Redacción Canal Abierto | La transición energética, el paso de un paradigma tecno-productivo fósil a uno basado en energías renovables no fósiles, convierte al almacenamiento de la energía en un tema central. En el corazón de este problema está el litio.
“Para las baterías que se usan principalmente en la electro movilidad el litio es el material más demandado, básicamente porque es el metal más liviano y que tiene mayor densidad energética. Esto quiere decir que con este material podemos obtener baterías que pueden durar en un auto eléctrico muchos kilómetros con una sola carga. En este nuevo esquema de transición energética donde se plantea el cambio de movilidad por combustión interna hacia la electromovilidad las baterías del litio son indispensables”, explica en diálogo con Canal Abierto Andrea Calderón, licenciada en Química y doctora en Ciencias Químicas de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC). Actualmente es investigadora del CONICET en el Laboratorio de Energías Sustentables (UNC). Su trabajo está abocado al diseño y evaluación de nuevos materiales para baterías de ion litio y litio azufre. También es parte del Grupo de Estudios en Geopolítica y Bienes Comunes (GYBC).
¿Dónde se encuentra el litio en la naturaleza?
-El litio es un mineral que no se encuentra en estado metálico en la naturaleza, debido a que es un metal muy reactivo. En contacto con el aire y con el agua explota, por eso en estado natural lo encontramos en forma de sales que forman parte de rocas, que son las pegmatitas, o en sales disueltas en las salmueras de los salares.
En nuestro país lo encontramos de ambas maneras, en los salares altoandinos del noroeste y en rocas en la Patagonia. La diferencia que hay entre los dos es que extraerlo del salar es muchísimo más barato que extraerlo de la roca. El triángulo del litio tiene las mayores reservas mundiales en forma de salmueras, que es la forma más sencilla y más barata de explotar.
¿Cómo se extrae el litio de la salmuera?
-En la salmuera de los salares hay una sopa de sales. El método que se utiliza hoy, que es el más destructivo del ambiente y el más barato, es el método evaporítico que consiste en hacer piletones de poca profundidad y de gran superficie, se utiliza muchísimo territorio, y se pone allí la salmuera. Se deja que con la acción del sol y del viento, el agua se vaya evaporando y eso hace que las sales disueltas se concentren. Después de eso, tiene que pasar por otras piletas donde se le van haciendo distintos tratamientos para precipitar o sacar los materiales que no interesan, el sodio y el potasio que son iones que también están en las salmueras e ir purificando eso hasta obtener el litio.
¿Cuál es la funcionalidad del litio?
–El litio funciona como un vector energético, esto quiere decir que no es un material que tenga energía, sino que almacena energía. No es un combustible, es un vector que nos permite que la energía obtenida por ejemplo del sol, del viento o de cualquier otra fuente energética, sea convertida a una forma química y luego almacenada.
Almacenar energía en una batería es transformar una energía que obtenemos de una fuente externa en energía química. Después, cuando la enchufamos en donde queremos, la convertimos en electricidad para, por ejemplo, hacer funcionar una máquina.
Como el litio es el metal más liviano y de mayor densidad energética, porque es el más reactivo de todos, esto permite que las baterías de litio tengan mayor cantidad de energía por unidad de masa o por unidad de volumen. Es decir, tenemos más energía en baterías más chicas y más livianas. Esto permite que puedan usarse en movilidad eléctrica, cosa que no podríamos hacer si tenemos una batería enorme y muy pesada que no podría ser usada en un auto, por ejemplo.
Andrea, sintéticamente, ¿cuál es el camino que va desde el salar a la batería?
-Lo que se extrae es carbonato o cloruro de litio. Luego, se lo debe purificar hasta un grado de pureza del 99,99%, eso es lo que se denomina ‘grado batería’, necesario para que se pueda utilizar en la manufacturación de baterías.
Después se tienen que sintetizar los materiales activos. Hoy en día lo que más se usa en las baterías de ion litio son óxidos de cobalto, níquel y manganeso, que son muy contaminantes sobre todo el cobalto. Otro material que se utiliza es el fosfato de hierro litio, es más seguro y menos contaminante pero tiene menos densidad energética. Esto hace que los otros sean más atractivos para tener autos más potentes.
