Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Nacional de Córdoba

Cada mañana, cuando encendemos la notebook o revisamos Whatsapp en nuestro móvil el litio está presente. Las baterías de esos dispositivos requieren de él para funcionar y hacer que nuestra cotidianeidad siga su ritmo. Pero el futuro del litio es aún más prometedor debido a su rol en la movilidad eléctrica y su impacto en el desarrollo económico del país. 

En 2021, el Gobierno nacional conformó la Mesa del Litio junto a Jujuy, Catamarca y Salta y en 2023 se presentó en La Plata el primer ómnibus a baterías de litio del país, una unidad reconvertida por la Universidad Nacional de La Plata con apoyo del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación.

Por estos días, resurgieron las controversias ambientales, económicas y legales. Una de ellas radica en el marco normativo: a diferencia de Chile y Bolivia, en nuestro país no existe una ley específica sobre litio. Las actividades de exploración, extracción y procesamiento están reguladas por reglamentaciones genéricas como el artículo 124 de la Constitución Nacional, el Código de Minería y la Ley N° 24.196. 

A principios de mayo, un grupo de diputados presentó un proyecto para declarar recurso estratégico a las reservas naturales de litio con el fin de impulsar la industrialización en origen a cargo del Estado nacional, acorde con protocolos ambientales y el respeto a los pueblos originarios. De ese modo, el control de este metal ya no quedaría solo en manos de las provincias, lo que podría generar nuevas controversias sobre el carácter de la medida.

Otras voces también vienen insistiendo en la creación de una ley de electromovilidad (movilidad eléctrica) destinada a promover el uso de energías renovables en el transporte, donde las baterías de litio son protagonistas. En términos políticos, la creación de este marco legal también se traduciría en mayor soberanía económica y energética, dejando de lado el modelo extractivista-exportador para impulsar otro de industrialización y desarrollo nacional.   

Ante este contexto de nuevas transformaciones socioeconómicas, ¿por qué el litio resulta tan atractivo y de qué modo su estudio también está impactando en la agenda de los equipos científicos de la Facultad de Ciencias Químicas (UNC)? Según Ezequiel Leiva, investigador de la FCQ e integrante del Laboratorio de Energías Sustentables de la Universidad Nacional de Córdoba (LaES), el litio “es un elemento químico del grupo de metales alcalinos. Se trata de un metal blando, plateado, muy reactivo y liviano. Actualmente, es empleado en baterías recargables de iones de litio, que se utilizan en teléfonos móviles, computadoras portátiles y vehículos eléctricos, de allí su trascendencia”. 

En la naturaleza, este metal no se encuentra en estado elemental, sino como compuesto químico combinado con otros elementos. Por eso, su estudio en el ámbito universitario también viene cobrando fuerzas, ya que gran parte de ese conocimiento puede ser transferido a sectores socioproductivos no sólo de Córdoba sino también del mundo.

“En los próximos años habrá una transición desde vehículos a explosión hacia vehículos eléctricos, y esto tendrá un gran impacto en la industria de movilidad: autos, motocicletas, bicicletas, patines. En ese sentido, el conocimiento que pueda generarse desde la Universidad será clave para acompañar ese proceso”, anticipa Leiva. 

De los salares a las pantallas

En Córdoba, gran parte de los estudios sobre litio se vienen llevando adelante desde el LaES, un laboratorio integrado especialmente por equipos de la Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación (FAMAF) y de la FCQ. Las y los investigadores realizan dos actividades principales: trabajo experimental y simulaciones computacionales. 

La trayectoria de los equipos del Departamento de Química Teórica y Computacional de la Facultad resulta fundamental para entender cómo se comporta el litio en relación con otros materiales, en escalas de tiempo y de tamaño mayores a las que permite la mecánica cuántica. Una oportunidad que puede marcar nuevos rumbos para el empleo de este metal y potenciar el vínculo con empresas, instituciones y gobiernos. 

