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Un antiguo volcán situado bajo Nevada y Oregón podría albergar el mayor yacimiento de litio jamás hallado, según revelaron científicos el mes pasado en un artículo revisado por expertos. Esta zona -llamada "Thacker Pass" o "Peehee Mu'huh" para los Paiute locales- se explota desde la década de 1970, por lo que el nuevo análisis no hace sino confirmar lo que los lugareños saben desde hace tiempo sobre la zona.
Empezar a extraer el litio en serio cambiaría el panorama de todo, desde las baterías de los vehículos eléctricos hasta las baterías de iones de litio de los teléfonos inteligentes, e incluso podría acelerar el cambio hacia las centrales de energías renovables que dependen del almacenamiento en red.
Las baterías de los vehículos eléctricos, por ejemplo, oscilan entre los 30 y los 200 kilovatios-hora (kWh), por lo que su contenido total de litio oscila entre los 4 y los 5 kilos. Eso significa que todo el suministro estimado en el planeta Tierra podría alimentar las baterías de unos 2.500 millones de vehículos eléctricos sin necesidad de reciclar (o muchos más si los coches son más pequeños). Se prevé que en 2040 habrá 2.000 millones de coches y 790 millones de camiones en todo el mundo, por lo que el problema del litio es grave.
Las baterías de almacenamiento en red, por su parte, recogen el exceso de energía de diversas fuentes de energía verde, como los parques eólicos. Pueden cargarse y luego descargarse en momentos de mayor demanda y menor oferta. Disponer de baterías abundantes y económicas es un factor clave para ofrecer este tipo de instalaciones a países y comunidades que se plantean utilizar energías renovables, o una mayor proporción de ellas.
Pero crear una mina para extraer el enorme yacimiento de litio de Thacker Pass no es tarea sencilla: requerirá un proceso totalmente nuevo para separar el litio de su depósito natural de arcilla.
¿De dónde procede el litio de la Tierra?
El litio nos rodea. El Servicio Geológico de Estados Unidos calcula que hay 89 millones de toneladas de litio en yacimientos en la Tierra, apenas dos milésimas del 1% de la abundancia elemental del planeta. Los expertos creen que más de la mitad de ese litio puede encontrarse en una zona triangular de desierto en el oeste de Sudamérica; pero ahora sabemos que Thacker Pass, en Estados Unidos, podría contener hasta 40 millones de toneladas de litio.
En 1817, el químico sueco Johan August Arfwedson descubrió por primera vez el litio en la naturaleza en el mineral petalita, en el que es sólo uno de los 16 átomos por molécula. Otros minerales abundantes en la naturaleza son la lepidolita, la espodumena y la ambligonita, que contienen entre un 10% y un 40% de litio. Un tipo de la piedra preciosa turmalina incluye litio, con el nombre especial de elbaita (llamada así por la misma isla en la que se exilió Napoleón). Este tipo de minerales se extraen, y normalmente se electrifican, para separar la forma comercial del litio: el carbonato de litio.
Pero el yacimiento de Thacker Pass es de un tipo especial, formado en un volcán hace millones de años. El litio formaba parte de una roca volcánica, algo poco habitual en comparación con otras fuentes, porque todo se calienta hasta fundirse, se mezcla en la caldera del volcán y luego se deja allí para que se consolide y se convierta en algo totalmente nuevo. La caldera (de la misma raíz que "caldero") se convirtió en un lago, cuyos movimientos desprendieron sedimentos de la roca y los depositaron en el fondo del lago en forma de arcilla.
Entonces, eones después, el volcán volvió a entrar en actividad. Los materiales se calentaron, fundieron y marinaron juntos, incluido el litio. Como los ingredientes de una receta de repostería, estos elementos mezclados y sedimentos minerales se cocinaron juntos en una zona más uniforme de un mineral llamado illita. Químicamente, la arcilla es un lodo flexible y húmedo de elementos que puede absorber muchos sedimentos, tanto en forma de bebé fino como de trozos.
El geólogo Christopher Henry dijo a Chemistry World que la illita se parece "un poco a la arcilla marrón de alfarero" y que "es muy poco interesante, excepto porque tiene mucho litio". Eso difiere de las formas cristalinas de los minerales de litio naturales, que a menudo son translúcidos o presentan bellos colores. La arcilla es arcilla, incluso cuando se ha convertido en piedra arcillosa o roca fangosa a lo largo de millones de años.
Minería de litio en Thacker Pass
En la actualidad, Thacker Pass es sólo una porción del área de la caldera prehistórica, pero es el lugar donde se cree que es más rico el depósito de minerales arcillosos que contienen litio. Y, hasta ahora, la forma especial en que este depósito se formó, desprendió y volvió a cocer no se parece a nada que los científicos hayan visto en todo el mundo. Podría muy bien ser que esta secuencia específica de acontecimientos ocurriera sólo en esta caldera.
La alta concentración de litio, y en una forma novedosa, no es lo único que hace de Thacker Pass un lugar atractivo para la minería, explican los científicos en el artículo:
El desarrollo de una cadena de suministro sostenible para las baterías de iones de litio de los vehículos eléctricos y el almacenamiento en red requiere la extracción de recursos de litio que minimicen el impacto ambiental local. Los recursos de litio sedimentario volcánico tienen potencial para cumplir este requisito, ya que suelen ser yacimientos poco profundos, de alto tonelaje y con una baja proporción de residuos en la franja de mineral.
En otras palabras, esta enorme riqueza de litio se encuentra cerca de la superficie de la Tierra, con una proporción de residuos inferior a la de muchas otras minas. Eso significa menos energía para excavar y extraer, así como menos energía para transportar y gestionar el resto de los materiales distintos del litio que se encuentran en la mina.
La extracción del litio de Thacker Pass implicará un proceso totalmente nuevo. A grandes rasgos, implicará los siguientes pasos:
- Retirar los minerales arcillosos que contienen litio con palas hidráulicas para convertirlos en lodo (una mezcla de sólidos más densos suspendidos en líquido, como mezclar almidón de maíz y agua para espesar una sopa).
- Separación de la arena y la roca que no contienen litio.
- Mezclar la pasta de arcilla y litio con ácido sulfúrico para extraer el metal.
- Extracción de la solución elemental de litio a través de filtros.
- Transformación de la solución de litio en carbonato de litio o hidróxido de litio para su uso en baterías.
