Detrás de la Ciencia – Litio, energía y mucho más.

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Por: Dr. Iván Martínez Duncker

Ha causado revuelo el reciente avance en la implementación de un proyecto minero en Sonora por parte de la empresa Bacanora Minerals llamado “Litio Sonora” y que ha revelado en esta región uno de los principales yacimientos mundiales de litio. En México aún no se realiza la explotación de litio, por lo que este proyecto anticipa un pronto ingreso al mercado de exportación de dicho metal. Esto es una gran noticia para la economía regional y nacional, pero es necesario compartirles algunas consideraciones.

En el reporte de la Secretaría de Economía 2018 “Perfil de mercado de litio”, se indican los usos de este metal que lo posicionan con un alto valor tecnológico: “El principal uso del litio en México y en el mundo es en la manufactura de baterías, con el 39%; cerámica y vidrio, el 30%; grasas lubricantes, 8%; polvos fundentes de fundición en continuo y producción de polímeros, 5%; tratamiento del aire, 3%; y otros usos, el 10%.”. Agregado a su utilidad, la demanda mundial de litio está aumentando rápidamente, llevando a los países desarrollados a establecer estrategias geopolíticas para asegurarlo y garantizar el desarrollo tecnológico que depende de su suministro. Esto ha causado una fuerte influencia de potencias como China y Estados Unidos en los países que tienen yacimientos de litio como Australia, Bolivia, Chile, Argentina y México. De hecho, la intersección entre Chile, Bolivia y Argentina forma el “triángulo del litio”, el cual se cree que contiene el 75% de las reservas mundiales.

China tiene el objetivo estratégico de convertirse en el principal productor de vehículos eléctricos, por lo que ha priorizado asegurar su capacidad para producir baterías de litio, que sirven como fuente de energía para dichos vehículos. Se estima que alrededor de la mitad de la producción de litio mundial es controlado por China, lo que representa un 60% de la capacidad para producir baterías de litio. Por supuesto, países como Estados Unidos saben que es necesario contrarrestar la fuerza de China para garantizar la independencia en la producción de vehículos eléctricos. Incluso se comenta que el reciente golpe de estado en Bolivia fue impulsado por este tipo de intereses para apropiarse de sus grandes reservas de litio (entre otras riquezas) y contrarrestar el creciente aseguramiento de China de importantes yacimientos bolivianos.

¿Qué es el litio? Es un metal creado en los primeros minutos del “Big Bang” junto con el hidrógeno y el helio; forma el 0.005% de la corteza terrestre y sólo se encuentra en forma de compuestos, es decir combinado con otros elementos. Fue descubierto en 1817 por el químico sueco August Arfvedson como un elemento del mineral petalita (LiAl(Si2O5)2). La petalita fue descubierta en 1800 por el químico brasileño José Bonifácio de Andrada e Silva. Arfvedson y el químico Barón Jöns Jacob Berzelius con quien trabajaba, nombraron al nuevo elemento “lition”, del griego que significa piedra. El aislamiento del litio, es decir su obtención separada de cualquier otro elemento fue realizada en 1821 por los químicos ingleses William Thomas Brande y Sir Humphry Davy a través de la electrólisis (un proceso mediante el cual se separan elementos empleando corriente eléctrica) de otro compuesto de litio llamado óxido de litio.

El litio es el menos denso de los metales, puede flotar en agua y sometido a altas presiones es un superconductor (capacidad de transmitir energía eléctrica sin resistencia y sin pérdida de energía). Es el metal alcalino más polarizante y electronegativo, permitiendo que acumule energía muy eficientemente. Estas características lo han hecho muy útil para distintas aplicaciones, les comentaré algunas.

Baterías de litio. El litio se emplea como ánodo en baterías eléctricas, liberando energía al desplazarse al cátodo y regresando al cargar. Las baterías de litio tienen la capacidad de generar un alto voltaje y carga. Fue en 1972 que el químico británico Stanley Whittingham desarrolló la primera batería de litio recargable, pero fue hasta 1991 que Sony comercializó la primera batería. Las baterías de litio están en sus celulares y laptops, pero también en los autos eléctricos. El Banco Goldman Sachs ha denominado el litio la “nueva gasolina” por ser clave para el desarrollo de la industria de vehículos eléctricos. La batería en un auto Tesla Modelo S contiene aproximadamente 12 kg de litio.

