CIENCIA. Minería de litio: el elevado coste oculto de la tecnología renovable

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En paralelo con la reciente declaración del gas natural y la energía nuclear como "sostenibles" medioambientalmente, resulta que la extracción de salmuera de litio es cualquier cosa menos "verde".

Investigadores de la Universidad de Massachusetts Amherst (UMass) y la Universidad de Alaska (UAA) Anchorage han publicado un nuevo análisis innovador sobre el impacto ambiental de la extracción de salmuera de litio . El nuevo estudio, el primero en tener en cuenta completamente el impacto hidrológico de la extracción de litio, es una visión interesante del "costo oculto" de las tecnologías renovables que utilizan el litio como materia prima. El estudio completo se puede encontrar en la revista Earth's Future .

El nuevo estudio proporciona una visión muy interesante de los procesos detrás de la extracción de litio, que es un componente clave en  las baterías de iones de litioEstas baterías son esenciales para el cambio de combustibles fósiles a energías renovables.

La edad y la fuente del agua en la que se encuentra el litio son dos de los aspectos más cruciales para evaluar si el litio se obtiene de manera ética y que a menudo no se abordan en varios estudios sobre el verdadero impacto ambiental de ciertas tecnologías renovables y sostenibles. A pesar de que el equipo también señala que el impacto de la minería de litio por sí sola es bastante mínimo, este estudio, el primero de su tipo, revela que la demanda total de agua en el Salar de Atacama está superando su reabastecimiento.

Por ejemplo, encontraron que menos del 10 por ciento del agua dulce se usa para la minería de litio, y los cambios en las características del agua superficial o el almacenamiento de agua en la cuenca no están relacionados con la extracción de salmuera.

El litio es un elemento peculiar, según David Boutt, profesor de geociencias en UMass Amherst y uno de los coautores del artículo. Aunque es el metal más ligero, no le gusta ser sólido en condiciones normales. Aunque el litio se encuentra con frecuencia en capas de ceniza volcánica, reacciona con el agua con bastante rapidez.

Camino abandonado y Poza de Transición de salmuera al margen del Núcleo de Halitas del Salar de Atacama. Fuente: UMass Amherst

Por esta razón, el litio se filtra a las aguas subterráneas cuando la lluvia o la nieve derretida atraviesan las capas de ceniza. Viaja hacia abajo hasta que se deposita en un recipiente plano, donde permanece en solución como una mezcla salada de agua y litio. Esta salmuera es tan densa que con frecuencia cae debajo de bolsas de agua dulce superficial que flotan sobre la salmuera. Estas lagunas de agua dulce se convierten con frecuencia en refugios para animales icónicos como los flamencos y ecosistemas raros y vulnerables.

La investigación se llevó a cabo en el Salar de Atacama , un salar de 850 millas cuadradas (2201 km 2 ) en el árido Chile que tiene más del 40 por ciento de los recursos de litio conocidos en el mundo.

El Salar de Atacama es el hogar ancestral de numerosos grupos indígenas atacameos , con quienes colaboró ​​el equipo de UMass, y también es el hogar de varias reservas de animales ecológicamente distintivas. El uso del agua en el Salar de Atacama conlleva el riesgo de perturbar tanto la salud ecológica de la región como las formas de vida indígenas porque las salinas son muy sensibles al medio ambiente y dependen de suministros limitados de agua dulce.

Sin embargo, no ha habido un método exhaustivo para evaluar el uso del agua o los efectos de la minería de litio en el Salar de Atacama hasta el día de hoy.


Las pilas de sal están listas para ser recolectadas en el  Salar de Uyuni en Bolivia. La corteza se encuentra unos centímetros por encima de una piscina de salmuera rica en litio. Fuente:  Dan Lundberg/Flickr


La hidrología de la región es muy complicada

Para comprender el efecto ambiental de la minería de litio necesitamos entender la hidrología en la región donde se encuentra el litio. Esa hidrología es mucho más compleja de lo que los investigadores anteriores le han dado crédito, dijeron los autores del estudio en un comunicado de prensa .

Al parecer, la suposición hecha en estudios anteriores del Salar de Atacama sobre los únicos factores que afectan los niveles de agua en las salinas, fueron las lluvias poco frecuentes y la escorrentía estacional de las cadenas montañosas que lo rodean. Aunque localizadas, las lluvias recientes son cruciales; más de la mitad del agua dulce que abastece a los humedales y lagunas tiene al menos 60 años, según una investigación de Moran y sus colegas.

Debido a que estas regiones son tan secas y el agua subterránea es tan antigua, el sistema hidrológico general responde muy lentamente a los cambios en el clima, la hidrología y el uso del agua. Estos hallazgos se realizaron utilizando una variedad de trazadores de agua que pueden rastrear el camino que toma el agua en su camino hacia el Salar de Atacama , así como la edad promedio del agua dentro de diferentes cuerpos de agua, incluidas las aguas superficiales y los acuíferos subterráneos.

El estudio resalta que el sistema hidrológico total reacciona muy lentamente a los cambios de temperatura, hidrología y demanda de agua debido a que estos lugares son muy secos y el agua subterránea es muy antigua. Las aguas superficiales y los delicados hábitats que sustentan pueden sufrir cambios significativos y rápidos como resultado de cambios climáticos a corto plazo, como la gran sequía reciente y los eventos de precipitación extrema.

El cambio climático podría afectar aún más el presupuesto de agua de la región porque se prevé que provoque sequías más severas en el área.

Principales cuencas de litio de la Meseta Andina Seca de América del Sur. (a) La precipitación media anual regional de la región y la cuenca topográfica de la cuenca del Salar de Atacama (SdA) están resaltadas en rojo. (b) Mapa recuadro de la cuenca SdA y sus características hidrológicas. Se delimitan el núcleo salar, la zona de transición, las aguas superficiales, los humedales con vegetación y los arroyos perennes. Las estaciones meteorológicas y el medidor de flujo están etiquetados junto con la ubicación de los pozos de extracción de agua dulce subterránea. El acuífero Monturaqui-Negrillar-Tilopozo (MNT) está resaltado en verde y los arroyos (ríos) están en azul.

Junto con estos trazadores geoquímicos, se necesitan otras técnicas para un monitoreo hidrológico integral. Los equipos de UMass y UAA utilizaron pluviómetros, mediciones satelitales y estadísticas de uso de agua del gobierno chileno para analizar los cambios en la extensión de los humedales durante los últimos 40 años. También utilizaron mediciones satelitales para determinar las variaciones en la precipitación durante el mismo período de tiempo.

Las repercusiones del uso excesivo del agua "todavía pueden estar abriéndose camino a través del sistema y deben ser monitoreadas de cerca los impactos potenciales podrían durar décadas en el futuro". Esto se debe a que el agua subterránea tarda tanto en viajar por la cuenca. Al final, este extenso marco, financiado por BMW Group y BASF, puede usarse en otros lugares además del Salar de Atacama . “Es un enfoque moderno para la gestión del agua”, concluyen los autores del estudio.

Fuente: Brendan J. Moran, et al. "Relic Groundwater and Prolonged Drought Confound Interpretations of Water Sustainability and Lithium Extraction in Arid Lands". Earth's Future,  12 July 2022 https://doi.org/10.1029/2021EF002555

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