El mayor depósito de litio conocido del mundo se encuentra dentro de una enorme salina llamada Salar de Uyuni, que se extiende por miles de kilómetros cuadrados en la cima de una meseta andina alta y seca en Bolivia. Durante la mayor parte del año, los cristales de sal incrustan el terreno, blancos como el azúcar glas. Durante la temporada de lluvias, el agua de lluvia acumulada refleja las montañas y el cielo circundantes.
“El Salar es un lugar mágico para los viajeros de todo el mundo que vienen a ver los colores, los reflejos, en este infinito paisaje blanco”, dijo Avner Vengosh, titular de la Cátedra Nicholas de Calidad Ambiental en la Escuela Nicholas de Medio Ambiente de la Universidad de Duke.
Lo que la mayoría de los turistas no ven es la enorme reserva de litio disuelta en salmuera altamente salina, o salada, justo debajo de sus zapatos. Contenida dentro de sedimentos y sales que descienden unos pocos pies hasta más de 160 pies debajo de la superficie, este tesoro sin explotar podría ser potencialmente un recurso clave para el sector de la energía renovable.
Durante los últimos años, Vengosh, quien también es presidente de la División de Ciencias de la Tierra y el Clima en la Escuela Nicholas, y el estudiante de doctorado Gordon Williams han estado trabajando para comprender las posibles implicaciones para la salud ambiental de la minería de litio, tanto en los EE. UU. como en el extranjero.
En un informe publicado en Environmental Science & Technology Letters en enero, el dúo realizó el primer análisis químico exhaustivo de las aguas residuales asociadas con la extracción de salmuera de litio en el Salar de Uyuni. Sus hallazgos podrían informar estrategias para gestionar futuras operaciones mineras de manera más sostenible y proteger el frágil entorno del salar.
La extracción de salmuera de litio actualmente implica un proceso de varios pasos que generalmente es así: la salmuera se bombea desde debajo de la superficie a una serie de estanques de evaporación superficiales y superficiales. A medida que el líquido se evapora en estanques sucesivos, precipitan sales indeseables. Sin embargo, el litio se vuelve más concentrado en la salmuera en cada etapa. El litio concentrado finalmente se traslada de los estanques de evaporación a una instalación cercana para procesarlo en carbonato de litio, el material que se utiliza en las baterías recargables.
La extracción de litio en el Salar de Uyuni se encuentra en etapas preliminares. Sin embargo, las investigaciones han demostrado que la extracción a largo plazo de salmueras de litio en otras salinas, como el Salar de Atacama en Chile, puede provocar que los niveles de las aguas subterráneas disminuyan y que la tierra se hunda. Dichos impactos podrían afectar el futuro de la minería de litio en el Salar de Uyuni, según Vengosh.
Para su estudio, Williams y Vengosh analizaron la química de la salmuera de litio y los materiales de desecho asociados con una operación minera piloto en el Salar de Uyuni. En particular, estaban interesados en determinar la acidez y la presencia de oligoelementos, como el arsénico, un metal tóxico que puede causar una variedad de problemas de salud en las personas y la vida silvestre expuestas. Las muestras del sitio de la mina incluyeron salmuera natural bombeada desde el subsuelo; salmuera de ocho estanques de evaporación; y aguas residuales de la instalación de procesamiento de litio.
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Avner Vengosh y Gordon Williams recolectaron muestras de salmuera de litio del Salar de Uyuni para su análisis químico. Foto cortesía de Avner Vengosh.
En las muestras de salmuera natural, el equipo midió niveles de arsénico entre 1 y 9 partes por millón, así como una acidez relativamente neutra. En comparación, la salmuera de los estanques de evaporación se volvió cada vez más ácida a medida que se concentraba.
Los niveles de arsénico también aumentaron drásticamente de un estanque a otro. Por ejemplo, el último estanque reveló niveles de arsénico de casi 50 partes por millón, aproximadamente 1.400 veces más altos que el punto de referencia considerado ecológicamente aceptable por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos.
“Este nivel de arsénico es extremadamente alto”, comentó Vengosh. “Mi grupo ha trabajado en todo el mundo, en África, Europa, Vietnam, India, y no creo que hayamos medido nunca ese nivel de arsénico”.
Como señalaron los autores, la fuga o descarga intencional de salmuera de los estanques de evaporación a la salina circundante podría afectar negativamente a la vida silvestre.
“Existe un riesgo de bioacumulación”, dijo Williams, refiriéndose al proceso por el cual las sustancias químicas se acumulan en los organismos con el tiempo, con consecuencias potencialmente dañinas. Los flamencos, por ejemplo, se alimentan de artemias locales, que son sensibles al arsénico en niveles superiores a 8 partes por millón.
El equipo también descubrió que los niveles de boro (que pueden causar efectos sobre la salud según la naturaleza de la exposición) aumentaban de un estanque de evaporación a otro. Por el contrario, las aguas residuales de la planta de procesamiento de litio mostraban niveles relativamente bajos de boro y arsénico, similares a los niveles encontrados en las salmueras naturales y, en algunos casos, inferiores a ellos.
Además, Williams y Vengosh investigaron las posibles repercusiones de tomar salmuera usada (es decir, salmuera que queda después de extraer el litio) o aguas residuales del procesamiento de litio e inyectarlas nuevamente en el depósito de litio. La industria minera del litio ha indicado que estos enfoques pueden contrarrestar el hundimiento del terreno.
El equipo descubrió que ambos métodos de inyección tendrían consecuencias indeseables. Por ejemplo, la salmuera usada probablemente se mezclaría mal con la salmuera natural, obstaculizando el flujo de salmuera debajo de la superficie y potencialmente interfiriendo con el bombeo. Por otro lado, inyectar aguas residuales nuevamente en el depósito podría diluir el recurso de litio.
Una posible solución para prevenir el hundimiento del terreno sería mezclar cuidadosamente la salmuera usada con las aguas residuales para lograr un equilibrio químico con la salmuera natural, indicaron los autores. Sin embargo, estudios futuros deberían investigar más a fondo las implicaciones ambientales de esa estrategia, agregaron.
Por su parte, Williams y Vengosh están centrando su atención en el origen del litio en el Salar de Uyuni. "Estamos construyendo un modelo geoquímico para entender por qué el litio se enriquece en esas salmueras", explicó Williams. "¿Cuál es la fuente? ¿Y cuál es el mecanismo que causa esta concentración?"
Además, Williams, Vengosh y Ph.D. La estudiante Hannah Wudke está trabajando con otro equipo de la Escuela Nicholas, dirigido por la profesora distinguida John O. Blackburn Erika Weinthal, para comprender cómo la extracción de salmuera de litio en el Salar de Uyuni podría afectar la salud y el bienestar de las comunidades indígenas vecinas.
“Vemos al litio como el futuro de la seguridad energética, por lo que estamos tratando de analizarlo desde diferentes ángulos para garantizar el desarrollo y el suministro sostenibles”, dijo Vengosh.
