Reciclaje de baterías de litio: ¿es una alternativa para mermar la explotación en los salares?

Extraer litio en Chile supone explotar los recursos hídricos de los salares andinos: por cada tonelada de este mineral, clave para la transición energética global, se requiere la evaporación de 2 millones de litros de agua; y solo en 2023 la empresa SQM produjo 160.000 toneladas del llamado "oro blanco".

Esta magnitud se traduce a su vez en peligro latente para diversas especies, de todos los tipos y tamaños: aves migratorias como el flamenco andino y desconocidos microorganismos pretéritos cuya génesis alcanza los orígenes de la Tierra.

Encontrar alternativas para disminuir la extracción es una necesidad tecnológica frente a este escenario, que pone en riesgo un rico ecosistema interconectado a través de las napas subterráneas y poblado de respuestas sobre el pasado y futuro del planeta.

Con esa interrogante en mente, desde el norte de Chile, científicos e ingenieros de diversas partes del mundo colaboran para dar una nueva vida a las baterías de litio.

Según un informe reciente de la Agencia Internacional de Energía (IEA), aunque el reciclaje de baterías de litio no elimina la necesidad de minería, sí ofrece una fuente secundaria que reduce la dependencia de nuevas extracciones y refuerza la seguridad del suministro en los países importadores de este mineral.

Desarrollo de nuevas tecnologías

El Centro de Investigación, Desarrollo e Innovación en Baterías de Litio (Lithium I+D+i) de la Universidad Católica del Norte en Antofagasta, creado hace un año con el apoyo de la empresa minera SQM, trabaja en el desarrollo de nuevas tecnologías para el reciclaje y reutilización de baterías de litio. "Nuestro objetivo es producir conocimiento. Nos enfocamos en nichos estratégicos, colaborando con empresas que necesitan soluciones específicas que actualmente están desatendidas", explicó a Climate Tracker su director ejecutivo, Hernán Cáceres.

Esta iniciativa busca consolidarse como un referente tanto a nivel nacional como internacional en la innovación de baterías de litio. El centro se organiza en cuatro áreas principales que trabajan de manera coordinada: nuevos materiales y celdas de batería; procesos de reciclaje sustentables; sistemas electrónicos y aplicaciones; y modelamiento y análisis de entorno.

"Trabajamos en procesos para recuperar litio, y otros elementos valiosos como cobalto y manganeso. Estos materiales reciclados podrían luego ser utilizados en la fabricación de nuevas baterías", comentó a este medio el académico e investigador del Área de Nuevos Materiales y Celdas de Baterías, Sergio Conejeros.

Conejeros explica que gran parte de las investigaciones que desarrollan se centran en mejorar el desempeño y reducir costos de las baterías de ion-litio: "Aquí, los materiales son caracterizados y sometidos a rigurosas pruebas electroquímicas para evaluar su rendimiento".

De este modo, se comienza con pruebas a escala de laboratorio con cantidades mínimas de material y, si los resultados son positivos, se avanza a la fabricación de baterías cilíndricas más grandes, como las utilizadas en vehículos eléctricos.

Un tema relevante en este ámbito es el concepto de segunda vida. Los investigadores explican que, aunque una batería de auto puede perder eficiencia para su uso original, puede ser reutilizada como batería de un aparato electrónico, por ejemplo. "Este enfoque extiende su vida útil y reduce la necesidad de extracción de nuevos materiales", destacó Cáceres.

El especialista indicó que, si bien aún están en una etapa inicial, sus avances han sido muy significativos: "Sabemos que la demanda de litio seguirá creciendo debido a la transición energética global. Por eso es tan importante desarrollar tecnologías de reciclaje que permitan reutilizar los materiales de baterías en desuso, reduciendo la dependencia de la extracción de nuevos recursos".

En la misma línea, subrayó el papel de la investigación para generar tecnologías que permitan no depender de potencias manufactureras, entendiendo que "si bien Chile cuenta con recursos como litio y cobre, la producción de los componentes de las baterías sigue dominada por otros Estados".

