El litio paso a paso: del Salar de Atacama a tu celular

¿Cómo la empresa Albemarle obtiene el litio desde el Salar de Atacama de manera natural y sustentable, sin usar agua ni electricidad? ¿Qué procesos de purificación debe pasar el litio ultra puro para ser exportado a fabricantes de baterías alrededor del mundo? ¿Cuáles son los desafíos de esta compañía clave para las comunicaciones y la electromovilidad en el siglo XXI?




Esas pequeñas cantidades de litio que todos tenemos en las baterías que hacen funcionar nuestros teléfonos celulares quizás hayan sido extraídas desde el Salar de Atacama, situado en la región de Antofagasta.

Este mineral es esencial para el desarrollo de las más grandes industrias en el planeta, las que fabrican smartphones, tablets, notebooks, el transporte eléctrico (buses y automóviles), hasta acumuladores de energía limpia y renovable de las plantas fotovoltaicas y eólicas.

En el Salar de Atacama es donde mayoritariamente se encuentra el litio presente en Chile, mezclado con otras sales que es preciso eliminar para alcanzar una pureza del 99,99% de litio, o carbonato de litio de alta pureza, conocido como grado batería.

Este carbonato de litio es un mineral que, al aplicársele electricidad, se aferra a esa energía y se carga positivamente. Si se quiere liberar esa energía solo hay que ponerlo junto a algo negativo para que la carga de electricidad fluya. La disposición positiva permanente del litio permite que se pueda recargar muchísimas veces.

¿Cómo se extrae? ¿Qué procesos de purificación tiene? ¿Qué se hace en el Salar y qué en la planta química La Negra, ubicada en las afueras de la ciudad de Antofagasta?

El country manager de Albemarle, Ignacio Mehech, nos explica -paso a paso- todos estos procesos y los desafíos que se ha impuesto la compañía.

En el Salar, todo el proceso de concentración de litio en la salmuera tarda alrededor de 18 meses, utilizando exclusivamente la energía del sol para la concentración y eliminación de impurezas.

Pero el primer paso es bombear, desde bajo la dura costra salina desde el núcleo del salar, la salmuera, que es 10 veces más salada que el agua de mar.

Albemarle tiene permitida la extracción de 442 litros por segundo de este compuesto, que es una concentración de sales diluidas, como sulfatos, cloruros, potasio, magnesio, boro y calcio.

“Para esta etapa no extraemos agua fresca ni la utilizamos en el proceso. Es importante aclarar esto, porque en la cuenca del Salar de Atacama no se mezclan la salmuera con el agua, pues tienen diferentes densidades y salinidad. Bajo la superficie del Salar está la salmuera, que no ha tenido nunca un uso alternativo, ni para agricultura ni mucho menos para beberla”, afirma el ejecutivo.

Antes de iniciar el proceso en la Planta Salar, la salmuera se preconcentra para asegurar que tenga litio en un 0,2%, que es una de las más altas cifras del mundo. Comparativamente, por ejemplo, la extracción en algunos salares de Argentina alcanza solo del 0,03% al 0,05% en su origen. O bien, comparado con el salar más grande del mundo, el Salar de Uyuni, en Bolivia, la concentración de litio del Salar de Atacama es tres veces mayor.

Luego se bombea la salmuera para ingresarla a un sistema de pozas (cada uno de los cinco sistemas de Albemarle tiene 15 pozas o piscinas), donde mediante un proceso natural de la concentración solar (no se usan compuestos reactivos ni agua), precipita la primera sal, que es la Halita (cloruro de sodio). Así, el litio en este punto sube entre el 0,3% o 0,5%.

Esta salmuera avanza a las pozas siguientes con el mismo proceso natural del Sol para que precipite la segunda sal, que es la Silvinita (cloruro de potasio), la que se traslada a la planta de Potasa.

Luego es el turno de la Carnalita de potasio (que es cloruro de magnesio y potasio hidratado), la que se lleva a la planta de Conversión para transformarla en Silvinita, y de ahí a la planta de Potasa.

El avance de la salmuera por los pozos o piscinas es constante, y corresponde el turno de la precipitación de la tercera sal, la Bischofita (cloruro de magnesio hidratado), la cual se drena para recuperar el litio remanente, el cual se regresa al sistema de pozas.

Y, por último, precipita la Carnalita de litio (cloruro, magnesio y litio), de la cual se recupera el litio mediante lixiviación, para luego devolverla a las piscinas.

“Lo relevante aquí es que lo único que utilizamos en todo este proceso es la concentración solar. Albemarle tiene derechos de agua fresca por 23,5 litros por segundo, un 0,5% del total de los derechos de agua fresca de la cuenca del Salar de Atacama, pero solo usamos nueve litros por segundo para la planta de Potasa y el lavado de equipos”, explica Mehech.

