CIENCIA

ORO BLANCO

Por David Levitn

Apalancado por la expansión definitiva de los dispositivos que tenemos en nuestros bolsillos y el boom del auto eléctrico, el litio es la Reina de los Minerales: en ese polvo blanco se almacena la energía del futuro.

El transporte de mercancías y de personas consume casi la mitad del petróleo del mundo. De ese consumo, la mitad, lo queman los automóviles. La cantidad total emitida de dióxido de carbono viene aumentando de la mano del crecimiento del parque automotor de los países emergentes y del comercio global, que se duplicó en los últimos 40 años y se volvería a duplicar para 2050, según estimaciones del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático. Esta tendencia es una de las mayores dificultades para disminuir las emisiones y controlar el daño al medio ambiente.

El petróleo es difícil de reemplazar. Es barato (aún con todo lo que aumentó en las últimas décadas) y una fuente inmediata de energía que viene en conveniente forma líquida en un tanque. Cualquier alternativa energética que pretenda competir debe responder a la solución que el oro negro ha sabido otorgar: ¿cómo la almacenamos?

La energía eléctrica producida por cualquier fuente se puede conservar en una celda electroquímica que, desde los descubrimientos de Alessandro Volta en el siglo XIX, llamamos pila o batería: un sistema cerrado (sin entradas ni salidas de materia) con sustancias químicas en contacto (o apiladas) cuya reacción produce un intercambio de electrones. Ese intercambio solo se puede liberar a través de lo que se llaman electrodos conductores (uno positivo y otro negativo), que se conectan luego a lo que queremos alimentar, sea una lamparita, un juguete o un Toyota Prius.

Así funcionan las pilas del conejito (bueno, el otro conejito) y baterías como la de plomo que tiene un automóvil. Algunas de estas reacciones químicas se pueden volver para atrás (revertir) simplemente entregándoles energía eléctrica externa, haciendo que los electrones circulen en sentido inverso. Esas son las pilas y baterías recargables.

Las baterías de litio funcionan de una forma un poco distinta. Lo que produce la magia no es una reacción química en el sentido estricto, sino algo que se llama reacción de intercalación. Los electrodos tienen en su estructura microscópica un lugar en el que un átomo de litio se puede insertar, como una mano en un guante. Cuando un átomo de litio sale de uno de los electrodos y empieza a moverse hacia el otro, se libera un electrón, al que no le queda otra posibilidad que circular por fuera de la batería. Esta reacción es reversible y tiene una buena eficiencia, es decir, que la pila se puede recargar un buen número de veces y que se aprovecha casi toda la energía que se le entrega en la recarga (del orden del 90 %). La tensión entregada para este tipo de pilas es de alrededor de 4 voltios, mucho más que los 1,5 volt que entrega una pila común. Combinando el hecho de que el litio es un elemento liviano y que a su vez entrega un alto voltaje, estamos en presencia de una enorme potencia en una masa muy pequeña (en una batería de celular hay no más de 2 o 3 gramos de litio), lo cual es una mejora importantísima frente a las baterías de plomo. Por otro lado, el litio no tiene los problemas de toxicidad y contaminación que tienen las viejas baterías recargables de níquel-cadmio, cada vez más en desuso.

Hasta ahí, las ventajas. ¿Qué tiene de malo? El problema de tener tanta potencia encerrada en un espacio reducido es que, si la energía se libera muy rápidamente, la temperatura puede subir a niveles peligrosos y producir la descomposición de los materiales de la batería. Si eventualmente eso lleva a que la batería se rompa poniendo al litio en contacto con el aire, se produce una reacción de combustión bastante explosiva. Esta posibilidad es inherente a los materiales de la pila, por lo que una pequeña falla en la construcción puede traer problemas, como en el caso del Samsung Galaxy Note 7 que está prohibido subir a los aviones.

Aún con esos pequeños peligros, las baterías de litio son la mejor tecnología disponible para almacenar energía. Hoy tienen un dominio absoluto en todo lo que sea dispositivos portátiles. Y en los últimos años, la utilización de litio para baterías de automóviles eléctricos (híbridos y puros) aumentó rápidamente hasta alcanzar al consumo en baterías de notebooks y teléfonos celulares, que también crece año a año y se encuentra en el orden de las 10 mil toneladas de carbonato de litio al año. Como la cantidad de energía a almacenar es muchísimo mayor en un auto que en una batería, el aumento en la producción de autos eléctricos llevará a un consumo anual de litio del orden de las 200 mil toneladas anuales hacia 2025, según datos de Signum Box. Teniendo en cuenta otros usos del litio, que rondan las 70 mil toneladas anuales, vamos a requerir una producción tres veces mayor que la que hay hoy en el mundo.