Cambio de paradigma

Estas iniciativas de innovación no solo se enfocan en crear nuevos materiales para baterías, sino también en su reutilización dentro del marco de la economía circular. No obstante, ¿se ajusta esta dinámica tecnológica a los modelos de negocios de las empresas extractivas enfocadas en maximizar utilidades? En caso de no implementarse ¿terminarán estas baterías de alto valor en los vertederos?

En Chile, la Ley de Responsabilidad Extendida del Productor (REP), promulgada en 2019, busca reducir la generación de residuos y promover su reciclaje y reutilización. Esta ley establece que los fabricantes e importadores de productos prioritarios, incluidas las baterías, son responsables de gestionar los residuos generados por sus productos. Sin embargo, aún no se implementa totalmente.

El experto en ecodiseño y economía circular, Alejandro Chacón, puntualizó a Climate Tracker: "Nos falta conocimiento, campañas de educación, capacidades técnicas e incluso infraestructuras adecuadas".

"Si logramos recuperar todas las baterías de litio, es probable que no sepamos qué hacer con gran parte de esos materiales. Muchas veces el destino final de estos materiales sigue siendo incierto", agregó.

Según el informe de la IEA, aumentar el reciclaje no solo reduce los impactos ambientales y sociales de la minería, sino que también ayuda a evitar que los residuos de tecnologías de uso final terminen en los vertederos.

Para Chacón, es esencial comenzar a valorar adecuadamente estos materiales y establecer metas más claras. "Necesitamos crear procesos de reciclaje que puedan ser transferidos a la industria de manera efectiva, asegurando que se conviertan en soluciones viables para la recuperación de materiales", concluyó.

Del laboratorio hacia el futuro

Relithia es una de las pocas empresas chilenas dedicadas al reciclaje de baterías de litio. Fundada por los químicos industriales Nicole Briones y Víctor Rojas, lo que comenzó como una pequeña iniciativa financiada con fondos internos universitarios ha evolucionado a una empresa con gran proyección a futuro.

"En el laboratorio desarrollamos un proceso químico-físico para recuperar materiales clave de baterías fuera de uso. Este método sentó las bases para aplicarlo a baterías más grandes y complejas, como las de vehículos eléctricos", explicó Rojas a Climate Tracker.

Actualmente, Relithia procesa desde baterías para herramientas inalámbricas y drones hasta celdas de paneles fotovoltaicos. Estas últimas, que pueden llegar en grandes cajas de hasta 200 kilos, son desarmadas y procesadas para extraer sus componentes clave.

"El cobalto, por ejemplo, es un metal difícil y costoso de obtener, pero se puede recuperar eficazmente a través de estos procesos de reciclaje", detalló. Las tasas de recuperación de minerales valiosos son muy altas, alcanzando entre el 90% y el 100%, y hasta un 50% de estos se reincorpora en la fabricación de nuevas baterías.

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A futuro, Relithia planea escalar sus operaciones a nivel industrial, con una planta piloto que les permita procesar cientos de kilos de baterías al día. "Sabemos que el reciclaje no podrá igualar la escala de extracción primaria, que produce toneladas de material diariamente, pero reciclar ofrece una forma de reducir la dependencia de fuentes naturales y fomenta prácticas más responsables en la industria", comentó el ingeniero.

Según datos de la IEA, si el reciclaje de baterías se expande con éxito y los países cumplen sus compromisos ambientales, se podría reducir la necesidad de minería en un 40% para cobre y cobalto, y en un 25% para litio y níquel para 2050.

Además, el informe señala que el despliegue acelerado de energías limpias requerirá una expansión significativa de nuevas minas y refinerías, pero también presenta una oportunidad para que el suministro secundario, como el reciclaje, juegue un papel cada vez más relevante, fomentando el desarrollo económico.

En América Latina, sin embargo, las tasas de reciclaje son muy bajas, alcanzando apenas un 5%, muy por debajo de Europa y América del Norte, donde superan el 40%.

