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Jun 02, 2024

El creciente costo ambiental de nuestra adicción a las baterías de litio

Amit Katwala He aquí un acertijo completamente moderno: ¿qué vincula la batería de tu teléfono inteligente con un yak muerto flotando en un río tibetano? La respuesta es el litio, el metal alcalino reactivo que alimenta

Amit Katwala

He aquí un acertijo completamente moderno: ¿qué vincula la batería de tu teléfono inteligente con un yak muerto flotando en un río tibetano? La respuesta es el litio, el metal alcalino reactivo que alimenta nuestros teléfonos, tabletas, portátiles y coches eléctricos.

En mayo de 2016, cientos de manifestantes arrojaron peces muertos a las calles de Tagong, una ciudad en el extremo oriental de la meseta tibetana. Los habían sacado de las aguas del río Liqi, donde una fuga de sustancias químicas tóxicas de la mina de litio Ganzizhou Rongda había causado estragos en el ecosistema local.

Hay fotografías de masas de peces muertos en la superficie del arroyo. Algunos testigos presenciales informaron haber visto cadáveres de vacas y yaks flotando río abajo, muertos por beber agua contaminada. Fue el tercer incidente de este tipo en siete años en una zona que ha experimentado un fuerte aumento de la actividad minera, incluidas las operaciones dirigidas por BYD, el mayor proveedor mundial de baterías de iones de litio para teléfonos inteligentes y automóviles eléctricos. Después del segundo incidente, en 2013, las autoridades cerraron la mina, pero cuando volvió a abrir en abril de 2016, los peces empezaron a morir nuevamente.

Por James Temperton

Por Matt Kamen

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Por Angela Watercutter

Las baterías de iones de litio son un componente crucial de los esfuerzos por limpiar el planeta. La batería de un Tesla Model S tiene alrededor de 12 kilogramos de litio, mientras que las soluciones de almacenamiento en red que ayudarán a equilibrar la energía renovable necesitarían mucho más.

La demanda de litio está aumentando exponencialmente y su precio se duplicó entre 2016 y 2018. Según la consultora Cairn Energy Research Advisors, se espera que la industria de iones de litio crezca de 100 gigavatios hora (GWh) de producción anual en 2017 a casi 800 GWh. en 2027.

William Adams, jefe de investigación de Metal Bulletin, dice que el aumento actual de la demanda se remonta a 2015, cuando el gobierno chino anunció un gran impulso hacia los vehículos eléctricos en su decimotercer plan quinquenal. Esto ha llevado a un aumento masivo en el número de proyectos para extraer litio, y hay “cientos más en tramitación”, dice Adams.

Pero hay un problema. Mientras el mundo lucha por reemplazar los combustibles fósiles con energía limpia, el impacto ambiental de encontrar todo el litio necesario para permitir esa transformación podría convertirse en un problema grave por derecho propio. "Uno de los mayores problemas medioambientales causados ​​por nuestra incesante hambre de los dispositivos más modernos e inteligentes es una creciente crisis de minerales, en particular los necesarios para fabricar nuestras baterías", afirma Christina Valimaki, analista de Elsevier.

Por James Temperton

Por Matt Kamen

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Por Angela Watercutter

En América del Sur, el mayor problema es el agua. El Triángulo del Litio del continente, que cubre partes de Argentina, Bolivia y Chile, contiene más de la mitad del suministro mundial del metal debajo de sus salinas de otro mundo. También es uno de los lugares más secos del planeta. Ese es un problema real, porque para extraer litio, los mineros comienzan perforando un agujero en las salinas y bombeando salmuera salada y rica en minerales a la superficie.

Luego lo dejan evaporarse durante meses seguidos, creando primero una mezcla de sales de manganeso, potasio, bórax y litio que luego se filtra y se coloca en otra piscina de evaporación, y así sucesivamente. Después de entre 12 y 18 meses, la mezcla se ha filtrado lo suficiente como para poder extraer el carbonato de litio (oro blanco).

