El sistema científico local desarrolla líneas de investigación en torno al litio, un recurso clave de la transición energética. Desde la química hasta la antropología, pero también la ingeniería, la ciencia política y la biología, despliegan líneas de investigación sobre problemas tan diversos como el impacto socio-ambiental, los procesos de consulta y participación, los métodos de extracción, el reciclado de baterías y las nuevas combinaciones de materiales para sistemas de almacenamiento de energía más eficaces.
La expansión de la minería del litio plantea desafíos que están siendo abordados desde distintas disciplinas científicas. Desde la química a la antropología, pero también la ingeniería, la ciencia política y la biología, despliegan líneas de investigación sobre problemas tan diversos como el impacto socio-ambiental, los procesos de consulta y participación, los métodos de extracción, el reciclado de baterías y las nuevas combinaciones de materiales para sistemas de almacenamiento de energía más eficaces.
En este informe elaborado por EconoJournalse destacan algunos de los proyectos que hoy se están desarrollando en las universidades e institutos de investigación públicos del país.
Cambio de combinación para almacenar energía
El agregado de valor local está presente en varias líneas de trabajo alrededor del litio. Desde la química y la ingeniería, entre otras disciplinas, grupos de investigación del Conicet y las universidades nacionales de Jujuy (UNJu), La Plata (UNLP), San Luis (UNSL) y Buenos Aires (UBA), se enfocan en sistemas almacenamiento de energía, reciclado y procesos de extracción. En este último caso, en el INQUIMAE de la UBA se llevaron adelante las investigaciones que condujeron al desarrollo de un sistema de extracción directa de litio basado en procesos electroquímicos que fue patentado y el año pasado llevó a la creación de la startup Litiar.
La búsqueda de soluciones de almacenamiento más eficientes es un eje de trabajo que lleva adelante Mariela Ortiz, doctora en Ingeniería de Materiales y responsable del grupo Conversión y Almacenamiento de Energía del Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA) de la UNLP, que fue creado en 2011 para estudiar y desarrollar baterías de ion-litio.
Como estos dispositivos “tienen una densidad de energía muy baja, el desafío fue mejorar los materiales que están dentro para obtener, en un mismo sistema, más energía”, explica Ortiz. Junto con ese reto, también se proponen “valorizar otros insumos y minerales que hay en el país para adaptarlos e incorporarlos a la tecnología de baterías”. Si bien hacen investigación básica, “siempre apostamos por la aplicación”, advierte.
Este campo de estudio está migrando hacia las baterías en estado sólido, “que es una tecnología más avanzada y segura”, apunta Ortiz. De hecho, hoy trabajan con un equipo de la Universidad Tecnológica Nacional especializado en materiales polímeros para investigar sobre el desarrollo de electrolitos sólidos poliméricos que puedan emplearse en baterías.
Otra área de estudio son los nuevos materiales para acumular energía. “Cuando hablamos de almacenamiento en litio, hay una tecnología concreta y comercial, en el mercado desde los ’90, que es la de ion-litio; pero hay otras combinaciones posibles, como litio-azufre y litio-aire, que aún requieren investigación”.
Esas dos combinaciones “tienen, teóricamente, una densidad de energía hasta 10 veces más grande que la de ion-litio”, afirma Ortiz. “Si el sistema funcionara como la teoría dice y si los problemas intermedios se pudieran solucionar, podríamos aumentar en un factor de 10 la capacidad de energía para almacenar. Y con insumos menos contaminantes, más económicos y que están distribuidos en todo el territorio. Así se revalorizarían otros minerales que no hoy no están tan auge. Sería una tecnología muy versátil y competitiva para adaptarse a demandas y sistemas que requieran más energía, y podría convivir con otras soluciones de almacenamiento dado que responden a distintas necesidades”.
Reciclado, extracción y economía circular
En el Instituto de Investigación en Tecnología Química (INTEQUI), de la UNSL-Conicet, investigan sobre métodos extractivos de litio más económicos y sustentables, que consumen menos energía y emplean reactivos más amigables con el ambiente. Bajo este marco de trabajo avanzaron en el desarrollo procesos que permiten separar y recuperar selectivamente los metales que integran las baterías de ion-litio con el objetivo de que puedan ser reutilizados en procesos productivos. Han obtenido dos patentes y se realizaron publicaciones en revistas científica internacionales.
