El desarrollo de la industria nacional del litio es muy relevante: el litio y sus derivados son necesarios para la producci贸n de bater铆as, componente central de los veh铆culos el茅ctricos, dispositivos m贸viles y sistemas de respaldo el茅ctrico; tambi茅n para el desarrollo de aleaciones en las industrias aeron谩uticas y aeroespacial, la producci贸n de medicamentos para el tratamiento de enfermedades mentales y para la fusi贸n nuclear, la cual produce hasta siete veces m谩s energ铆a que la obtenida mediante la quema de combustibles f贸siles. Sin embargo, actualmente existen varios desaf铆os tecnol贸gicos para asegurar su desarrollo sostenible en armon铆a con las comunidades, como tambi茅n su sofisticaci贸n para alcanzar un mayor valor agregado.

El desarrollo sostenible se basa en el concepto de sostenibilidad, que estudia las interacciones entre los sistemas naturales y sociales, as铆 como el efecto de esas interacciones y el desaf铆o que significan para el desarrollo. Adem谩s, esta tiene el prop贸sito de cubrir las necesidades de las generaciones presentes y futuras, considerando el equilibrio entre los aspectos medioambientales, sociales y econ贸micos, para la transici贸n del modelo de econom铆a lineal al de econom铆a circular y socialmente justa.

Por otra parte, ante el aumento de la demanda de estos compuestos, principalmente asociado a la electromovilidad, y el incremento de la producci贸n e ingreso de nuevos productores al mercado mundial del litio, existe una urgencia de mantener la relevancia del pa铆s como productor de compuestos de litio (carbonato de litio e hidr贸xido de litio). Chile ocupa el segundo lugar en esta industria a nivel mundial.

La demanda del litio, seg煤n una proyecci贸n de Cochilco en 2021, aumentar谩 de 323 kt. LCE (kt. LCE: kilotoneladas M茅tricas en su Equivalente a Carbonato de Litio) en 2019 a 2.114 kt. LCE en 2030. Respecto a su precio, seg煤n datos de CENDA, en Chile el valor del carbonato de litio grado bater铆a aument贸 de 9.410 US$/tonelada a 39.283 US$/tonelada, entre los a帽os 2019 y 2022, siendo las ventas de carbonato de litio en 2022 de 7,763 US$ mil millones, es decir, un incremento de 777% en comparaci贸n a 2021, y representando un ingreso para el fisco de US$ 5 mil millones, que equivale al 1,6% del PIB de ese a帽o.

En el caso de los otros productores de litio, por ejemplo, Argentina proyecta que en los pr贸ximos a帽os su capacidad total de producci贸n sea mayor a 475 kt LCE en el caso de que se completen sus construcciones en marcha, las ampliaciones de las operaciones y se siga en proyectos en factibilidad, seg煤n inform贸 a Infobae la secretaria de Miner铆a de Argentina, Fernanda 脕vila.

Actualmente, los compuestos de litio, carbonato de litio e hidr贸xido de litio, se obtienen a partir de las salmueras del Salar de Atacama. Las salmueras son soluciones acuosas que contienen especies qu铆micas de litio, boro, sodio, potasio, magnesio, azufre, cloro, entre otros. Estas salmueras se extraen de los acu铆feros del salar y se bombean a piscinas abiertas al aire para su concentraci贸n en litio y separaci贸n de otras sales. Para este fin se evaporan por acci贸n de la radiaci贸n solar hasta el 90% del contenido original de agua. Las salmueras concentradas en litio posteriormente se someten a procesos de separaci贸n y purificaci贸n para obtener carbonato de litio o hidr贸xido de litio. Se estima que para la producci贸n de cada tonelada de carbonato de litio se evaporan entre 100 a 800 m³ de agua, por lo tanto, existen preocupaciones acerca de la sostenibilidad de estos procesos. Adem谩s, el proceso de concentraci贸n de las salmueras toma entre 10 a 24 meses, lo que implica un desaf铆o para responder a los cambios a corto plazo en la demanda.