Es un proceso relativamente barato y eficaz, pero utiliza mucha agua: aproximadamente 500.000 galones por tonelada de litio. En el Salar de Atacama de Chile, las actividades mineras consumieron el 65 por ciento del agua de la región. Esto está teniendo un gran impacto en los agricultores locales –que cultivan quinua y crían llamas– en un área donde algunas comunidades ya tienen que obtener agua de otros lugares.

También existe la posibilidad, como ocurrió en el Tíbet, de que sustancias químicas tóxicas se filtren desde las piscinas de evaporación al suministro de agua. Estos incluyen productos químicos, incluido el ácido clorhídrico, que se utilizan en el procesamiento del litio en una forma que pueda venderse, así como aquellos productos de desecho que se filtran de la salmuera en cada etapa. En Australia y América del Norte, el litio se extrae de la roca utilizando métodos más tradicionales, pero aún requiere el uso de productos químicos para extraerlo en una forma útil. Una investigación en Nevada encontró impactos en los peces hasta a 150 millas río abajo de una operación de procesamiento de litio.

Por James Temperton

Por Matt Kamen

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Por Angela Watercutter

Según un informe de Amigos de la Tierra, la extracción de litio daña inevitablemente el suelo y contamina el aire. En el Salar de Hombre Muerto de Argentina, los lugareños afirman que las operaciones de litio han contaminado arroyos utilizados por humanos y ganado, y para el riego de cultivos. En Chile ha habido enfrentamientos entre empresas mineras y comunidades locales, que dicen que la minería del litio está dejando el paisaje empañado por montañas de sal desechada y canales llenos de agua contaminada con un tono azul antinatural.

“Como cualquier proceso minero, es invasivo, daña el paisaje, destruye el nivel freático y contamina la tierra y los pozos locales”, dijo Guillermo González, experto en baterías de litio de la Universidad de Chile, en una entrevista de 2009. "Esta no es una solución ecológica, no es una solución en absoluto".

Pero el litio puede no ser el ingrediente más problemático de las baterías recargables modernas. Es relativamente abundante y, en teoría, en el futuro podría generarse a partir de agua de mar, aunque mediante un proceso que requiere mucha energía.

Otros dos ingredientes clave, el cobalto y el níquel, corren mayor peligro de crear un cuello de botella en el avance hacia los vehículos eléctricos, y con un costo ambiental potencialmente enorme. El cobalto se encuentra en enormes cantidades en toda la República Democrática del Congo y en África central, y casi en ningún otro lugar. El precio se ha cuadriplicado en los últimos dos años.

Por James Temperton

Por Matt Kamen

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Por Angela Watercutter

A diferencia de la mayoría de los metales, que no son tóxicos cuando se extraen del suelo como minerales metálicos, el cobalto es "excepcionalmente terrible", según Gleb Yushin, director técnico y fundador de la empresa de materiales para baterías Sila Nanotechnologies.

"Uno de los mayores desafíos del cobalto es que está ubicado en un solo país", añade. Literalmente, puedes simplemente excavar la tierra y encontrar cobalto, por lo que hay una motivación muy fuerte para desenterrarlo y venderlo y, como resultado, hay mucha motivación para comportamientos inseguros y poco éticos”. El Congo alberga "minas artesanales", donde el cobalto se extrae del suelo a mano, a menudo utilizando mano de obra infantil, sin equipo de protección.

También hay que considerar un ángulo político. Cuando Bolivia comenzó a explotar sus suministros de litio aproximadamente en 2010, se argumentó que su enorme riqueza mineral podría darle al empobrecido país el peso económico y político que tienen las naciones ricas en petróleo de Medio Oriente. “No quieren pagarle a una nueva OPEP”, dice Lisbeth Dahllöf, del Instituto Medioambiental Sueco IVL, coautora de un informe el año pasado sobre la huella medioambiental de la producción de baterías para coches eléctricos.