Respecto a los métodos de extracción que permiten el reciclado de metales estratégicos, trabajan sobre las baterías de ion-litio de dispositivos electrónicos y vehículos eléctricos. Una vez que las baterías terminan su ciclo de vida útil, pueden acumularse como residuos. “Si no se tratan adecuadamente, tienen metales como cobalto y níquel que pueden afectar al suelo y pasar a las napas freáticas”, explica Lucía Barbosa, doctora en química del INTEQUI. “Pero al mismo tiempo, son metales de interés y valor económico que conviene recuperar antes de que sean desechados, para recircularlos y que se incorporen en la cadena de valor”, completa. Y agrega que el litio que se recupera “no solo puede volver a usarse en baterías, sino también otras industrias, como la cerámica y del vidrio”.
Sus estudios avanzaron sobre un proceso de extracción y recuperación de litio (carbonato de litio) y de cobalto (óxido de cobalto) a partir de los componentes de baterías agotadas. “Este método, basado en un proceso de ‘carboreducción’, utiliza reactivos de bajo costo y se ha desarrollado a escala de laboratorio con pequeñas cantidades, por lo que faltaría probar su escalabilidad, primero, en una planta piloto para seguir avanzando”, expresa. Sin embargo, advierte que a una escala mayor se debería optimizar la cantidad de agua que se emplea para separar los dos compuestos.
En el INTEQUI realizan esta investigación sobre baterías de autos tipo LFP que, además de litio, tienen hierro y fósforo. Son dispositivos en desuso que la fabricante de vehículos eléctricos Coradir les provee a través de un convenio. “Ese tipo de baterías se pueden tratar sin problemas para separar y recuperar los distintos componentes, no solo litio. También hemos trabajado con baterías de celulares que estaban bastante dañadas y, aun así, pudimos separar el material catódico para recuperar litio y cobalto”. Este método es efectivo para recuperar los metales de baterías en cualquier estado, “aunque se justifica hacerlo cuando están agotadas”.
La comunidad local en perspectiva
El impacto de la minería en las comunidades locales se aborda desde diferentes disciplinas. En abril pasado, la doctora en ciencias biológicas Andrea Izquierdo, del Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal de la Universidad Nacional de Córdoba-Conicet, obtuvo el premio internacional “Frontiers Planet” del que participan científicos especializados en temas ambientales. Fue reconocida por una investigación que analiza cómo el conocimiento local y de los pueblos originarios puede integrarse y contribuir a los marcos globales de sustentabilidad que se consideran en los estudios de impacto ambiental para la extracción de litio.
A través de una metodología que combinó el relevamiento de bibliografía científica y encuestas a habitantes de localidades de Catamarca, Jujuy y Salta sobre sus saberes y valores, Izquierdo propuso una serie de indicadores para medir el impacto socio-ambiental de la minería que incorporan la perspectiva, conocimiento y preocupaciones de las poblaciones cercanas a los yacimientos.
Desde otra disciplina, Mariano Novas, doctor en ciencia política del Instituto de Investigaciones Políticas de la Universidad Nacional de San Martín-Conicet, estudia los conflictos socio-ambientales, las políticas públicas vinculadas a los recursos naturales no renovables (como la minería metalífera y no metalífera), y los procesos de participación ciudadana. Esto, en el marco “del contexto más amplio de expansión global de las cadenas de suministro vinculadas al litio y al cobre, y una gran demanda industrial sobre estos insumos”, precisa Novas. “La Argentina tiene un rol preponderante en esa discusión porque posee grandes yacimientos de ambos minerales”, completa.
En particular, plantea que la irrupción del régimen del RIGI, con el esquema de estímulos a la actividad, “reconfiguró la gobernanza y se está yendo a una gran velocidad con la explotación de estos recursos”. Este escenario “abre una discusión en términos de qué sucede en las comunidades y las asambleas de vecinos, o cómo se van a gestionar los conflictos”, se pregunta. Y agrega que, mientras las inversiones se aceleran, “no hay tantas capacidades institucionales, o las instituciones no están avanzando a la misma velocidad para gobernar sus impactos en el territorio; es decir, cómo se van a extraer esos recursos y el impacto, por ejemplo, en la cantidad y calidad del recurso hídrico”.
