La transición hacia la electromovilidad: ¿una amenaza medioambiental?

La industria automotriz se encuentra en un punto de inflexión por cuenta de los desafíos éticos y ambientales que supone la transición a la electromovilidad. ¿Qué está haciendo la industria?

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La industria automotriz, responsable de una porción significativa de las emisiones de gases de efecto invernadero, se encuentra en un punto de inflexión, abrazando la transición hacia los vehículos eléctricos (EV) como una estrategia clave para un futuro más limpio y verde. Sin embargo, esta transición hacia la electromovilidad no está exenta de sus propios desafíos y dilemas, particularmente en lo que respecta a la sostenibilidad de los recursos necesarios para su viabilidad a largo plazo.

En este artículo examinamos el fenómeno de la electromovilidad, destacando tanto sus promesas como los desafíos críticos que plantea, especialmente en relación con el litio, el mineral esencial en el corazón de esta revolución tecnológica.

La necesidad de la electromovilidad en el cambio climático y la salud pública

En la actualidad, el cambio climático y la contaminación del aire representan dos de los desafíos ambientales y de salud pública más significativos a nivel mundial. La comunidad científica ha presionado de manera contundente por una acción global para mitigar estos problemas, destacando la urgencia de adoptar medidas para alcanzar el objetivo de emisiones netas cero para 2050.

En este contexto, el sector de la industria automotriz emerge como un protagonista crucial, dado que contribuye al 23% de las emisiones de CO₂ globales y al 39% de emisiones de gases de efecto invernadero en América Latina. Ante este panorama, la industria se encuentra en un proceso de transformación histórica, impulsando la transición hacia vehículos eléctricos (EV) como una solución viable y sostenible.

La necesidad de esta transformación se fundamenta en la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, pero también en la lucha contra la contaminación del aire, responsable de un sinfín de problemas de salud en la población.

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), los vehículos de combustión interna en las grandes ciudades son fuente de enfermedades respiratorias, cardiovasculares, cáncer y efectos adversos en la reproducción, debido a la emisión de partículas finas (PM10) que estos motores liberan al ambiente. Ciudades de América Latina como Medellín, Cochabamba y Ciudad de México ya sienten los efectos devastadores de esta forma de contaminación en la salud de sus habitantes.

Sin embargo, el camino hacia la adopción masiva de vehículos eléctricos no está exento de obstáculos. Uno de los desafíos más significativos es el desarrollo y suministro de nuevas baterías eficientes, necesarias para el funcionamiento óptimo de los EV.

Un estudio global del IBM Institute for Business Value (IBV) resalta este punto crítico, evidenciando que, a pesar del compromiso de los fabricantes de automóviles con la transición a EV, existen complejidades técnicas y logísticas que deben superarse para asegurar una producción sostenible y económicamente viable de estos vehículos.

Desafíos de la electromovilidad y el litio

La carrera hacia la transición energética y la movilidad eléctrica ha puesto de relieve la importancia de diversos minerales esenciales como el litio, cobalto, cobre, níquel, aluminio y grafito. Estos elementos son pilares fundamentales en la fabricación de baterías para vehículos eléctricos, tecnologías de almacenamiento de energía y otros dispositivos esenciales para la transición hacia una economía baja en carbono.

Sin embargo, esta creciente demanda trae consigo desafíos significativos, especialmente en términos de impacto ambiental y sostenibilidad de los materiales utilizados en estas baterías.

Con proyecciones que indican un aumento exponencial en la demanda de estos minerales críticos, es claro que la transición energética demanda más que nunca una extracción mineral responsable. Según un informe elaborado por SOMO (The Centre for Research on Multinational Corporations), se espera que la demanda de baterías de litio para el año 2030 multiplique por diez la demanda de cobre y por catorce la de aluminio en comparación con las cifras de 2019.

Este incremento en la demanda pone presión sobre las reservas globales de estos minerales y también intensifica los impactos negativos asociados con su extracción, como la degradación de cuencas hidrográficas, pérdida de biodiversidad y violaciones a los derechos humanos en las comunidades cercanas a las minas.

• El caso del litio

Gracias a su alta capacidad de almacenamiento de energía y ligereza, el litio se ha posicionado como el material preferido para las baterías recargables. Sin embargo, este mineral no se encuentra distribuido uniformemente por el planeta, y su producción se concentra en unas pocas regiones.

Australia lidera la producción a nivel mundial, extrayendo el litio principalmente de rocas mineras, mientras que en América Latina, Chile y Argentina destacan por sus vastas reservas en salares. Estos dos países, junto a Bolivia, forman el denominado "triángulo del litio", región que alberga cerca del 60% de las reservas mundiales del mineral, localizadas en salares como Uyuni, Atacama y Olaroz.