Por James Temperton

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Por Angela Watercutter

En un artículo reciente en la revista Nature, Yushin y sus coautores argumentaron que es necesario desarrollar una nueva tecnología de baterías que utilice materiales más comunes y respetuosos con el medio ambiente para fabricar baterías. Los investigadores están trabajando en nuevas químicas de baterías que reemplacen el cobalto y el litio con materiales más comunes y menos tóxicos.

Pero, si las baterías nuevas tienen menos densidad energética o son más caras que el litio, podrían terminar teniendo un efecto negativo en el medio ambiente en general. "Evaluar y reducir el coste medioambiental es una cuestión más compleja de lo que parece inicialmente", afirma Valimaki. "Por ejemplo, un dispositivo menos duradero, pero más sostenible, podría implicar una mayor huella de carbono si se tiene en cuenta el transporte y el embalaje adicional necesario".

En la Universidad de Birmingham, una investigación financiada por el Desafío Faraday del gobierno, de 246 millones de libras esterlinas, para la investigación de baterías está tratando de encontrar nuevas formas de reciclar los iones de litio. Una investigación realizada en Australia encontró que sólo el dos por ciento de las 3.300 toneladas de desechos de iones de litio del país se reciclaban. Los reproductores de MP3 y los ordenadores portátiles no deseados pueden acabar en los vertederos, donde los metales de los electrodos y los fluidos iónicos del electrolito pueden filtrarse al medio ambiente.

Por James Temperton

Por Matt Kamen

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Por Angela Watercutter

Un consorcio de investigadores, liderado por el Instituto de Energía de Birmingham, está utilizando tecnología robótica desarrollada para plantas de energía nuclear para encontrar formas de eliminar y desmantelar de forma segura células de iones de litio potencialmente explosivas de vehículos eléctricos. Ha habido una serie de incendios en plantas de reciclaje donde las baterías de iones de litio se almacenaron incorrectamente o se disfrazaron de baterías de plomo-ácido y se sometieron a una trituradora.

Debido a que los cátodos de litio se degradan con el tiempo, no se pueden colocar simplemente en baterías nuevas (aunque se están realizando algunos esfuerzos para utilizar baterías de vehículos viejas para aplicaciones de almacenamiento de energía donde la densidad de energía es menos crítica). "Ese es el problema de reciclar cualquier forma de batería que tenga electroquímica: no se sabe en qué punto de su vida se encuentra", dice Stephen Voller, director ejecutivo y fundador de ZapGo. “Por eso reciclar la mayoría de los teléfonos móviles no es rentable. Obtienes este tipo de sopa”.

Otra barrera, dice el Dr. Gavin Harper del proyecto de reciclaje de litio de la Institución Faraday, es que los fabricantes son comprensiblemente reservados sobre lo que realmente contiene sus baterías, lo que hace más difícil reciclarlas adecuadamente. Actualmente las células recuperadas se suelen triturar, creando una mezcla de metales que luego se puede separar mediante técnicas pirometalúrgicas: la quema. Pero este método desperdicia mucho litio.

Por James Temperton

Por Matt Kamen

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Por Angela Watercutter

Investigadores del Reino Unido están investigando técnicas alternativas, incluido el reciclaje biológico en el que se utilizan bacterias para procesar los materiales, y técnicas hidrometalúrgicas que utilizan soluciones de productos químicos de forma similar a como se extrae el litio de la salmuera.

Para Harper, se trata de crear un proceso para guiar las baterías de iones de litio de forma segura durante todo su ciclo de vida y asegurarnos de que no extraemos más del suelo innecesariamente ni permitimos que los productos químicos de las baterías viejas causen daños. “Teniendo en cuenta que todos los materiales de estas baterías ya han tenido un impacto ambiental y social en su extracción, debemos tener cuidado de garantizar una buena custodia”, afirma.

Informes adicionales y títulos de imágenes de Abigail Beall

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