LITIO, SILICIO Y COBRE: TRÍO ESTRATÉGICO PARA LAS ENERGÍAS LIMPIAS

Estos tres minerales se sitúan en el centro de la carrera global por la descarbonización ya que son imprescindibles para avanzar hacia un futuro con energías más limpias y sostenibles, según un especialista en transición energética, que analiza las dudas y retos que plantean la extracción y el uso de estos elementos críticos.

Los denominados minerales críticos o estratégicos son elementos químicos presentes en la naturaleza que están sujetos a una gran demanda, pero cuyo suministro es escaso, debido a que la cantidad disponible en la corteza geológica del planeta es muy limitada o a cuestiones relacionadas con las diferentes geopolíticas de los países o los bloqueos comerciales.

El litio, el silicio y el cobre son tres minerales esenciales para la transición desde las actuales formas de producir, distribuir y consumir energía cimentadas en los combustibles fósiles (gas, petróleo y carbón) a otros modelos basados en la electricidad generada a partir de fuentes energéticas renovables y menos contaminantes (hidrógeno, viento, luz solar, calor terrestre).

El Panel sobre minerales esenciales para la transición energética de la Naciones Unidas (UN) advierte que “un mundo impulsado por energías renovables estará hambriento de minerales críticos, cuya demanda se prevé que casi se triplique para 2030, a medida que se transite de los combustibles fósiles a las energías renovables para reducir las emisiones de dióxido de carbono”.

Los tres sostenes de la sostenibilidad energética.

La pregunta acerca del litio, el silicio y el cobre es si existe suficiente capacidad de extracción y procesamiento de estos minerales para cubrir la creciente demanda global de las energías renovables, según Manuel Moral, profesor de másteres en Energías Renovables y Transición Energética Renovable de la Universidad Europea (UE), institución privada con sede en Madrid, España.

“Más que un problema de producción en la actualidad debemos analizar las previsiones sobre la capacidad de satisfacer el consumo a futuro teniendo en cuenta los depósitos que conocemos y resultan económicamente viables”, señala el profesor de la UE (https://universidadeuropea.com).

“Los minerales críticos representan uno de los principales pilares de la transición energética, pero debemos garantizar que su obtención no cree nuevos problemas ambientales o geopolíticos”, advierte el experto.

Para Moral, además “conviene tener en cuenta que los recursos disponibles se encuentran repartidos desigualmente y a la hora de acceder a ellos entran en juego políticas geoestratégicas de muy largo plazo”.

Hay naciones que llevan décadas posicionándose en países con minerales críticos a precios competitivos, mientras que otras tienen que desarrollar alianzas y posicionarse en mercados estratégicos para acceder a estas materias primas”, según Moral.
Señala que “las tecnologías de generación de energía renovable se basan en proporcionar la energía en forma de electricidad, lo cual requiere de ingentes cantidades de cobre (generación y transporte de electricidad), silicio (generación fotovoltaica) y litio (almacenamiento)”.

Por lo tanto, y según algunos expertos, “se podría correr el riesgo de cambiar de una economía basada en un recurso finito —el actual sistema energético basado en combustibles fósiles, como el petróleo y el carbón —, por otra economía en la que la energía puede no tener dicha limitación, pero que requiere, de nuevo, de materiales finitos y con costes medioambientales”, reflexiona.

Además, “desde el punto de vista social, los puntos de extracción, por mucho que constituyan polos tractores de empleo, suscitan un miedo a la contaminación del entorno que puede terminar ahuyentando al turismo o al sector agroganadero”, recalca.
Actualmente se está investigando distintos procesos alternativos para la extracción minera y la recuperación y reciclaje de estos tres minerales, así como otros sistemas, materiales o mejoras para generar, transportar y almacenar energía eléctrica con un menor impacto ambiental, pero todavía no resultan económicamente competitivos ni industrialmente viables, según explica.

El profesor explica, a continuación, el uso de estos tres elementos, su proceso de extracción, su impacto ambiental y cómo se lo podría reducir.
Litio: esencial para las baterías.