Yeeeeah, yeah, yeah

Kurt Cobain compuso la canción Lithium para el extraordinario Nevermind, el disco más popular de Nirvana, en 1991. Allí, un personaje contradictorio arranca diciendo que está tan feliz porque hoy encontró a sus amigos, que están en su cabeza. Y que está tan feo, pero que está okay, porque vos también. Si bien alguna vez Cobain dijo que la canción trataba sobre Dios y la religión, el título es suficientemente sugestivo: la sal de litio es uno de los medicamentos más utilizados como estabilizador anímico en pacientes psiquiátricos, especialmente, con trastorno bipolar. E incluso se utiliza en escenarios de probable suicidio. Los otros usos del litio son industriales, mayormente: en primer lugar, en la formulación de vidrios y cerámicas resistentes a altas temperaturas; para grasas lubricantes; en sistemas de aire acondicionado, para la producción de polímeros y demás usos bien específicos como la construcción de naves espaciales.

Pero, ¿de dónde sale el litio? En la actualidad, se extrae de una región que abarca el norte de Argentina, Bolivia y Chile, conocida como el triángulo del litio. El 80 % del total de las reservas mundiales se encuentran allí, aunque vale aclarar que existen reservas mucho mayores en otros tipos de yacimientos en todas partes del mundo, pero cuya extracción es por ahora más difícil y costosa. A pesar de que en nuestro país hay una cantidad de investigadores trabajando en litio desde hace años, con trabajos destacados en las universidades de La Plata, Córdoba y Buenos Aires; y que durante los últimos 5 años hubo interés en desarrollar tecnología de baterías localmente y hasta dos proyectos de ley para crear empresas estatales de litio, el aporte local es escaso o nulo, teniendo en cuenta que somos el segundo exportador mundial de ese mineral. En nuestro país, el litio se extrae del agua subterránea del salar, se seca al sol durante meses para evaporar el agua y se exporta sin mayor proceso (y, desde hace un año, sin siquiera cobrar retenciones).

Distinto es el caso de Bolivia, país donde el intento de aprovechar este recurso estratégico para obtener y producir tecnología localmente ha sido más consistente. El litio se comercializa internacionalmente como carbonato de litio y el kilo ronda los 6 dólares: ése es el commodity que la Argentina no quiso o no pudo desarrollar y que es el insumo básico para la producción de baterías. En 2015 se exportó carbonato de litio por primera vez desde Jujuy hacia Japón y los proyectos de instalación de plantas de procesamiento se han ido anunciando con el correr de 2016, pero la mayor parte de nuestras reservas de litio aún se van del país en estado casi natural. Bolivia prohibió la exportación directa de litio apenas asumió Evo Morales y se abocó a la producción propia. En la actualidad se encuentra funcionando una planta piloto de producción de carbonato y desde 2014 está operativa una planta de baterías en la localidad de Palca, departamento de Potosí. A principios de año, la presidenta chilena Michele Bachelet lanzó un nuevo marco para licitación de yacimientos de litio, frenando por un tiempo el caudal extractivo que marcó al país trasandino durante la última década. La empresa estatal Codelco se propone como un actor de peso en el mercado, lo cual ha sugerido a los grandes jugadores del mercado internacional probar suerte en la Argentina. Los rumores sobre una suerte de OPEP del Litio entre los tres países para regular el precio de este mineral estratégico para el siglo que estamos transitando, han sonado fuerte pero aún nada se ha concretado. Todavía estamos lejos del momento en que tengamos nuestros propios jeques millonarios montados en sus ferraris eléctricas en el desierto de atacama.

La industria automotriz conduce este entusiasmo por un futuro bañado en oro blanco: hoy hay 400.000 autos completamente eléctricos dando vueltas por las calles de EEUU (principalmente Nissan Leaf y Tesla S, por lejos los dos modelos más vendidos), y en septiembre de este año se vendió el vehículo puramente eléctrico número un millón en el mundo. Se proyecta que para 2025 este tipo de vehículos van a representar el 20 % del total del mercado mundial. Elon Musk, el multiemprendedor sudafricano, no solo ha encandilado a las buenas conciencias con Space-X, su empresa de exploración y viajes espaciales, sino con Tesla: la empresa automotriz que demostró que sí, que la producción a escala de autos puramente eléctricos era posible. Tesla lleva invertidos varios cientos de millones de dólares en una giga-fábrica de baterías de litio en Nevada, inaugurada parcialmente en julio de 2016 y en construcción hasta al menos 2020. Y ya tiene planes para una segunda fábrica ubicada en alguna parte de Europa. El futuro llegó hace rato. Pero no deja de venir.