Al respecto, enfatiza que las provincias están dando respuestas muy diferentes a estas cuestiones. Novas pone el acento sobre las debilidades que suelen tener dos aspectos clave: las audiencias públicas y el acceso a información sobre los estudios de impacto.
En el primer caso, destaca que las instancias de participación suelen ser tomadas como meros “actos administrativos”, donde las comunidades se enteran tarde y tienen muy poco tiempo –minutos- para intervenir. Además, la “calidad de esa conversación pública es muy baja, no es significativa”, sobre todo si se tiene en cuenta que el proyecto minero será su vecino por 30 años. “Debería haber un diálogo entre las partes sobre cuestiones como el empleo y su calidad, qué a va pasar con los proveedores, cómo afectará al agua, la infraestrucra. Hay un gran déficit, todavía, en la generación de consensos y en la construcción territorial”, indica Novas. “Y es un aspecto a mejorar”.
En el segundo caso, Novas apunta que la disponibilidad de la información sobre los estudios de impacto ambiental suele tener déficits. De su trabajo de campo surge que “los informes no siempre están accesibles, suelen ser extensos y complejos, o con información poco clara y sin explicar, con lo que se pone en duda que las comunidades que viven en el área de influencia los puedan comprender”. Además, “se suelen enterar tarde”.
El acceso al agua
El impacto en las comunidades locales y en los recursos hídricos que tienen las tecnologías y actividades económicas vinculadas a la transición energética, como la minería, es una de las líneas de trabajo del Grupo de Estudios e Investigaciones Socio-Ambientales (GEISA) del Instituto de Investigaciones en Energía No Convencional de la Universidad Nacional de Salta-Conicet, cuyo responsable es el doctor en Ciencias Ambientales Lucas Seghezzo.
Especialista en evaluación socio-ambiental y de sustentabilidad de los sistemas de gestión del agua, el año pasado Seghezzo publicó un artículo de investigación sobre el impacto de la extracción del litio en un ecosistema árido como el de la Puna utilizando indicadores de huella hídrica. “Se trata de una medida de la cantidad de agua que se utiliza en todo un proceso industrial o productivo por unidad de producto, tonelada, kilo, etc.”, define.
Mediante la aplicación de una compleja metodología, el objetivo fue estimar el consumo de agua dulce y de salmuera en dos grandes proyectos mineros de litio que emplean distintos métodos de extracción: evaporación convencional y extracción directa. Mientras en el primer caso se calculó un consumo total de 51 metros cúbicos (51.000 litros) de agua por tonelada de producto, en el segundo fue de 135,5 (135.500 litros). “Para dimensionar el impacto, el consumo de agua dulce en el primer caso equivale al consumo anual de más de 30.000 personas, que representa por ejemplo 15 veces la población de la localidad de Susques –describe Seghezzo-. El otro proyecto equivale al consumo de agua de una ciudad de 141.000 personas, que representa 70 veces la población de Antofagasta de la Sierra”.
“El uso del recurso hídrico tiene un equivalente poblacional alto. Y en un año seco puede llevarse toda la recarga de agua, que es la cantidad que ingresa en un ciclo determinado y desempeña funciones ecológicas importante”, observa el investigador. “Este tipo de comparaciones son interesantes para promover la discusión y darle al uso del agua la magnitud que realmente tiene –agrega-. La recomendación principal es que se tengan en cuenta estos indicadores y estudios con evidencia científica como una fuente de información para la toma de decisiones”.
El grupo que dirige Seghezzo también ha integrado un enfoque multidisciplinario para abordar el impacto social, en las comunidades locales, de las actividades extractivas vinculadas a la transición energética. Bajo esa perspectiva, en el GEISA se han desarrollado estudios etnográficos que incorporan la categoría de “justicia ambiental” para comprender no solo cuáles son las tensiones y las demandas –de empleo, reconocimiento, infraestructura, transparencia de la información y acceso al agua- de las comunidades, sino también las formas de participación y las estrategias de micro política que llevan adelante para incidir en la distribución de beneficios