Uso tecnológico. “Este elemento químico metálico es la base de las baterías de ion-litio utilizadas en los vehículos eléctricos, de modo que sin él la movilidad que necesita el planeta se vería gravemente comprometida”, explica el profesor Manuel Moral.
Proceso extractivo. “Su forma de extracción más común es en minas a cielo abierto” (explotaciones mineras que se desarrollan en la superficie terrestre, empleando medios mecánicos, químicos o explosivos para remover los terrenos que recubren o rodean la formación geológica que conforma el yacimiento mineral).

Impacto ambiental. “El proceso de extracción presenta inconvenientes medioambientales locales, como el impacto visual o la rotura del paisaje y el territorio, y extensivos, como la potencial contaminación de acuíferos o el impacto en la avifauna”, puntualiza.
Alternativas a la extracción actual. “Para solventar los problemas que apareja la dependencia del litio, se estudian sistemas de almacenamiento eléctrico basados en otros materiales más fáciles de extraer, con menor impacto ambiental y/o menor coste, como las baterías de sodio, y utilizar otros vectores energéticos, como almacenar energía en forma de hidrógeno”, explica Moral a EFE.

También se estudian sistemas de extracción directa de salmueras, extracción selectiva de salmueras, extracción de salmueras geotérmicas o extracción del agua de mar y arcillas, así como recuperar el litio de celdas de baterías que hayan alcanzado su vida útil, según explica.

Silicio: clave en los paneles solares.

Uso tecnológico. “Este elemento químico metaloide constituye el material base de la mayoría de los paneles solares fotovoltaicos, lo que le convierte en protagonista de una tecnología que ya lidera la generación renovable a nivel global”, según Moral.
Proceso extractivo. “El primer paso para obtener y purificar el silicio es la extracción y minería de la cuarcita, un compuesto que contiene este mineral crítico, la cual después es fundida a elevadísimas temperaturas para obtener silicio de grado metalúrgico, mediante un proceso químico”, explica.

Después, este silicio de grado metalúrgico se somete a distintas purificaciones y tratamientos, para obtener formas de dicho mineral que permiten obtener mejores eficiencias en el proceso del efecto fotovoltaico (que utilizan los paneles solares), apunta.
Impacto ambiental. “La principal dificultad es que se consume mucha energía en los procesos de extracción del silicio a partir de los minerales de los que forma parte, así como en su purificación y en la fabricación de las obleas de silicio utilizada en las células fotovoltaicas”, de acuerdo al profesor Manuel Moral.

Alternativas a la extracción actual. El profesor Moral explica que “se están desarrollando tecnologías que aumentan la eficiencia de las células fotovoltaicas” y que “por ejemplo, si se consigue doblar dicha eficiencia, el consumo de energía necesario para fabricar una determinada cantidad de células fotovoltaicas podría reducirse a la mitad”.
Cobre: redes eléctricas eficientes.

Uso tecnológico. “Gracias a su excelente conductividad, este metal resulta imprescindible para conseguir redes eléctricas más eficientes”, señala el profesor de la UE.
Proceso extractivo. La extracción de cobre involucra la obtención de este metal a partir de minerales que se encuentran en la corteza terrestre, mediante dos métodos principales: minería a cielo abierto o minería subterránea, dependiendo de la ubicación y la concentración del yacimiento, según explica.

Después, el mineral del cual se extraerá el cobre, se somete a diferentes procesos hasta conseguir los lingotes de cobre.

Impacto ambiental. “Los impactos de la extracción del cobre son los inherentes a los procesos utilizados para extraerlo de la Tierra, ya sea mediante minería a cielo abierto o subterránea, que van, desde impactos visuales en el entorno natural hasta posibles afecciones al medio acuático, a los acuíferos y los riesgos de vertidos químicos, entre otros”, según explica.

Alternativas a la extracción actual. “Se están investigando algunas mejoras sobre los sistemas actuales, como por ejemplo,

medidas para reducir el consumo energético por tonelada extraída o que no se emita CO2, y para la restauración ambiental de los puntos de extracción minera una vez agotado el yacimiento, restituyendo el hábitat natural al estado en el que estaba antes de comenzar la extracción”, señala.

También se estudia la “reducción del uso de ciertos compuestos químicos medioambientalmente nocivos utilizados durante la extracción, selección, depuración y refino del cobre, y el aumento del reciclaje de este metal para reducir la necesidad de minería extractiva”, concluye el profesor Manuel Moral.
Ricardo Segura.
EFE – Reportajes