4,000 y 4,500 gigavatios-hora de demanda de Li-ion”, informan.

Extracción y reciclaje del litio para los vehículos eléctricos

En lo que respecta al corto plazo, existe la necesidad de impulsar aquellas fuentes que resultan favorables a la hora de hablar de la extracción del litio, tales como los proyectos de minerales y salmueras convencionales en fase inicial, de recursos desconocidos por el momento y de salmueras no convencionales.

Los especialistas resaltan que la extracción directa de litio (DLE) es crucial para el desarrollo eficiente y rápido de las baterías que se utilizarán en la industria automotriz. El otro punto que destacan es el del reciclaje de dichas baterías: “Con una vida útil prevista de entre diez y quince años para los vehículos de pasajeros, y la posibilidad de ampliar la vida útil de las baterías de los eléctricos mediante su uso en el sector del almacenamiento de energía, se espera que el reciclaje de las baterías aumente durante la década actual, pero no a niveles que cambien las reglas del juego”.

“Dependiendo del proceso de reciclaje empleado, es posible recuperar entre cero y 80 por ciento del litio contenido en las baterías al final de su vida útil. Para 2030, se espera que este suministro secundario represente un poco más del 6 por ciento de la producción total de litio”, sentencian.

Cómo impulsar el desarrollo de las baterías

Para los profesionales de McKinsey, existen algunas claves a tener en cuenta a la hora de hablar de la cadena de valor del litio:

• Financiar nuevas tecnologías: la DLE impulsa la producción de litio a partir de salmueras y habilita la producción del mismo a partir de activos en los que el litio está “bloqueado”, como aquellas salmueras no convencionales, desde las geotérmicas hasta los yacimientos petrolíferos.
• Explorar nuevos proyectos: en 2021, casi el 90 por ciento de la extracción de litio se realizó en solo tres regiones (Australia, China y parte de América Latina, como Argentina). La expansión a otras regiones en busca de nuevas fuentes de litio puede contribuir a desarrollar una nueva base de recursos para la minería, indican.

Alerta temprana de las necesidades de los fabricantes: quienes trabajan en la industria automotriz podrían señalar con anticipación las especificaciones de los productos o la cantidad de litio que se requerirá para impulsar los vehículos eléctricos y avanzar con un objetivo claro.

Métodos de extracción del litio

Para la producción de litio existen diversos métodos que se utilizan según la zona donde se encuentra. A continuación, los más destacados en el mundo:

• Método de extracción directa

El método fue creado por John Burba, considerado el padre del litio, y es eficiente en cuanto a lo económico, ya que abarata los costos, y reduce el impacto lo ambiental debido a que no degrada el entorno y mantiene la pureza del mismo.

La Extracción Directa es una tecnología probada, con proyectos establecidos y en producción en China y Sudamérica, particularmente en Argentina. Según explicó  la empresa CleanTech Lithium, se trata de un método en la que la salmuera se bombea a una unidad de procesamiento donde se utiliza una resina o material de absorción para extraer solo el litio de la salmuera, mientras que la salmuera gastada se reinyecta en los acuíferos de la cuenca. En otros casos, en lugar de utilizar los acuíferos los productores optan por piletas de evaporación. 

El contenido de litio depende de la composición de las salmueras y, generalmente es acompañado por otros elementos, como boro, bromo, calcio, carbonatos, cloruros, nitratos, magnesio, potasio y sodio. Esto significa que al ser variable la composición de los salares, el tratamiento de cada uno de ellos es específico. Por ende, el proceso productivo se ajustará a esa particularidad, específica el informe del Gobierno Nacional.

El método está dividido en tres familias que conllevan caminos distintos para obtener litio: la absorción, el intercambio iónico y la extracción de solvente. Entre sus ventajas se destacan la eficiencia de la extracción y la simpleza del proceso, el menor consumo de energía, la reducción de productos químicos, el menor impacto ambiental, y la innovación en cuanto al desarrollo tecnológico. 

Según el sitio especializado McKinsey & Company, este método es el que mejor se adapta a las necesidades actuales de la industria automotriz y al futuro de los vehículos eléctricos que es cada vez más cercano. 

• Extracción de roca dura

CleanTech Lithium señala que el método de roca dura extrae el litio directamente de las pegmatitas, piedras ígneas filonianas de gran tamaño y grosor, con técnicas de minería de superficie.

Las pegmatitas mineralizadas se trituran, se muelen y se separan según la identificación del mineral. El litio que se encuentra en el espodumeno puede transformarse en carbonato o hidróxido de litio, el compuesto preferido por los fabricantes de baterías para vehículos eléctricos.

Es importante señalar que la extracción a partir de esta manera genera entre 5 y 15 toneladas de CO² por tonelada de litio producida, entrando en desventaja a comparación del método de Extracción Directa en el plano ambiental. 

• Piletas de evaporación

Se trata del proceso tradicional por excelencia a la hora de hablar de la extracción de litio de la salmuera. La misma se bombea a la superficie del yacimiento para luego ser evaporada. Cada vez que se transfiere a un nuevo estanque se consigue una mayor pureza hasta que el litio pueda procesarse por completo. 

Amanda Hall, presidenta ejecutiva de Summit Nanotech, dijo en una entrevista a BNamericas que el método está quedando obsoleto con la llegada de la DLE a América Latina: “El proceso con los piletas de evaporación es mucho más lento ya que los mismos tardan mucho tiempo en llevar el litio al mercado”.

“La mejora más evidente es el tiempo, por lo que podemos hacer la  extracción en una hora en lugar de los 12 a 18 meses que lleva con los piletas de evaporación. Lo otro que sucede en los pozas es que el litio a menudo se precipita con magnesio y se pierde en la pila de desechos, por lo que al usar la extracción directa elevamos el rendimiento. El factor de recuperación va desde alrededor de 50% de rendimiento hasta casi 97%. Obtenemos más litio de la misma cantidad de salmuera”, remarcó la profesional. 

• Extracción por electrólisis

El periodista especializado Mariano Roca habla de la extracción de litio de salmueras a través de la electrólisis utilizando la energía solar. En otras palabras, se trata de la separación de los elementos de un compuesto por medio de la electricidad.

“Entre las ventajas de este método, es importante destacar: el bajo costo energético, con 200 kilovatios/hora por tonelada; la rapidez del proceso, ya que dura pocas horas, frente a los cerca de ocho meses que insume el método tradicional de evaporación de las salmueras; el uso de energía limpia, porque no consume agua ni utiliza sustancias químicas; y la obtención de un producto de alto valor agregado, es decir, el cloruro de litio, de alta pureza, grado batería.”, explica en revista DEF. 

Cada proceso de extracción se utiliza para el litio según el entorno en el que se trabaje, los recursos que se poseen y el presupuesto con el que se cuenta. Como se determinó, el DLE es fundamental si se refiere a la evolución de los vehículos eléctricos, que cada vez son más populares y cuya demanda aumenta considerablemente a nivel mundial con el correr de los años.