En este sentido, la Estrategia Nacional del Litio anunciada por el Presidente de la Rep煤blica considera lineamientos para abordar los desaf铆os mencionados. Siendo aspectos importantes el uso de nuevas tecnolog铆as para la extracci贸n directa de litio (DLE) para minimizar el impacto sobre los salares, la promoci贸n de la investigaci贸n y cuidado de los salares, el desarrollo en armon铆a con las comunidades cercanas, y la producci贸n de productos de litio con valor agregado, con una fuerte innovaci贸n cient铆fica y tecnol贸gica para alcanzar la sofisticaci贸n, diversificaci贸n y sostenibilidad.

Las tecnolog铆as de extracci贸n directa de litio permiten la recuperaci贸n de litio de las salmueras sin evaporar grandes cantidades de agua, reducen el tiempo de concentraci贸n y presentan mayores eficiencias de recuperaci贸n y pureza que el m茅todo de evaporaci贸n. Son aplicables para salmueras menos concentradas en litio y en regiones que no son 谩ridas, tal como el Salar de Atacama. Adem谩s, la salmuera residual podr铆a ser reinyectada a los acu铆feros para su recarga. Existen varias tecnolog铆as de extracci贸n directa, por ejemplo, las resinas de intercambio i贸nico, extracci贸n l铆quido-l铆quido, m茅todos electroqu铆micos, m茅todos de membrana, de precipitaci贸n directa y procesos asistidos t茅rmicamente. Sin embargo, la implementaci贸n de estas tecnolog铆as a escala industrial implicar铆a varios desaf铆os relacionados al preprocesamiento de las salmueras para el uso de las DLE, su eficiencia, los consumos de agua y energ铆a, y los costos de operaci贸n para mantener o aumentar la productividad comparada con los procesos actuales; as铆 como tambi茅n es necesario determinar los impactos ambientales de la reinyecci贸n de la salmuera residual en los acu铆feros de los diferentes salares y su biodiversidad, en Chile existen m谩s de 60 salares y lagunas salinas.

Por otra parte, para la producci贸n de productos de litio con valor agregado es muy importante, seg煤n datos de CORFO, la manufactura de componentes activos e inactivos para bater铆as incrementar铆a en cuatro veces el valor en comparaci贸n al obtenido del procesamiento de compuestos de litio. Este incremento de valor aumenta si se produjeran celdas de bater铆as en 14 veces, ensamblaran bater铆as con control t茅rmico y de carga el茅ctrica en 20 veces y realizando la integraci贸n de la cadena de valor a veh铆culos el茅ctricos en 100 veces. Para este fin, se requiere entender la tecnolog铆a actual y tambi茅n desarrollar nuevas tecnolog铆as. Por ejemplo, para la producci贸n de bater铆as es necesario conocer la ciencia y tecnolog铆a involucradas en la producci贸n de sus componentes principales (谩nodo, c谩todo, separador y electrolito) y sus sistemas de control t茅rmico y el茅ctrico. Tambi茅n, es necesario el conocimiento e investigaci贸n de las nuevas tecnolog铆as y desarrollos de bater铆as, como son las bater铆as de litio-Aire y las de estado s贸lido, y el segundo uso y su reciclaje. Siendo necesario un fuerte apoyo para el establecimiento de capacidades habilitantes, investigaci贸n, desarrollo e innovaci贸n (I+D+i) y la formaci贸n de capital humano avanzado.

Adem谩s, se debe considerar que en ambos casos, la implementaci贸n de las tecnolog铆as de extracci贸n directa y la producci贸n de productos de litio con valor agregado, se requerir谩 una fuerte inversi贸n econ贸mica.

Por lo tanto, la Estrategia Nacional de Litio aborda pilares fundamentales para proyectar a Chile como el primer productor mundial de litio y adem谩s el avance hacia una industria de mayor valor agregado en forma sostenible. Sin embargo, es muy relevante que la generaci贸n de ciencia y tecnolog铆a sean actores centrales, porque estas contribuyen a la toma de decisiones t茅cnicas, econ贸micas, ambientales y sociales. Para ese fin es necesario que se provean de los medios para ampliar las capacidades habilitantes de I+D+i y formar capital humano avanzado, asegurando a la vez un fuerte nexo con el sector industrial para la aceleraci贸n de la transferencia y adaptaci贸n tecnol贸gica.

Wilson Alavia
Acad茅mico
Facultad de Ingenier铆a de la Universidad Alberto Hurtado