Lubricantes. Las grasas a base de estearato de litio tienen propiedades lubricantes y de impermeabilidad en un amplio rango de temperaturas, se adhieren bien al metal y no causan corrosión, siendo utilizadas en distintas aplicaciones desde cosméticos hasta transportes civiles y militares.

Refrigerantes. Por su elevado calor específico, el litio se emplea principalmente en forma de bromuro de litio en aplicaciones de transferencia de calor, particularmente para su uso como refrigerante en un sistema llamado de absorción, donde el litio absorbe el vapor de agua.

Resistencia de materiales. Al añadir carbonato de litio a vidrios y cerámicas, los hace más fuertes y reduce la probabilidad de que se revienten a altas temperaturas. Su efecto es disminuir el punto de fusión y el coeficiente de expansión térmica de los materiales.

Salud. El carbonato de litio es utilizado desde 1949 para tratar el trastorno bipolar, una enfermedad psiquiátrica causada por una alteración en los niveles de distintos neurotransmisores (moléculas que permiten transmitir información entre neuronas o entre neuronas y otros tipos de células) y la sensibilidad a ellos. El litio actúa en las neuronas para restaurar un balance normal de estos neurotransmisores.

Industria Aeroespacial. Los seres vivos producimos dióxido de carbono (CO2) como resultado de nuestro metabolismo, afortunadamente este gas no alcanza niveles tóxicos en el aire gracias a que las plantas lo utilizan en la fotosíntesis para obtener energía (glucosa) y producir oxígeno. Pero imagínense que pasa en una nave espacial donde el CO2 se acumula en el aire. Pues para poder deshacerse del CO2, el aire de la nave pasa a través de un contenedor donde el CO2 se combina en una canastilla con hidróxido de litio (LiOH) para formar carbonato de litio (Li2CO3) y agua en la siguiente reacción:  2LiOH + CO2 + -> Li2CO3 + H2O. Posteriormente, la canastilla con carbonato de litio es eliminada y reemplazada por una nueva. Otras aplicaciones del litio incluyen la fabricación de aleaciones con aluminio para fabricar piezas de aviones ultraligeras y altamente resistentes a la corrosión, así como en reactores de fusión nuclear y aditivos para combustibles de cohetes.

¿Riesgos Ambientales? Las principales fuentes de litio son el mineral espomudeno, obtenido de las rocas, y el litio que se encuentra en depósitos de agua salina subterránea (salmuera) y que representa la principal fuente actual de extracción de litio. Una tercera fuente minoritaria es la arcilla con litio, que es el tipo de fuente que se explotará en Sonora a cielo abierto.

Los procesos de extracción a partir de estas fuentes acarrean riesgos ambientales, pudiendo exponer al medio ambiente los contenidos tóxicos de las minas y los químicos que se emplean y producen durante la extracción. En el caso de la salmuera, se requiere extraer aproximadamente 2,000,000 de litros de agua del subsuelo para obtener una tonelada de litio, lo cual consume gran parte del agua de las regiones de extracción, afectando seriamente los procesos agrícolas. Por estas razones es muy importante que exijamos que las actividades mineras se realicen con las más altas medidas de protección ambiental.

¿Qué pasará en México? Desafortunadamente, por ser un país rezagado tecnológicamente, requerimos de empresas extranjeras para extraer litio. En esta tarea se encuentra la empresa Bacanora Lithium, una empresa canadiense, en asociación con Ganfeng Lithium, una empresa líder mundial china con vasta experiencia en la extracción de litio. Bacanora Lithium es dueña de diez concesiones que cubren aproximadamente 100,000 hectáreas en Sonora, siete de las cuales forman el “Proyecto Litio Sonora”.

Ahora bien, el gobierno mexicano no sólo debe limitarse a cobrar impuestos a las empresas por las ganancias que obtendrán, sino que también tiene que impulsar una industria nacional que permita utilizar el litio para fortalecer la soberanía energética y tecnológica. De otra forma, tendremos el litio, pero no el control que este garantiza sobre el desarrollo y el futuro tecnológico, lo cual sería absurdo.

 

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