Los grandes desafíos

Jaime Chacana, líder del área de reciclaje del Centro Lithium, puntualizó que, aunque hay un creciente interés en el reciclaje de baterías, aún se necesitan incentivos para impulsar este proceso. "Es probable que la implementación de la Ley de Responsabilidad Extendida del Productor (REP) impulse el reciclaje, tal como sucedió con los neumáticos", dijo a Climate Tracker.

Sin embargo, el reciclaje de baterías presenta varios desafíos. Uno de los principales es el proceso de separación de los minerales para su reutilización, que requiere el uso de componentes altamente contaminantes. La hidrometalurgia, por ejemplo, permite recuperar metales como litio, manganeso y cobalto a través de disoluciones ácidas, un procedimiento que tiene un impacto ambiental significativo.

Frente a esto, el equipo del Centro Lithium está buscando alternativas más sostenibles, como el uso de ácidos orgánicos. "Algunos miembros del equipo están explorando la posibilidad de utilizar microorganismos en el proceso de lixiviación", comentó Chacana respecto a esta opción que podría ser menos dañina para el medio ambiente

"A veces, aunque un proceso de reciclaje parezca prometedor, al analizarlo más a fondo descubrimos que no es tan sostenible como parece. Por ejemplo, alcanzar una recuperación del 99% de los metales podría requerir un alto consumo de ácidos, lo que puede ser rentable técnicamente, pero no necesariamente lo será desde el punto de vista ambiental o económico", afirmó.

Críticas e incertidumbres

El reciclaje de baterías de litio, aunque prometedor, tiene importantes vacíos que resolver: su escala es reducida y los costos de los procesos de recuperación son elevados. Además, califican como residuos peligrosos y transportarlas es un obstáculo significativo. En resumen, se requiere un mayor desarrollo científico y un marco legal más sólido para que el reciclaje pueda integrarse de manera efectiva y a gran escala.

El coordinador de la Red de Salares Protegidos, Ramón Balcázar, se muestra escéptico frente a estas iniciativas. Aunque el reciclaje de baterías podría parecer una solución, comparte la preocupación de que la escala de recuperación sigue siendo baja, los costos son elevados y la logística resulta compleja.

"En la actualidad, la extracción de litio en salares a gran escala sigue siendo mucho más rentable para las empresas que el desarrollo de estas tecnologías de reciclaje", señaló Balcázar para este reportaje.

"Es fundamental evaluar de manera integral las alternativas al extractivismo, incluyendo el reciclaje, y promover una transición energética que priorice la justicia socioambiental y la reducción del consumo masivo de recursos", enfatizó, además de cuestionar cómo el discurso en torno al reciclaje, al igual que el de la minería "verde", pueda ser utilizado como una herramienta de "greenwashing".

El valor de los ecosistemas en juego

Sin un manejo adecuado, la extracción de ciertos recursos naturales puede llevar a su agotamiento. Según la académica del Departamento de Ingeniería Química y Procesos de Minerales de la Universidad de Antofagasta, Ingrid Garcés, la minería del litio es, en realidad, minería del agua y por ello requiere un enfoque más cuidadoso y conocer a cabalidad los impactos en los ecosistemas y las comunidades.

A diferencia de los yacimientos minerales, los ecosistemas vivos, como los salares, son extremadamente vulnerables. Para la ingeniera, estamos repitiendo los mismos errores del pasado. "El enfoque debe estar en la base de la cadena, en la extracción. Si no somos capaces de realizar los estudios necesarios, no podremos construir procesos sostenibles que avancen de manera efectiva hacia etapas más complejas como el reciclaje", explicó a Climate Tracker.

Garcés también criticó cómo las instituciones han fallado en garantizar una protección efectiva de estos ecosistemas. "No estoy en contra de la industria, sino de la manera en que se ha manejado. No se puede anteponer la extracción sin un conocimiento profundo, ya que estamos llevando a la destrucción de ecosistemas únicos, que nunca más podremos recuperar", subrayó.

*Este texto fue producido con el apoyo de Climate Tracker América Latina