“El trabajo teórico tiene facetas muy variadas: por un lado, se realizan cálculos mecanocuánticos destinados a evaluar propiedades químicas de materiales y, por otro, se llevan adelante simulaciones computacionales empleando técnicas como dinámica molecular, método de Montecarlo y ecuaciones diferenciales. Esto es imprescindible, por ejemplo, si se desea evaluar el comportamiento de partículas de material a escala micrométrica, donde es imposible aplicar la mecánica cuántica”, grafica el docente e investigador que desde hace una década lleva adelante estudios teóricos y computacionales.

¿Qué sustancias químicas se forman cuando el litio entra en contacto con el óxido de silicio y el azúcar quemada? ¿Cómo se comportan? En determinadas baterías ¿de qué forma se produce la reacción del azufre con el litio cuando éste entra en el material? ¿Qué ocurre cuando el litio se organiza dentro del grafito? Estas son algunas de las preguntas que guían el trabajo de los y las científicas que acompañan a Leiva en la FCQ. Cada día, sorprendentemente, cálculos cuánticos, modelos matemáticos y fórmulas permiten predecir el comportamiento de un material como el litio a partir de un número muy pequeño, lo cual resulta posible de lograr solo a través del uso de simulaciones en computadoras. 

Soberanía y ambiente: oportunidades y riesgos

En el siglo de las nuevas tecnologías de la comunicación y el cambio del paradigma energético, el empleo del litio en baterías para dispositivos electrónicos y vehículos eléctricos disparó su demanda a nivel mundial, especialmente en países como Australia, Chile y Argentina, donde existen grandes reservas.

En la actualidad, los principales métodos de extracción son los salares (especialmente en América del Sur), las rocas ígneas como el espodumeno (con desarrollos en Australia, Canadá y Zimbabue) y las aguas subterráneas (un método muy usado en Estados Unidos). El primer caso es el más prometedor para nuestro país, ya que los salares con mayor extensión y abundancia están en “El triángulo del litio”, un área que incluye regiones de Chile, Bolivia y Argentina en la que se concentra cerca del 65 por ciento de las reservas del mundo, según datos oficiales de 2020. En Argentina -cuarto productor mundial luego de Australia, Chile y China-  abarca especialmente a provincias del Noroeste. 

Sin embargo, todo el proceso de extracción de este metal blanco también tiene su lado oscuro: los salares contienen grandes cantidades de litio disuelto en aguas subterráneas, en forma de salmuera, por lo que este material se extrae por evaporación con el fin de conseguir carbonato de litio o hidróxido de litio. De allí que la obtención de este recurso implica el uso de miles de litros de otro recurso: el agua, un bien escaso en el planeta.   

“Si bien el litio ha sido fundamental en la transición a fuentes de energía más limpias y en la reducción de la dependencia de los combustibles fósiles, su extracción plantea desafíos ambientales. La minería del litio puede tener impactos negativos en los ecosistemas locales, especialmente en áreas sensibles como salinas y lagunas, por lo que su producción y eliminación deben abordarse de manera sustentable. A su vez, la extracción y la fabricación de baterías de litio requieren una cantidad importante de energía y de agua”, advierte Leiva.

Debido a esto, más allá de los intereses comerciales y políticos que rodean al nuevo “oro blanco” de América del Sur también resultan claves los aportes científicos que puedan surgir para abordar su extracción, tratamiento e industrialización desde una mirada que contemple los riesgos para el ambiente y las comunidades. No se trata solo de abordar el tema del litio desde los salares o desde el Congreso, sino también desde las pantallas de los laboratorios de química computacional de la Universidad pública, cuyos conocimientos pueden orientar innovaciones y decisiones trascendentales para el futuro de la sociedad. 

Investigadoras/es y becarios/as que integran el equipo de Ezequiel Leiva en la FCQ (UNC): Fernando Cometto, Javier Di Salvo, Franco Eroles, German Lener, Guillermina Luque, Luciana Morel, Belen Oviedo, Alexis Paz, Eduardo Perassi, Luis Reinaudi, Paula Saravia, Guillermina Tommasone y Martín Zoloff Michoff.