El litio: geología asombrosa, explotación perturbadora

Ningún otro metal en el mundo tiene tanta demanda; el litio es indispensable para realizar la transición energética. Este "oro blanco" se extrae en los lugares más diversos del mundo, desde las grandes alturas de los Andes hasta las tierras bajas de Australia. Las baterías de los teléfonos móviles, los ordenadores portátiles y los vehículos eléctricos necesitan litio, al igual que las baterías para almacenar la energía solar y eólica. En los esfuerzos por reducir la dependencia de los combustibles fósiles, se necesitará cada vez más litio a medida que avancemos hacia el futuro. Muchos países están buscando suministros fiables. Se han identificado fuentes de este metal cerca de casa, o comprando acciones de minas en las principales regiones productoras de litio de Sudamérica, y en países desde Australia hasta Zimbabue.

Autora: Roseanne Chambers. Edición española: Silvia Zuleta Romano.

El litio es un elemento primordial que puede rastrearse hasta en el Big Bang y el comienzo del universo en expansión. Por eso, está ampliamente distribuido en el planeta Tierra. Se encuentra en el agua de los océanos, en muchas rocas ígneas e incluso en plantas y animales. Dado que las concentraciones de este metal suelen ser bastante bajas, hasta la fecha, se han encontrado relativamente pocas fuentes que sean económicas de extraer. El litio concentrado se halla en tres fuentes: en las salmueras que se encuentran en las salinas, en ciertos minerales de las rocas graníticas que se formaron muy lentamente, y recientemente también en las arcillas asociadas a antiguos depósitos lacustres, que se reconocen cada vez más como un potencial mineral de litio.

Mapa de las principales reservas de litio en salmueras y pegmatitas (USGS)

Litio en salmueras saladas

El "triángulo del litio", que abarca las fronteras de Bolivia, Chile y Argentina, alberga un 50% de las reservas mundiales. Este litio se encuentra en vastos salares, restos de antiguos lagos que antaño cubrían gran parte de esta región del altiplano de la cordillera de los Andes. Entre ellos se encuentra el Salar de Uyuni, que se extiende a lo largo de unos 4.000 kilómetros cuadrados y está considerado el mayor salar del mundo (es aproximadamente 100 veces mayor que el Salar de Bonneville, en Utah, que me ha parecido enorme al atravesarlo en coche por la Highway 80). Hace decenas de miles de años, el agua de los antiguos lagos comenzó a evaporarse, dejando tras de sí costras de sal y aguas subterráneas saladas. El litio se concentra en estas salmueras, que pueden bombearse a estanques de evaporación solar para eliminar el exceso de agua. Cuando se añaden varios productos químicos, las sales se precipitan y se puede extraer el valioso litio.

Hay salares similares en muchas regiones de nuestro planeta. Por ejemplo, en Nevada, donde la mina Silver Peak es actualmente la única mina de litio en funcionamiento en Estados Unidos. En China, una importante fuente de litio se extrae del agua hipersalina del lago Zabuye, situado a una altura de más de 4400 metros en la región del Tíbet, al sur de China. Desgraciadamente, las minas consumen grandes cantidades de agua, un recurso normalmente escaso en las regiones áridas. En el Salar de Atacama, en los Andes, las lagunas salobres llenas de camarones de salmuera son uno de los principales hábitats de anidación de los flamencos, y, el descenso del nivel del agua para abastecer a las minas, afectará a los delicados ecosistemas de estas lagunas. En Nevada, los abrevaderos para el borrego cimarrón y otros animales salvajes pueden desaparecer. Las poblaciones humanas locales también dependen de esta agua, y observan con alarma la expansión de las operaciones mineras en la región.