Las sales van primero a una planta donde se sintetizan algunos de estos materiales, una vez que se sintetizan estos materiales tienen que ir a una línea de producción que tiene un montón de pasos, desde el armado de los electrodos el ensamblado de las celdas, el llenado de las celdas con el electrolito. Una gran cantidad de pasos hasta que llegamos a la batería final.
De todo está este recorrido, en este momento, ¿qué parte se hace en el país?
-En cuanto a desarrollos tecnológicos, a nivel de investigación, nosotros y otros grupos en el país estamos trabajando en estudiar y desarrollar nuevos materiales para baterías.
Está el proyecto de Y-TEC (YPF Tecnología S.A.), en La Plata, donde están poniendo en funcionamiento UniLiB*¹, una planta piloto para producir baterías y celdas de ion litio. Tienen una producción planificada que equivale a las baterías necesarias para alimentar a 50 colectivos eléctricos al año –medida en energía almacenada, la producción anual estimada es de 13 MWh, lo que equivale a 1000 baterías para almacenamiento estacionario de energías renovables o 50 para colectivos.
También hay estudios sobre el ensamblado de baterías. Una celda es como una pila grande pero, para hacer las baterías, estas celdas tienen que ensamblarse en módulos y después en packs y todo eso lleva sistemas de seguridad. El proceso tiene muchos pasos de ingeniería.
Hay un montón de proyectos de investigación de desarrollo necesarios para esta cadena como, por ejemplo, el reciclado. Hay grupos que están estudiando el reciclado de baterías. Pero, casi todos los proyectos que te estoy nombrando son de laboratorio, todavía no hay nada proyectado a escala industrial salvo esta planta piloto de Y-TEC que sería un paso intermedio, del laboratorio hacia un proceso piloto para luego ir hacia una escala industrial.
Pero hoy, el litio que extraen Livent (en Catamarca) y Sales de Jujuy (del salar de Olaroz) se va derechito para Estados Unidos y China, ¿no?
-Sí, acá no se procesa nada. Creo que el único que procesa algo es Livent que exporta un carbonato de litio un poquito más purificado que el resto pero lo hace con tecnología propia, no hay ningún tipo de relación entre estas empresas y el sistema científico nacional como para que haya algún tipo de transferencia tecnológica.
El litio sale del país antes de estar en grado batería, de hecho hay un proyecto nuevo en Salta que exporta directamente salmuera al 35% (se trata de la minera Sal de los Ángeles, emprendimiento de las empresas chinas Revotech Asia Limited y Tibet Summit Resources). En la cadena de valor estamos retrocediendo al nivel extractivo.
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¿Hay posibilidades de un desarrollo de tecnologías para la transición energética en el país? ¿Qué inversión pública hay para financiar la investigación y el desarrollo de la infraestructura necesaria?
-Hay posibilidades, hay mucha gente trabajando en hacer desarrollos en el país, pero la inversión económica que se necesita para pasar de eso a una escala productiva es enorme. El financiamiento que necesitaría el sistema científico también es importante. Nosotros vemos el problema de que tenemos la fuente de materia prima, un commodity, cuyo precio está subiendo todos los años como se observa a partir del boom de las baterías y la electromovilidad y, al mismo tiempo, el sistema científico está cada vez más desfinanciado por la crisis económica. Ya lo estamos sintiendo, un montón de subsidios se nos están cayendo.
En Chile, por ejemplo, hay una conexión directa entre las regalías que pagan las empresas que extraen litio con el sistema científico que recibe fondos directamente de las empresas. Acá ni siquiera eso, de hecho, es tan malo el trato que tenemos que ni siquiera podemos acceder a nuestro litio para investigarlo. Cuando nosotros empezamos a trabajar en el laboratorio, nuestro director fue a pedir una muestra de salmueras y de carbonato de litio a Sales de Jujuy y se lo negaron. Le pedimos un kilo o dos y no nos lo dieron. Ni siquiera tenemos acceso al litio para estudiarlo.
Para la extracción de hidrocarburos, en 2022, el Estado subsidió a las empresas con 96.000 millones de pesos*², para continuar con la matriz fósil… ¿para el litio no hay nada?