Por otro lado, China juega un papel crucial en este panorama debido a que es uno de los principales productores, además de ser el mayor refinador mundial de este mineral, capaz de convertir hasta un 60% del litio extraído globalmente en baterías. Esta capacidad le otorga un papel dominante en la cadena de suministro global, controlando no solo la extracción y refinación, sino también la fabricación de las baterías que alimentan la transición energética.

• Retos ambientales de la extracción de litio

Para obtener litio de los salares, es necesario evaporar grandes cantidades de salmuera, un proceso que consume enormes volúmenes de agua. Organizaciones como Pan para el Mundo advierten sobre el impacto de esta extracción en los ecosistemas locales, señalando que la producción de una sola batería de un vehículo eléctrico puede requerir la evaporación de hasta 80.000 litros de agua, poniendo en riesgo la biodiversidad de estas áreas y la vida de comunidades locales que dependen de estos recursos hídricos.

Alex Godoy, director del centro de investigaciones en sustentabilidad de la Universidad del Desarrollo en Chile, y profesor visitante de la Universidad de Harvard, subraya los impactos donde se ubican estos salares. Según el experto, la extracción del litio requiere de un drenaje de las aguas subterráneas, lo que altera el equilibrio ecológico y afecta la vida de microorganismos y especies como los flamencos, que dependen de la biodiversidad de los salares.

“Lo que se hace es técnicamente drenar el agua del salar e irlo secando en el tiempo. Entonces, cuando se secan, se convierten en cristales sin fluido, y obviamente sin esa existencia de agua, todo lo que vive de la interfaz agua-sal se va perdiendo” comenta.

• Escasez de recursos

Por otro lado, Godoy plantea interrogantes sobre la sostenibilidad de sus reservas debido al crecimiento vertiginoso en la demanda de litio. Entre 2018 y 2022, el consumo global de litio aumentó más de un 180%, una tendencia que probablemente continuará a medida que la adopción de vehículos eléctricos se acelere.

Según Godoy, aunque las reservas actuales de litio pueden soportar la transición energética en el corto plazo, es imperativo explorar alternativas para evitar un potencial agotamiento. Una de estas alternativas es el desarrollo de baterías basadas en otros materiales, como el cloruro de sodio, aunque estas opciones aún enfrentan desafíos en términos de capacidad y eficiencia.

“Hoy día, ya existe el primer vehículo comercial en China que utiliza baterías de cloruro de sodio, que es la sal de mesa, la que nosotros comemos usualmente. No obstante, tiene simplemente un 40% de potencial de ser usado en términos de lo que se utiliza en el litio. Por lo tanto, podríamos decir que es una batería de más baja calidad” afirma.

¿Qué está haciendo la industria para hacerle frente?

• Devolviéndole algo al planeta

Como se mencionó antes, la extracción de minerales críticos requiere grandes volúmenes de agua, afecta los ecosistemas locales y, en muchos casos, conlleva a conflictos por el uso de la tierra y el agua, además de generar residuos tóxicos. Estas preocupaciones ambientales y sociales plantean serios cuestionamientos sobre la sostenibilidad de la transición energética si continúa dependiendo de prácticas extractivas insostenibles.

Ante este escenario, es crucial buscar soluciones que, además de atender la demanda creciente de estos minerales, también mitiguen los impactos negativos asociados a su extracción. Por eso, la innovación en tecnologías de extracción y procesamiento que minimicen el impacto ambiental, el uso eficiente de recursos y la gestión de residuos son pasos importantes hacia una minería más sostenible. Empresas como Albemarle, en Chile, han empezado a generar prácticas más amigables, entre ella la no utilización de agua fresca para la extracción del litio, la reutilización de deshechos y la generación de procesos más eficientes de recuperación de litio.

“Todas las sales que se precipitan durante el proceso nosotros intentamos venderlas a clientes en un esfuerzo por la economía circular y así es como por ejemplo la halita se le vende a la industria del cobre, pues le permite optimizar la lixiviación de cobre con ácido sulfúrico; la silvinita y la carnalita de potasio se transforman en cloruro de potasio, que es un fertilizante para la agricultura y la bischofita se ocupa para la estabilización de caminos y la supresión de polvo y también en la industria minera para los caminos internos” comenta Ignacio Mehech, vicepresidente Asuntos Externos y Country Manager en Chile de Albemarle.

En este último caso, se utilizar una solución con bichofitas para regar los caminos y eso reduce el consumo de agua o la necesidad de utilizar agua hasta en un 90%.

Mehech también informa sobre la incorporación de un termoevaporador, desarrollado en conjunto con una empresa alemana, que les ha permitido doblar la capacidad de producción sin duplicar la huella hídrica. “Se incorporó con el único fin de recuperar agua dentro del proceso, lo que nos ha permitido reducir en más de un 30% el consumo de la misma en la planta química para la producción de un kilo de carbonato de líquido equivalente” comenta.