Litio en rocas ígneas

El litio también puede extraerse con éxito de las rocas graníticas en la minería de roca dura. La roca granítica se forma en regiones montañosas donde la actividad volcánica y los terremotos son el resultado de la colisión de dos placas tectónicas (convergentes). Ahí en las profundidades, se forman depósitos de magma fundido. Una parte de este magma asciende y llega a la superficie terrestre mediante erupciones volcánicas, mientras que la mayor parte se enfría lentamente para formar grandes masas sólidas de granito conocidas como batolitos. Con el tiempo, muchos de estos batolitos se han levantado y, tras el desgaste de la roca que los cubre, quedan expuestos en escarpadas cordilleras.

Cuando estas cámaras magmáticas se enfrían lentamente, se forman cristales sólidos que, a medida que baja la temperatura, se desprenden del líquido y hunden hacia abajo. Los elementos más pesados, como el manganeso y el hierro, se precipitan antes (a temperaturas más elevadas) que los elementos más ligeros, como el silicio y el litio, que permanecen en el líquido y se van concentrando. Finalmente, si el proceso de enfriamiento es extremadamente lento, se desarrollan cristales excepcionalmente grandes (porque tienen mucho tiempo para crecer). Así se forman rocas que se conocen como pegmatitas. Las pegmatitas de grano grueso - que suelen tener cristales de 2,5 cm o más de diámetro - pueden contener concentraciones relativamente altas de minerales raros que, de otro modo, estarían muy dispersos en la roca. Entre ellos se encuentran el boro, el flúor, el uranio y el litio, que a menudo se encuentra en los minerales espodumeno y petalita (ambos son silicatos de aluminio y litio). Estos minerales portadores de litio son el objetivo de la minería de roca dura.

Los cristales de pegmatita pueden tener tamaños enormes. En la mina de Etta, en las Black Hills de Dakota del Sur, se recuperaron cristales gigantes de espodumeno, incluidos muchos de más de 9 metros de largo con diámetros de aproximadamente 1 metro. Posiblemente, el mayor cristal de espodumeno jamás encontrado procedía de la mina Etta: un verdadero gigante que, según se dice, medía 14 metros de largo y 1,6 metros de diámetro máximo. Esta mina cerró en 1959, y es probable que haya muchos más cristales enormes escondidos bajo tierra.

La extracción de rocas graníticas duras y resistentes para obtener litio es costosa y el paisaje queda demolido en las minas a cielo abierto. Se necesitan excavadoras y voladuras para extraer el mineral, y luego hay que triturar la roca, tratarla con ácido y calentarla para obtener una forma de litio comercialmente útil. No obstante, las rocas graníticas están ampliamente distribuidas por todo el planeta, y muchos países se están centrando en las fuentes nacionales de rocas graníticas en su afán por extraer litio. Se están extrayendo minerales de pegmatitas en Australia, Zimbabue y en zonas recientemente reconocidas en países europeos, como Austria y la República Checa.

Litio en la arcilla

Las rocas sedimentarias también pueden contener grandes cantidades de litio. Este metal es muy soluble, por lo que fluye en el agua subterránea a través de en las capas exteriores de la corteza terrestre, interactuando a veces con la arcilla. Para poder rastrear hacia dónde podría migrar el fluido rico en litio y dónde podría quedar atrapado, se han utilizado con éxito los modelos desarrollados para la circulación del petróleo y las aguas subterráneas. Las líneas de falla, entre otras estructuras geológicas, pueden concentrar los movimientos de las aguas subterráneas y permitir el desarrollo de valiosas concentraciones de minerales.

El objetivo minero de Thacker Pass, cuya construcción se ha aprobado recientemente en el norte de Nevada, es la arcilla rica en litio procedente de antiguos depósitos lacustres. Estas rocas se encuentran dentro de la Caldera McDermitt, el emplazamiento de un volcán que entró en erupción hace unos 16 millones de años. Tras la erupción y con el paso del tiempo, las aguas subterráneas se filtraron a través de la roca volcánica, enriqueciendo así el agua con litio. El agua comenzó a llenar un gran lago en el cráter volcánico, en el que el sedimento rico en litio, en suspensión en el agua, se asentó y acumuló, capa tras capa, formando gruesos depósitos de arcilla. En Thacker Pass, se ha previsto una explotación a cielo abierto y un circuito de lixiviación con ácido sulfúrico y otros productos químicos para extraer el metal de la arcilla y producir litio para baterías.

