Las baterías de litio impulsan el mundo. ¿Cuánto sabes sobre ellas?
Las pilas de alta tecnología y gran eficacia han dado lugar a muchas tecnologías modernas que las personas utilizan en su vida cotidiana. Esto es lo que debes saber sobre su funcionamiento y su seguridad medioambiental.
Trabajadores de una planta de litio en Bolivia utilizan martillos para romper una capa de sal que obstruye periódicamente las tuberías que transportan la salmuera con litio a las piscinas de evaporación. El elemento es crucial para alimentar las baterías modernas, pero su producción daña el medio ambiente local.
En la cresta de los Andes, en el suroeste de Bolivia, se encuentra un abrasador salar blanco llamado Salar de Uyuni. Este lugar, caracterizado por sus vastas superficies espejadas y su atmósfera seca, esconde un precioso metal alcalino que alimenta gran parte del mundo moderno: el litio.
El Salar de Uyuni está situado en el Triángulo del Litio, formado por Argentina, Bolivia y Chile. La región cuenta con las mayores reservas de litio del mundo, que constituyen las baterías de iones de litio que arrancan los aparatos electrónicos utilizados por miles de millones de personas en todo el planeta.
Las baterías de iones de litio son recargables y se utilizan en vehículos eléctricos, teléfonos inteligentes, ordenadores portátiles, cepillos de dientes eléctricos y otros artículos. Estas baterías presentan varias ventajas que las convierten en líderes del mercado frente a otras alternativas.
Según un informe publicado en 2021 en Nature, el mercado de las baterías de iones de litio crecerá de 30 000 millones de dólares en 2017 a 100 000 millones en 2025.
Las baterías de iones de litio son la columna vertebral de vehículos eléctricos, y se consideran de bajo mantenimiento, ya que no necesitan ciclos programados para mantener su vida útil. También tienen densidades de energía y voltajes extremadamente altos, y almacenan energía renovable como la solar y la eólica.
"El gran impulso para utilizar baterías de iones de litio es para los vehículos eléctricos que reducirán nuestra dependencia de los combustibles fósiles", asegura Linda Gaines, analista de sistemas de transporte del Laboratorio Nacional de Argonne. "Se necesita mucha energía y muchos recursos para fabricar los propios vehículos y, en particular, las baterías".
Una cadena de montaje dentro de una fábrica de BMW en Alemania produce vehículos eléctricos alimentados por baterías de litio. A pesar de los inconvenientes, las baterías de litio son esenciales para alimentar la tecnología de las energías renovables.
En el interior de una batería de litio se ven anillos de cobre. Se necesitan muchos metales para construir una batería de alta potencia, pero el litio y el cobalto han surgido como dos ingredientes controvertidos.
Dadas las emisiones anuales del sector del transporte, sostiene que estas baterías merecen la pena por su coste medioambiental. Pero algunos siguen preocupados por el coste para el planeta y para nosotros mismos.
¿Las baterías de iones de litio son ecológicas?
A pesar de sus ventajas, los científicos se enfrentan a un dilema cuando se trata del impacto ambiental de las baterías de iones de litio. Si bien es cierto que facilitan las energías renovables y producen menos emisiones de carbono, no están exentas de inconvenientes.
El proceso de obtención del litio a través de la minería es destructivo para el medio ambiente. La pregunta que queda en el aire es cómo justificar la destrucción y contaminación que deja la minería a cambio de los preciados minerales que permiten la economía verde.
Como el litio tiene un peso y un radio atómico pequeño, las baterías tienen un alto voltaje y almacenamiento de carga por unidad de masa y unidad de volumen.
El Departamento de Energía de Estados Unidos señala que "mientras la batería se descarga y proporciona corriente eléctrica, el ánodo libera iones de litio hacia el cátodo, generando un flujo de electrones de un lado al otro. Al enchufar el dispositivo, ocurre lo contrario: los iones de litio son liberados por el cátodo y recibidos por el ánodo".
Uno de los métodos que utilizan los ingenieros para extraer litio es la extracción de salmuera, que consiste en perforar un depósito subterráneo de salmuera y luego bombear el agua salada hasta la superficie. A continuación, la salmuera se envía a estanques de evaporación donde el contenido de agua se evapora, dejando un concentrado de litio que luego se extrae.
Sin embargo, los informes del Triángulo del Litio sobre los efectos medioambientales adversos de la extracción son graves.
Según publicó Euronews, "la producción de litio mediante estanques de evaporación utiliza mucha agua: unos 21 millones de litros al día".
En las zonas muy áridas de Sudamérica donde se practica la minería, el agua (un recurso escaso) se desvía de las comunidades locales hacia las explotaciones mineras, lo que provoca una grave contaminación por ácido sulfúrico e hidróxido de sodio, así como problemas de escasez de agua.
Según el Consejo para la Defensa de los Recursos Naturales, "los miembros de la comunidad sostienen que el agotamiento de los niveles de agua en pozos, lagunas, aguas subterráneas y humedales ha tenido repercusiones perjudiciales en sus prácticas agropastorales, y han observado un aumento de la mortalidad de flamencos y camélidos debido a la contaminación por polvo derivada de las actividades mineras".
El litio se seca y compacta en las salinas del desierto chileno de Atacama. El elemento se encuentra de forma natural en ciertos suelos desérticos, pero su extracción requiere productos químicos tóxicos. Dos especies de flamencos de esta región están amenazadas por la extracción de litio.
¿Son seguras las baterías de litio?
En general, las baterías de litio se consideran seguras para las personas y los hogares, y funcionan correctamente siempre que no haya ningún defecto en la batería. Aunque este tipo de fallos son infrecuentes, las baterías de iones de litio se han incendiado antes.
Zheng Chen, profesor de nanotecnología de la Universidad de California en San Diego, Estados Unidos, señala un caso en el que un teléfono móvil se incendió en un vuelo. Algunos autos eléctricos también se han incendiado. En una estación de almacenamiento de energía en Monterrey, California, las propias baterías de litio se han incendiado.
Cuando la batería arde, se produce calor, presión y se liberan gases tóxicos por evaporación. Al mezclarse con el viento, esos gases pueden propagarse a las comunidades donde vive la gente.
"Esto puede ser preocupante si no hay una buena estrategia de mitigación en el diseño de estos sistemas. Ha habido algunos incidentes en los que vehículos eléctricos se han incendiado en garajes. No son frecuentes, pero han ocurrido", reconoce Chen.
El profesor estadounidense no está convencido de que puedan eliminarse todos los riesgos. "Pueden producirse daños mecánicos aunque no lo esperemos".
Para mitigar este riesgo, la Administración de Seguridad y Salud en el Trabajo de Estados Unidos aconseja a los consumidores que "retiren los dispositivos y baterías de litio del cargador una vez que estén completamente cargados, y almacenen las baterías y dispositivos de litio en lugares secos y frescos".
Además, los consumidores deben "inspeccionar las baterías en busca de signos de daños y, si los presentan, retirarlas de cualquier zona que contenga material inflamable".