-En investigación cada vez hay menos. A nivel de las políticas científicas se está viendo un apoyo más grande hacia el hidrógeno verde, lo cual parece lógico. Lo que planteo es cómo, teniendo estas empresas que se están llevando tanto dinero de acá, de nuestro país, ni siquiera les pedimos que nos dejen algo, al menos para intentar desarrollar algo. Yo creo que ese es el mayor problema, más allá de cómo después se distribuye el dinero dentro del sistema científico; no está ingresando dinero y tenemos ahí una fuente que podríamos utilizar y no lo estamos haciendo.
¿Qué condiciones son necesarias para desarrollar tecnológicamente el circuito de valor del litio en el país?
-Lo principal sería un plan estratégico que coordine todas las investigaciones que que estamos realizando. Lo que sucede hoy es que los distintos grupos científicos no tenemos un plan, un lineamiento que nos oriente hacia dónde ir. Trabajamos en forma muy atomizada y eso es una pérdida de esfuerzos; podríamos trabajar en red, de forma colaborativa colaborativa. Somos pocos, tenemos pocos recursos y trabajamos medio solos.
¿Se puede extraer litio de forma sustentable?
“Hay formas más sustentables de extracción. Sobre técnicas extractivas está trabajando el CIDMEJU (Centro de Investigación y Desarrollo en Materiales Avanzados y Almacenamiento, Jujuy), equipo que estudia sobre litio en Jujuy. Están estudiando técnicas de extracción de litio con métodos electroquímicos que reducen, sobre todo, la utilización de agua. Estos son métodos que todavía no se han probado ni a escala piloto porque, justamente, falta dinero para hacer ese escalado.
También hay grupos trabajando sobre todo lo que sucede después con las baterías, cómo se descartan. No hay ningún tipo de regulación en cuanto a cómo se van a descartar las baterías. Hoy está ingresando material al país que no tienen ningún tipo de regulación ni requisitos que cumplir. Estamos dejando entrar baterías que no sabemos qué tan buenas son o cuán seguras son porque no hay controles. Hay equipos trabajando para desarrollar regulaciones en eso, sobre todo en el INTI.
Hay grupos que tienen procesos de reciclado de baterías de litio patentados en el país. Hay un montón de desarrollos tecnológicos a los que se puede apostar y hay avances, pero necesitamos políticas coordinativas y estratégicas y, sobre todo, que nos financian. Necesitamos que el litio que tenemos en el país sea una ventaja, hoy, la verdad es que no está siendo ninguna ventaja, al contrario.
Contame cómo es el trabajo del laboratorio de energía sustentables, en qué están trabajando.
-Nosotros trabajamos en el desarrollo de materiales para distintos sistemas de baterías. Comenzamos trabajando más que nada con materiales para baterías de ion litio, de hecho hay una patente en el grupo en conjunto con Y-TEC, en el desarrollo de un material anódico para baterías de ion litio.
Ahora estamos trabajando con tecnologías pos ion litio que aún no son comerciales, se encuentran en desarrollo, pero que podrían dar baterías con hasta cinco veces más densidad de carga que las de ion litio, o sea, podríamos tener baterías que nos permitan usarlas cinco veces más antes de cargarlas, para decirlo en forma burda.
Nos dedicamos al desarrollo de ese tipo de materiales, al estudio de reacciones sobre el litio metálico que también se utiliza en baterías y que tiene muchos problemas por ser tan reactivo. Tenemos varios proyectos de colaboración con grupos en el exterior y dentro del país. En líneas generales, nos dedicamos a eso, sobre todo al estudio y desarrollo de materiales.
[mks_toggle title=»El Foro Interuniversitario del Litio» state=»open»]
Este Foro está integrado por científicos y científicas de diversas áreas y de las distintas líneas de investigación sobre Litio del país que se reúnen periódicamente para charlar en torno a la temática, poner en común los conocimientos y aportar al diseño de políticas públicas que permitan una gestión más soberana, respetuosa con las comunidades y el ambiente. Ante la pérdida de soberanía en todas las dimensiones, proponen “crear una empresa pública real, declarar al litio recurso estratégico, captar más renta, cuidar el ambiente, respetar los derechos comunitarios y conformar una comisión nacional del litio”.[/mks_toggle]
*1: UniLiB: Planta Nacional de Desarrollo Tecnológico de Celdas y Baterías de Litio.
*2: Los subsidios a los fósiles, informe de Guillermina French, integrante del Área de Investigación de FARN