El volcán que formó la Caldera McDermitt se originó en la misma fuente que las erupciones volcánicas que se han producido durante los últimos 2 millones de años en la región de Yellowstone. Un rastro de volcanes se extiende a lo largo deal menos 800 kilómetros desde Yellowstone hacia el suroeste en Nevada, con las edades de estos volcanes cada vez más antiguas hacia el oeste. (Durante décadas, se ha asumido un modelo de hotspot para el vulcanismo de Yellowstone, aunque es controvertido; lea más sobre ello en este artículo). Aunque no he visto ninguna información específica, tengo la firme sospecha de que se está buscando litio en otros sitios de lagos antiguos en calderas. Estos se encuentran en otras regiones volcánicas en el oeste de los Estados Unidos, y muchos podrían ser posiblemente objetivos para la minería.

También se ha identificado piedra arcillosa rica en litio junto a los trabajos de salmuera de la mina de salmuera de litio Silver Peak, mencionada arriba, en Clayton Valley, Nevada. En el Clayton Valley, Pure Energy Minerals tiene derechos mineros en más de 8000 hectáreas de tierra que rodean la mina de Silver Peak, situada en el lecho de un antiguo lago seco. La perforación exploratoria en los reclamos de Pure Energy Mineral comenzó poco después de que la División de Recursos Hídricos de Nevada otorgara derechos de agua al proyecto en enero de 2019. Muchos residentes locales en la región, y aún más lejos, están viendo estas demandas de agua, por no hablar de la minería a gran escala, con inquietud.

Más allá de las minas

La minería del litio es compleja. Las minas a cielo abierto y las numerosas hectáreas de piscinas de evaporación necesarias para concentrar la salmuera son claramente destructivas para el paisaje. Afortunadamente, existen algunas medidas para mitigar esto, de las que también hablo en otros artículos (ver más abajo).

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Leer más sobre el litio en el blog de Roseanne: 

• Leaning forward with Lithium.
• A Lighter Side of Lithium: part 1.
• A Lighert Side of Lithium: part 2.

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Nota de la editora (K.B.) de GondwanaTalks: El panorama geopolítico cambia constantemente. Mientras editamos e investigamos, descubro que Afganistán tiene billones de dólares de litio sin explotar (ver mapa en este artículo). Queda por ver si los talibanes explotarán estos minerales y lo que ello significará para el propio país y para las relaciones internacionales. Ya hemos escrito en GondwanaTalks sobre otro de los tesoros de Afganistán, el lapislázuli, extraído desde la antigüedad y hoy también un mineral de conflicto.

Imágenes:

Title Photo: Salar de Uyuni by Leonardi Rossatti on Pexels. https://www.pexels.com/photo/uyuni-salt-flat-2613110/

Photo of low light over the Salar de Uyuni in Bolivia by otsuka88 from Pixabay. https://pixabay.com/photos/bolivia-salar-de-uyuni-salt-lake-1802043

Photo of flamingo in Chile, Image by falco from Pixabay https://pixabay.com/photos/flamingo-chile-south-america-798591/

Photo of elbaite tourmaline (olive-green) and lepidolite mica (violet), from a lithium-enriched pegmatite in Brazil. https://en.wikipedia.org/wiki/Pegmatite#/media/File:Elba%C3%AFte_et_mica_(Br%C3%A9sil)_1.JPG

Este artículo es una traducción de un artículo de la geóloga estadounidense Dr. Roseanne Chambers: "Where Lithium Lurks".

En su blog, escribe sobre geología, geografía, historia, con especial atención, en muchos de sus artículos, en la historia natural y cultural de los Andes.

www.roseannechambers.com

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