La UNLP tras un futuro sostenible para el litio argentino

La creciente demanda global de litio, impulsada por la revolución de los vehículos eléctricos y la electrónica de consumo, ha posicionado a este mineral como un recurso estratégico.

Sin embargo, su obtención, particularmente mediante la prometedora tecnología de Extracción Directa de Litio (DLE), conlleva una serie de retos ambientales, operativos y económicos que requieren soluciones urgentes.

Para abordar estos complejos desafíos, investigadores del grupo SUNSET del Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA) dependiente de la Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad Nacional de La Plata y del CONICET, en colaboración con la empresa Tercer Elemento S.R.L., se posicionan a la vanguardia con un proyecto que busca optimizar la reinyección de salmueras depletadas.

“El problema central radica en el gran volumen de salmuera depletada que genera el proceso DLE. Actualmente, esta salmuera debe ser tratada y evaporada en vastas piletas superficiales, lo que no solo implica un costo elevado y una complejidad operativa considerable, sino que también genera un impacto ambiental significativo. Estas piletas demandan grandes extensiones de terreno, consumen una cantidad sustancial de energía para la evaporación y, en muchos casos, conllevan una pérdida irrecuperable de agua dulce por evaporación en climas áridos”, detalló el Dr Lisandro Giovanetti, director del proyecto.

Más allá de la gestión de la salmuera post-extracción, la remoción de grandes volúmenes de salmuera de los salares genera una serie de alteraciones en el subsuelo y el ecosistema circundante. Se producen cambios fisicoquímicos en los cursos de agua subterráneos, tanto dulces como salobres, afectando la disponibilidad y calidad del recurso hídrico, vital para las comunidades locales y la biodiversidad. Estas alteraciones también impactan directamente en el ecosistema y su biodiversidad, modificando hábitats y afectando especies. Además, la disminución de la presión poral en la cuenca, producto de la extracción, puede provocar subsidencia del terreno, comprometiendo la estabilidad geológica y disminuyendo la productividad a largo plazo del yacimiento.

Es imperativo considerar alternativas operativas que permitan mitigar estos efectos y, idealmente, lograr un circuito cerrado en la metodología DLE. Un enfoque de este tipo no solo optimizaría la producción de litio, sino que también aseguraría la sostenibilidad ambiental y social de una industria clave para la transición energética global.

Reciclar es la tarea

Conscientes de esta problemática, el equipo de investigadores del INIFTA-CONICET-UNLP en colaboración con la empresa Tercer Elemento S.R.L., han puesto en marcha un ambicioso proyecto para optimizar el proceso de reinyección de salmueras depletadas de litio en los reservorios de salar. El objetivo es lograr un “reciclaje de salmuera” que permita establecer un circuito cerrado en la metodología DLE.

“Este trabajo busca desarrollar un nuevo servicio basado en el análisis de la interacción entre la roca del reservorio del pozo sumidero (roca de PS) y la salmuera a inyectar. Al integrar esta información con datos hidro-geomorfológicos, se podrá modelar y prever el comportamiento del pozo sumidero. La optimización de este proceso no solo reducirá el impacto ambiental, sino que también generará beneficios económicos y sociales significativos para la industria del litio”, detalló el responsable del proyecto.

La ciencia detrás de la solución

El trabajo del INIFTA se centrará en:

Simulación de Condiciones Reales: Utilizarán una celda de confinamiento que simula las condiciones de presión y temperatura del reservorio para estudiar la interacción entre la roca de PS y la salmuera. Esta celda se encuentra en etapa de desarrollo con la colaboración del personal de los talleres de mecanizado y electrónica el INIFTA.

Análisis Avanzado de Materiales: Antes y después de los ensayos, caracterizarán la roca del reservorio utilizando técnicas de vanguardia como la difracción de rayos X, fluorescencia de rayos X y microscopía electrónica de barrido, complementadas con una interpretación geológica detallada.

Caracterización de Fluidos: Analizarán fisicoquímicamente la salmuera a inyectar (incluyendo la salmuera depletada, fluidos y aditivos de perforación) y el fluido resultante del ensayo, utilizando técnicas como ICP-MS/OES.

Integración de Datos para la Predicción: La combinación de toda esta información permitirá prever el comportamiento del reservorio sumidero, ofreciendo datos cruciales a los operadores del yacimiento para optimizar la reinyección de salmuera y lograr el anhelado circuito cerrado.

El INIFTA cuenta con equipos de última generación, como el espectrómetro RXAS de Rigaku (el único en el mercado para experimentación in-house con absorción de rayos X), y una vasta experiencia de más de 20 años en el uso de grandes facilidades experimentales internacionales en laboratorios de sincrotrón  como ALBA, ALS Sirius y SLS, entre otros.

“El grupo de trabajo del INIFTA cuenta con equipamiento de gran porte y una experiencia consolidada en la caracterización de materiales, lo que es esencial para desentrañar las complejas interacciones entre la roca del reservorio y la salmuera. Entre sus activos más destacados se encuentra el espectrómetro RXAS de Rigaku. Este equipo es único en el mercado para la experimentación in-house con absorción de rayos X, lo que confiere al INIFTA una ventaja significativa. Específicamente para este proyecto, se utilizará su capacidad para la detección de fluorescencia de rayos X mediante. El detector empleado permite medir en el rango de energía necesario para la detección y cuantificación de elementos presentes en la salmuera y la roca con límites de detección cercanos a las partes por millón (ppm). La posibilidad de variar la energía de excitación de forma controlada permitirá, además, realizar estudios en función de la profundidad de penetración, obteniendo información crucial sobre cómo la salmuera interactúa con la matriz rocosa a diferentes niveles”, explicó el científico de la UNLP

Impacto y proyecciones

Este proyecto representa una innovación genuina y aplicable al contexto local y global de la producción de litio. No solo busca mejorar la tecnología DLE para un circuito cerrado con reinyección adecuada de salmuera, sino que también es aplicable a futuros desarrollos en salares de la provincia de Buenos Aires (como Carmen de Patagones, Trenque Lauquen, Médanos, Benito Juárez, entre otros), así como en el resto de Argentina y otros países que utilicen la metodología DLE.

Los resultados esperados son transformadores:

Aplicación Directa en la Industria: La mejora de la metodología DLE será adoptada directamente por empresas operadoras de litio en Argentina, quienes ya han manifestado su interés.

Desarrollo de Nuevos Servicios: Se generarán servicios y tecnologías innovadoras en el sector productivo de la provincia de Buenos Aires, aumentando la facturación de las partes involucradas.

Impacto Económico y Ambiental: La optimización del proceso productivo disminuirá los costos para las empresas y, fundamentalmente, reducirá el impacto ambiental de la actividad.

“Este proyecto no solo aborda un problema crítico en la producción de litio, sino que también posiciona a la ciencia y la tecnología argentina a la vanguardia de soluciones sostenibles para una industria en constante crecimiento”, concluyó Govanetti.

Este trabajo está financiado principalmente a través de un proyecto FITBA (2024-155) otorgado por el ministerio de Producción, Ciencia e Innovación Tecnológica, a través de la subsecretaría de Ciencia, Tecnología e Innovación de la Provincia de Buenos Aires.

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