El minerólogo Thomas Cramer, profesor del Departamento de Geociencias de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), afirma que “las baterías de iones de litio son y serán la columna vertebral de la transformación energética y del creciente desafío de almacenar en espacios pequeños y livianos grandes cantidades de energía eléctrica, lo que reemplazaría la función actual de la gasolina en los motores de combustión”.

El litio es el tercer elemento en la tabla periódica, después del hidrógeno y el helio; está compuesto de 3 protones, y 3 o 4 neutrones, y es el metal más liviano, con una densidad de 0,534 g/cm³, la mitad de la del agua, que es de 1 g/cm³.

El docente expone que “al aire libre, el metal oxida en segundos de manera explosiva, es decir que pierde su electrón externo fácilmente, lo que aporta a su alta capacidad electroquímica; todo eso, sumado a su pequeño radio iónico de 6 nanómetros (Ca²+ ~10 nm), explica en gran parte su comportamiento, sus usos y características geológicas, fundamentales para su exploración”.

Datos de la Comisión Económica para América Latina y el Caribe (Cepal) muestran que en América Latina solo 3 países explotan litio a gran escala comercial en la región. En 2021, Argentina representó el 9,8 % de la producción mundial, Brasil el 0,4 % y Chile el 41 %. Ese mismo año los cuatro mayores productores de litio del mundo: en orden Australia, Chile, China y Argentina, concentraron más del 96 % de la producción global.

“Hasta ahora en Colombia no se han encontrado yacimientos, aunque hay indicios de yacimientos que se encontrarían en las regiones de Paipa, Tibasosa, Firavitoba y Toca, sobre todo asociados con evaporitas, aguas geotermales y rocas volcánicas e intrusivas ácidas (quiere decir diferenciado y con mucha sílice)”, anota el profesor Cramer, director del Grupo de Estudios en Geología Económica y Mineralogía Aplicada (Gegema).

Protagonista de la transición energética

El litio se utiliza cada vez más es en baterías recargables de alta densidad energética (que además contienen cobalto, cobre, aluminio, manganeso, grafito, disolventes orgánicos etc.), forzado por la necesidad de tener vehículos eléctricos, sin los cuales la transición energética quedaría en palabras vacías.

“De los 92 elementos químicos naturales, alrededor de 20 de otros elementos y compuestos son igualmente indispensables, y todos son calificados a menudo como “elementos críticos” (cobalto, cobre, molibdeno, tántalo o grafito), por lo cual también requieren exploración y minería sostenible y extenso conocimiento de toda su cadena de producción”, destaca el experto de la UNAL.

La concentración del litio en la Tierra es baja: en el manto terrestre es de apenas unos 2 g por tonelada o ppm (partes por millón), y en las rocas continentales llega a unas 20 ppm, por lo que ocupa el lugar 30 en abundancia entre los elementos, detrás del cobre, pero por delante del plomo, el estaño y la plata. Para que sea económico y técnicamente explotable, los procesos geológicos deben aumentar esta concentración desde 20 hasta por lo menos 2.000 ppm, o mejor a 10.000 ppm (= 1 %).

El investigador anota que “el primer proceso de enriquecimiento geológico se da cuando un magma silicático se enfría y se cristaliza, y los cationes de litio son tan pequeños que no entran en la estructura cristalina de los silicatos, que forman especialmente rocas como los granitos”.

“El litio, al igual que otros elementos con radios iónicos demasiado grandes o demasiado pequeños, se concentra en el magma restante y puede formar minerales de litio en estas rocas finales, en granitos especiales, y sobre todo en las pegmatitas, que son rocas con cristales grandes que pueden contener minerales de berilio, incluso esmeraldas, niobio y tantalio (coltán), uranio, cesio, estaño, tierras raras y el litio”, amplía.

En países como Australia, Canadá, Brasil o Portugal la base de su minería de litio son la petalita, lepidolita o espodumena en pegmatitas graníticas. Al respecto, el investigador explica que “cuando las rocas con un contenido aumentado de litio meteorizan y se disuelven, se pueden formar otras clases de yacimientos. Hoy las salmueras y evaporitas en cuencas continentales dominan la industria del litio, son más fáciles de procesar, y también pueden estar acompañadas de otros minerales valiosos como boratos o sales de potasio o magnesio”.

Para formarse requieren de climas áridos, lo mismo que para su producción a través de la evaporación de soluciones acuáticas, pero allí es donde radican los conflictos por el uso del agua escasa.

Existen unos 150 minerales de litio y solo algunos son de importancia económica, aunque este también se puede incorporar en otros minerales como arcillas y zeolitas, que tienen espacios adecuados en sus estructuras cristalinas. “Las aguas geotermales y petrolíferas también muestran potencial, y en un futuro el agua marina –pese a su bajo contenido de 1 ppm– suplirá demandas de este y otros elementos disueltos en una fuente aparentemente inagotable, pero igualmente frágil”, señala.

Entre 1975 y 2005 la producción mundial de litio se multiplicó por 5, y de 2022 a 2023 aumentó el 23 %, al pasar de 146.000 a 180.000 toneladas. “Las reservas se calculan en 28 millones de toneladas, lo que alcanzaría para 155 años si no varía la producción ni la exploración (algo muy improbable), y si los recursos (que es la fracción estimada con mucho menos certeza) alcanzan los 150 millones de toneladas”, proyecta el académico Cramer.

El precio del litio varía mucho según el tipo y la pureza, y también de las fuertes fluctuaciones de oferta y demanda, incluyendo la especulación. Así, el valor del carbonato de litio de 99 % para usos técnicos e industriales saltó a 77 dólares/kg en 2022, mientras hoy está alrededor de 20 dólares/kg.

Litio en Colombia

El profesor Cramer destaca que el Gegema de la UNAL está estudiando en rocas del Precámbrico del escudo Guayanés minerales de tantalio, estaño, tierras raras, y esporádicamente de litio, posiblemente asociados con pegmatitas y otros granitoides.

Señala además que “el Servicio Geológico Colombiano aloja información valiosa sobre el tema, y seguramente están adelantando estudios adicionales para esclarecer el potencial de estos y otros minerales estratégicos, indispensables para la transformación energética y la tan anhelada industrialización”.

“A la vez este conocimiento es la base para evaluar y mitigar riesgos medioambientales y sociales que acompañan inevitablemente cualquier proyecto minero y sus beneficios a diferentes escalas. En general, tanto el descubrimiento como el entendimiento y la identificación de procesos de formación de yacimientos es complejo y requiere mucho estudio, técnica, trabajo interdisciplinario, paciencia, tiempo y recursos financieros suficientes tanto del Estado como de empresas privadas”.

Para el académico, “esto va de la mano con otros procesos como la minería, el procesamiento, el beneficio y la optimización de los productos y su integración en una economía circular, como se ha mostrado con las baterías de iones de litio que hace un par de años eran algo impensable”.

En su opinión, “aunque son pilares constituyentes de la famosa sociedad de conocimiento, no se deben subordinar a puros tecnicismos o principios de ganancia, sino integrar a toda la sociedad y a las mal llamadas ciencias blandas como las ciencias humanas, políticas y sociales”.

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