- El Colegio Nacional inició sus actividades de 2023 con una nueva sesión del ciclo Noticias del cosmos, coordinado por los colegiados Susana Lizano y Luis Felipe Rodríguez Jorge.
- El litio: de la Gran Explosión al futuro de la energía limpia, fue el título de la charla impartida por la astrofísica Jane Arthur y transmitida en vivo el 9 de enero por las plataformas digitales de la dependencia.
- En palabras de Jane Arthur, son las pilas y los vehículos eléctricos los que impulsan la demanda acelerada de este mineral. “La importancia astrofísica del litio viene del hecho de que es un elemento muy frágil y se destruye a temperaturas arriba de los dos millones de grados Kelvin”.
El litio, sus orígenes en la Gran Explosión al inicio del Universo, su relevancia en la astrofísica y la importancia que tiene en la transición energética en el mundo actual, fueron los ejes temáticos que se abordaron en la primera sesión del ciclo Noticias del cosmos, coordinado por los colegiados Susana Lizano y Luis Felipe Rodríguez Jorge, con la que El Colegio Nacional inició sus actividades de 2023.
El litio: de la Gran Explosión al futuro de la energía limpia, fue el título de la charla impartida por la astrofísica Jane Arthur y transmitida en vivo el 9 de enero por las plataformas digitales de la dependencia. La investigadora del Instituto de Radioastronomía y Astrofísica de la UNAM sostuvo que hace apenas diez años el uso principal de este mineral era en la cerámica y en el vidrio, incluso en medicamentos para tratar trastornos psiquiátricos para equilibrar el estado anímico del paciente.
Agregó que, en tiempos recientes, el sector de pilas impulsa la demanda mundial de este elemento. “Y por pilas estoy hablando de las recargables de hidróxido de litio que se encuentran en los celulares, en las computadoras portátiles y en las tabletas. Pero la cantidad del mineral en este tipo de dispositivos es bastante pequeña, hay sólo dos gramos en las pilas de los teléfonos celulares y de 6 a 20 gramos en las portátiles y las tabletas”.
Además, la demanda acelerada del material se debe a los vehículos eléctricos, que requieren pilas que necesitan de 10 a 20 kilógramos de este elemento en un auto típico, lo que significa cinco mil veces más que en un teléfono celular. “Dado que la Unión Europea y el Reino Unido han anunciado que para el 2035 prohibirán la manufactura de autos tradicionales en esta región y que sólo recibirán autos eléctricos, hay mayor impulso de demanda”.
En palabras de la especialista en la evolución de estrellas masivas y su impacto en el medio interestelar, las energías renovables intermitentes como la energía eólica o solar, son otro tipo de producciones que demanda litio, debido a que se construyen bancas de pilas del mineral que tienen el tamaño de un tráiler, donde se almacena la energía sobrante que no se usa mientras se genera, y que requieren cada una 700 kilógramos del elemento.
La especialista explicó que los intereses astrofísicos en relación al litio incluyen la formación y evolución de las estrellas masivas. De acuerdo con la experta, el origen del litio viene de tres fuentes diferentes: la Gran Explosión, los procesos de fisión de rayos cósmicos y las estrellas de baja masa moribundas. “En su núcleo atómico hay tres protones, que dan la identidad a un elemento químico”.
Comentó que el litio tiene una densidad de energía muy alta comparada con las pilas tradicionales, es decir, “las pilas de este material pueden ser más pequeñas y más ligeras con la misma energía que las tradicionales. Debido a su demanda se ha vuelto un mineral estratégico y es un tema de interés político en todo el mundo”.
Detalló que se trata de un metal color gris plateado, que tiene reacciones con el aire y el agua que le dan un tono de oscuro a negro en la superficie; cuenta con una densidad muy baja y ocupa el número tres en la tabla periódica de los elementos, sólo después del hidrógeno y del helio, “fuera de esos tres elementos ningún otro tiene origen en la Gran Explosión”.
“Por cada átomo de litio hay mil millones de átomos de hidrógeno, entonces no es muy abundante comparado con otros elementos como el carbono, el silicio y el hierro”, puntualizó la astrofísica. Aseveró que, después de la Gran Explosión, se formaron los primeros elementos, esto quiere decir que cuando el Universo tenía de 10 segundos a 20 minutos de edad se creó el litio, en una reacción que hoy en día no ocurre con las estrellas.
De acuerdo con la también experta en sustentabilidad y transición energética, el litio en el cosmos tiene dos procesos, el de la generación del mineral y el de destrucción. “La importancia astrofísica del litio viene del hecho de que es un elemento muy frágil y se destruye a temperaturas arriba de los dos millones de grados Kelvin por captura de hidrógeno”. Lo que provoca que las estrellas lo destruyan. “Los modelos de evolución química del Universo predicen que, con este proceso, ya no debe haber mucho de este mineral en galaxias como la Vía Láctea”.
Aseguró que, entre las fábricas de litio que existen en el Universo, se encuentran las estrellas de baja masa molecular moribundas. “Quizá los yacimientos más famosos de la Tierra están en los salares, en el desierto de Atacama, en el llamado triángulo de litio, donde se juntan los países de Bolivia, Argentina y Chile. Su extracción se realiza a través de la evaporación de salmuera, que consiste en bombear el subsuelo y luego se pone a fotoevaporar en estanques en la superficie. La concentración de litio en esta salmuera es bastante baja, de tan solo 0.1 % en la salmuera inicial”.
Se trata de un proceso de extracción muy tardado, debido a que para obtener litio se requieren de 18 a 24 meses, “pero es el Sol el que hace todo el proceso y sus costos son bastante bajos. Es una extracción rentable”. En el planeta Tierra también existen depósitos de este elemento en roca dura, en un mineral conocido como Espuma, ubicado en Australia; y en un depósito de mineral de arcillas, que se encuentra en Nevada, en Estados Unidos, en Serbia y en México.
Sin embargo, en palabras de Jane Arthur, estos depósitos tienen una concentración relativamente baja de litio, es inferior a 0.4% y hasta ahora no cuentan con una producción comercial, porque no es viable económicamente a nivel global. “Una de las grandes preguntas que tenemos que hacernos es: ¿si es energía limpia o es un desastre ambiental? Los países del norte global que están impulsando esta transición energética, no son los mismos países que tienen los depósitos de litio. Esa energía limpia es para algunos, y un desastre ambiental para otros”.
Puntualizó que es importante recordar que las pilas no son una tecnología fija, todo el tiempo se buscan nuevas técnicas, nuevos químicos y nuevas tecnologías. “En diciembre del año pasado, salió la noticia de que un grupo en Australia había desarrollado una batería de sodio y azufre que tiene hasta cuatro veces más capacidad energética que las pilas de iones de litio. Obviamente, se requiere desarrollar todo tipo de pilas, pero es prometedor este tipo de proyectos”, finalizó la ponente.
La conferencia El litio: de la Gran Explosión al futuro de la energía limpia, impartida por la astrofísica Jane Arthur, se encuentra disponible en las redes sociales de la institución.
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