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En Argentina el litio surgió como un recurso estratégico y se destaca principalmente en las provincias de Salta, Jujuy y Catamarca. El mineral, ubicado en el grupo 1 de la tabla periódica y cuyo número atómico es el 3, es crucial para la transición energética.
Cuando hablamos de litio es importante mencionar sus isótopos, aquellos elementos cuyos núcleos contienen un mismo número de protones pero distinta cantidad de neutrones. En este caso se destacan el litio-6 y litio-7, estables y naturalmente abundantes, y cuyo uso está volcado a la física nuclear y la química.
Además de los isótopos estables, existen variantes inestables y radiactivas, como el litio-8, litio-9, litio-10 y litio-11, utilizados en medicina para diagnósticos por imagen y en investigaciones científicas avanzadas.
En Argentina el litio fue ganando peso en los últimos años gracias a la alta presencia del mineral en las provincias de Salta, Jujuy y Catamarca. Pero, ¿a qué nos referimos cuando hablamos de este recurso?
A nivel elemental, el litio se encuentra ubicado en el grupo 1 de la tabla periódica, entre los elementos alcalinos, y su número atómico es el 3. Es un metal blando de color blanco que tiene distintos usos de carácter industrial y está fuertemente ligado a la transición energética.
Al ser parte de la familia de los metales alcalinos el litio es un elemento altamente reactivo. En su caso particular, es ligero y el menos denso de todos los elementos sólidos, seguido del sodio (Na), el potasio (K), el rubidio (Rb), el cesio (Cs) y el francio (Fr).
De la composición química del litio llama la atención su número 3, que representa la cantidad de protones en el núcleo de un átomo de litio. Los protones son partículas subatómicas con carga positiva que determinan la identidad química del elemento. Por otro lado, el mineral tiene 6.941 unidades de masa atómica, considerando la abundancia de sus isótopos naturales.
Como se mencionó anteriormente, la masa atómica es un promedio de las masas de los isótopos de litio y sus abundancias relativas. En este sentido, resulta importante conocer qué son los isótopos y por qué son relevantes.
¿Qué son los isótopos de litio?
Según el informe del CONICET “Aplicación de isótopos de Li y Sr en el estudio del origen y concentración de Li en salares de la Puna”, el término hace referencia a un “determinado elemento cuyos núcleos contienen un mismo número de protones pero distinta cantidad de neutrones”.
En el caso del litio se han reconocido dos variedades de isótopos estables: litio-6 y litio-7. Mientras que el primero está presente en un 7.5%, el segundo tiene una concentración del 92.5%, siendo el más abundante. La diferencia relativa de masa, de aproximadamente un 16%, y su limitado fraccionamiento en procesos de alta temperatura hace que estas variantes de litio sirvan como trazadores de procesos de extracción y movilización en algunos salares de la Puna.
Estos isótopos son estables ya que no se desintegran de manera espontánea con el tiempo debido a su combinación de protones y neutrones: 3 protones con 3 neutrones en el caso del litio-6 y 3 protones con 4 neutrones en el caso del litio-7. Por otro lado, ambos tipos se encuentran presentes en la naturaleza en cantidades significativas. Mientras que el litio-6 representa un 7.5% del litio natural, el litio-7 representa casi un 93%.
Existen también otros isótopos inestables y radiactivos cuya característica central es que se desintegran en otros elementos a raíz de la emisión de partículas y energía. En este grupo se encuentran el litio-8 con 3 protones y 5 neutrones, el litio-9 con 3 protones y 6 neutrones, el litio-10 con 3 protones y 7 neutrones y el litio 11 con 3 protones y 8 neutrones.
La mayoría de estos isótopos de litio se utilizan en el ámbito de las investigaciones físicas, ya que sirven para estudiar distintos mecanismos de desintegración y sus propiedades nucleares. Cabe destacar que el Li-8 es el más estable dentro del grupo de los radiactivos con un período de semidesintegración de 838 milisegundos. A este le sigue el Li-9, con uno de 178.3ms.
Usos de los isótopos
El litio-7 es el más abundante cuando se habla de la presencia del mineral. Dentro de sus diversas aplicaciones se destaca su uso en las centrales nucleares: sirve para la limpieza del circuito primario de estos establecimientos, tanto en reactores de agua pesada como de agua liviana.
De acuerdo a una entrevista realizada a Roberto Zysler, investigador de la Gerencia de Área de Investigación y Aplicaciones No Nucleares de la CNEA, para EconoJournal, el isótopo 7 se utiliza principalmente “para la limpieza de los reactores nucleares de agua pesada y agua presurizada. Es muy reactivo como el sodio o el potasio y tiene la capacidad de absorber neutrones, lo que permite limpiar el agua en esos reactores”.
Al mismo tiempo, y debido a su estabilidad y abundancia natural, estos isótopos son cruciales en el campo de las investigaciones científicas y física nuclear y química.
El litio-6, que le sigue en abundancia, posee un gran potencial económico relacionado al desarrollo de las centrales de fusión nuclear. Como esa área aún no está tan explotada a nivel comercial, este isótopo puede utilizarse como insumo para la fabricación de detectores de neutrones que permiten identificar el tráfico ilegal de materiales y desechos nucleares.
En el caso de los isótopos inestables, en líneas generales tienen su aplicación en el campo de la medicina, como es el caso de las tomografías por emisión de positrones y radioterapias para el cáncer; la investigación científica, particularmente en física nuclear, química y biología y en la detección de fugas, inspección de materiales y datación de materiales arqueológicos y geológicos.
El litio y sus distintos isótopos se han vuelto centrales en la transición energética. Si bien el litio-7 es el más abundante, tanto el litio-6 como los isótopos inestables han demostrado su importancia en sectores ligados a diferentes áreas industriales y científicas. El mineral, abundante en Argentina en la región de la Puna, continúa siendo un actor clave en el desarrollo tecnológico y energético del país.