Luego de 18 meses en que la salmuera pasa de piscina en piscina, logra alcanzar una concentración de litio del 6 por ciento, que es almacenada en un reservorio final.

La purificación del litio

Posteriormente, se cargan los camiones aljibes que trasladan esta salmuera concentrada hasta el área industrial de La Negra, en Antofagasta, donde está ubicada la planta de conversión química del mismo nombre.

Una vez allí, y a través procesos químicos de purificación y conversión, se transforma esta salmuera concentrada en carbonato de litio, que es lo que finalmente se exporta en grado técnico, grado batería y cloruro de litio.

Ya en el complejo La Negra, lo primero que se hace con la salmuera proveniente del Salar es la extracción por solvente para eliminar el boro, para que el compuesto salino quede más refinado, con menos impurezas.

Luego se desarrolla el proceso para eliminar el magnesio, teniendo como resultado una salmuera ultra purificada, la que es ingresada a las plantas 1, 2 y 3 (recientemente inaugurada) para convertirla en cristales de carbonato de litio en su grado técnico (99 por ciento).

Pero para las baterías de ión litio es necesario un mineral aún más puro. Por eso, este litio al 99 por ciento pasa por un proceso de purificación con filtros y secado, para posteriormente volver a transformarlo en cristales de carbonato de litio (sin humedad) de alta pureza o grado batería (99,99 por ciento de litio).

Además, y conforme al alto estándar ambiental de Albemarle, se efectúa un riguroso monitoreo ambiental 24/7 en el Salar de Atacama, tanto hídrico como biótico, en toda la cuenca, no solo el área de producción. “La información es trascendental para estar atentos a todo lo que pueda ocurrir en el ecosistema. Queremos ser transparentes, porque así es como entendemos que debe ser nuestro actuar. Ser sostenibles no es una opción, es una obligación”, sostiene Mehech.

Los desafíos

En Albemarle afirman que tienen la gran responsabilidad de responder al aumento en la demanda mundial de litio con total sostenibilidad. “No hay otra opción y es nuestra convicción”, afirma el country manager de la empresa.

Es por ello que están en plena construcción de la iniciativa de Eficiencia de Recuperación de Litio en Planta Salar, que les permitirá aumentar su producción con la misma cantidad de salmuera autorizada, lo que refleja “nuestro compromiso de crecer con sostenibilidad”, afirma Mehech. Con una inversión proyectada de USD $150 millones, estará terminada en 2023. Se trata de un proceso tecnológico desarrollado para Albemarle por una empresa alemana y es el primero en el mundo de este tipo en una planta de producción de litio desde salmuera.

“Muy en simple, consiste en reprocesar la salmuera para rescatar más litio desde sales como la carnalita y bischofita. Es un nuevo paso en el proceso que lo hace mucho más eficiente. Esta iniciativa va de la mano también con la llegada este 2022 de energía renovable a Planta Salar, a través de la conexión al sistema eléctrico nacional, que se enmarca en el compromiso de seguir creciendo sin aumentar nuestra huella de carbono y llegar a la carbono neutralidad en 2050. Además, anunciamos recientemente el estudio de opciones para que a partir de 2026, la Planta de conversión La Negra solo use agua desalada”, dice Ignacio Mehech.

Otro de los grandes desafíos es la sostenibilidad. Albemarle inició el proceso para la certificación en el estándar más exigente de minería sustentable, cuyo nombre es Initiative for Responsible Mining Assurance (IRMA), una corporación especializada en la industria minera sustentable a nivel global.

“Hicimos un estudio para evaluar todos los estándares existentes en el mundo y optamos por el más exigente (tiene más de 800 requerimientos), que aplicaremos en el Salar de Atacama. Primero, hay un proceso de autoevaluación y luego comenzar las certificaciones que van por etapas. Ninguna empresa en el mundo se ha certificado en el 100 por ciento”, afirma el ejecutivo.

IRMA no certifica a la empresa, sino que certifica al sitio, en este caso, el Salar de Atacama, para luego continuar en las demás instalaciones de la compañía. En las fases de IRMA están involucrados las comunidades, trabajadores, sindicatos y la gerencia. Se audita de manera presencial, en el sitio, con entrevistas con todos los stakeholders.

“La voz válida no es solo la de Albemarle, los profesionales de IRMA lo corroboran todo. Es el estándar más transparente del mundo, y lo elegimos porque eso es lo que exige hoy en día la sociedad”, aclara Mehech.

Fabricación de baterías de ión litio

Una vez producido el carbonato de litio grado batería, que ya es un producto con alto valor agregado, viene el trabajo de las fábricas de baterías de ion litio (Li-Ion) existentes alrededor del mundo. Allí, para convertir el carbonato de litio en una batería, primero hay que “pegarlo” a algo negativo. Una de las formas es mezclar el litio con un disolvente hasta convertirlo en una tinta densa, que luego se vierte en una prensa parecida a una impresora industrial de papel.

Esta fina capa de “tinta de litio” se aplica sobre láminas de aluminio delgadas, porque mientras más fina, más se podrá apilar dentro de una batería; es decir, será más potente este cátodo.

Luego, se aprietan con una prensa potente hasta quedar más finas que un cabello humano. Y, por último, esta película superfina se une a cobre polarizado con grafito con carga negativa (que es el ánodo) en una bobinadora, hasta que se crea una célula de batería de ión litio superligera y potente.

Una vez cargada la batería, los iones irán de un lado para otro creando 3,8 voltios de energía. Si se juntan 84 de estas células se puede obtener la energía necesaria para mover un vehículo todoterreno, por ejemplo.

En un kilo de batería de ión litio se puede almacenar 150 vatios/hora de electricidad, lo que es el triple de lo que tiene una batería normal de plomo de un vehículo convencional.

El respeto por las comunidades atacameñas

“Catarpe es un valle mágico, muy especial para mí”, dice Mirta Solís Cenzano, presidenta de la comunidad indígena atacameña de Catarpe, una zona de 27 mil hectáreas situada a cinco kilómetros al norte del pueblo de San Pedro de Atacama, y lo cruza el río del mismo nombre. En este lugar se encuentran vestigios arqueológicos de un antiguo centro de administración Inca, donde se organizó la conquista del valle de Copiapó, un siglo antes de la llegada de los españoles.

Mirta Solís Cenzano, presidenta de la comunidad indígena atacameña de Catarpe.

La familia de Mirta siempre ha habitado en este lugar, un oasis con grandes chañares dando su sombra. Su abuela -relata- “antes de morir me hizo el encargo de cuidar el valle”. De ahí que su objetivo como dirigente indígena es mejorar la calidad de vida de su comunidad, dando un paso al desarrollo: “Nosotros, los que estamos en esta época, nuestra mejor calidad de vida significa tener agua potable, energía eléctrica, tener también un computador, y eso no quita que dejemos de ser indígenas. Esas cosas no estaban, y por eso la juventud emigra”.

Estos avances han sido posible gracias al diálogo entre Albemarle y las comunidades. Mirta se refiere al convenio suscrito en 2016 entre la compañía y el Consejo de Pueblo Atacameños, que reúne a 18 comunidades pertenecientes el Área de Desarrollo Indígena de Atacama la Grande, con una población aproximada de 6.500 habitantes. Se trata de un acuerdo voluntario, de propia iniciativa de la compañía estadounidense, mediante el cual la empresa dispone del 3,5 por ciento de sus ingresos anuales producto de la explotación del litio en la zona.

Estos recursos han permitido a las comunidades acceder a nuevos sistemas de agua potable, a la construcción de la primera planta fotovoltaica, la instalación de paneles fotovoltaicos en viviendas en el 50 por ciento de las comunidades, reduciendo la dependencia del diésel para los generadores. También se han otorgado 350 becas para estudiantes; la construcción de una planta de tratamiento de aguas residuales, y a la construcción de una sede comunitaria en Catarpe.

“La sede antigua era bastante chica, y ahí hacíamos nuestras reuniones y manifestaciones culturales. Pero en 2016 fue afectada por las lluvias y la crecida del río. Tuvimos que reunirnos en una sombrilla, pero hacía mucho frío en invierno, y mucho calor en verano”, cuenta Mirta.

Entonces, a partir de esa necesidad se fue gestando la idea de una nueva sede, pero mucho más amplia (650 metros cuadrados, dos pisos) y con las características adecuadas para soportar las inclemencias de las lluvias del verano y el frío del invierno.

“La comunidad estuvo de acuerdo y mediante el convenio con Albemarle pudimos levantar esta sede con recursos de tres años, pero sin dejar de implementar otros proyectos agrícolas, de energía y sociales”, señala la dirigenta de Catarpe.

“Si los recursos de la minería están acá, eso debe ser compartido, porque nosotros sentimos que estos territorios son nuestros”. Sobre el impacto en los hogares indígenas que representa, sostiene que “hemos hecho proyectos para, por ejemplo, tener energía solar a 220 voltios, que le permite a las familias tener un televisor y un refrigerador para conservar sus alimentos. Y eso es un gran desarrollo”, concluye Mirta Solís Cenzano.

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