Por otro lado, las comunidades afectadas por la minería exigen medidas de protección más robustas, que incluyen la restauración de tierras, el acceso garantizado al agua, inversiones en regeneración de la vida silvestre, y la protección de los defensores ambientales. Hoy, muchas empresas involucradas en la cadena de suministro de estos minerales han empezado a desarrollar nuevas tecnologías de extracción que velan no solo por hacer la extracción más eficiente, sino por devolverle algo al planeta.

En el caso de Chile, el Gobierno ha impulsado la Nueva Era del Litio, que busca cambiar la forma en que se hacen las cosas e invertir en investigación para promover la extracción directa del litio y la reinyección de recursos. Sin bien es una de las apuestas más ambiciosas, ya lleva un camino importante de investigación y de testeo, por lo que se espera que pueda ponerse en marcha en los próximos años y, sobre todo, sumar a más jugadores de la industria para magnificar su impacto.

• Reciclaje y reutilización

El reciclaje y la reutilización de los materiales de las baterías de litio representan componentes críticos en el esfuerzo por hacer que la tecnología de almacenamiento de energía sea más sostenible y ambientalmente responsable. A medida que la demanda de baterías de litio aumenta, la importancia de desarrollar métodos eficientes y sostenibles para reciclar estas baterías se hace cada vez más evidente.

Empresas como Redux Recycling GmbH, en Bremerhaven, Alemania, y Umicore, en Bélgica, están liderando el camino en el establecimiento de procesos industriales estandarizados para el reciclaje de baterías de litio. En el caso de Redux Recycling GmbH, la empresa ha empezado a reutilizar hasta el 70% de las materias primas de las baterías de iones de litio, con una capacidad para procesar más de 10.000 toneladas al año. Por su parte, Umicore tiene la capacidad de reciclar aproximadamente 7.000 toneladas de baterías de iones de litio anualmente, lo que equivale a alrededor de 250 millones de baterías de teléfonos inteligentes.

Estas capacidades no solo subrayan el potencial técnico para reciclar y reutilizar una gran parte de los materiales de las baterías de litio, sino que también destacan la importancia de una economía circular en el sector de la energía. Mediante la recuperación y reutilización de metales preciosos y otros materiales, estas prácticas de reciclaje contribuyen significativamente a la reducción de la demanda de recursos vírgenes y a la minimización del impacto ambiental asociado con la extracción de nuevos materiales.

Otra iniciativa para mejorar la sostenibilidad en la producción de baterías es el proyecto Rebalire, impulsado por el Instituto Tecnológico de la Energía (ITE) y financiado por la Generalitat Valenciana. Este proyecto se centra en dos frentes principales: el reciclaje de baterías de litio y la revalorización de residuos agroforestales e industriales. A través de la financiación de la Conselleria de Innovación, Industria, Comercio y Turismo, el ITE busca desarrollar tecnologías que no solo mitiguen los impactos ambientales de la producción de baterías de litio, sino que también fomenten una economía circular en la industria.

Uno de los objetivos clave de Rebalire es optimizar el proceso de obtención de silicio y carbón sostenible para el desarrollo de ánodos en baterías de litio. Los investigadores del ITE han logrado avances significativos en este ámbito, reduciendo el consumo energético y mejorando la sostenibilidad del proceso. Por ejemplo, han desarrollado métodos para obtener silicio a partir de residuos agroforestales con un rendimiento superior al 30%, un tamaño de partícula inferior a 15 micras y una pureza superior al 95%.

Esto se ha conseguido mediante la reducción de la temperatura necesaria para la obtención del silicio, de cerca de 2000 °C a menos de 700 °C, y el uso de disolventes más respetuosos con el medioambiente en la etapa de purificación.

Otro pilar de Rebalire es el desarrollo de un proceso de reciclaje más eficiente y sostenible para baterías de litio de tipo NMC (níquel, manganeso, cobalto). Ante la inminente llegada de un gran número de estas baterías al final de su vida útil, el ITE está investigando cómo mejorar la eficiencia del reciclaje y reducir las emisiones de gases tóxicos y el uso de químicos dañinos.

Los investigadores han evaluado diferentes estrategias de reciclaje, concluyendo que la combinación de procesos de pretratamiento mecánico con procesos hidrometalúrgicos y de reciclaje directo son las más prometedoras. Estos enfoques no solo permiten recuperar una mayor cantidad de materiales valiosos, como el cobalto, sino que también promueven una gestión más sostenible de los residuos.

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Además de los metales preciosos y el litio, el reciclaje de baterías de fosfato de litio y hierro es un buen ejemplo de cómo se pueden recuperar y reutilizar recursos más comunes de manera eficaz. El hierro, siendo un material ampliamente utilizado y con un mercado de reciclaje bien establecido, representa una oportunidad significativa para aumentar la sostenibilidad general de las baterías de litio.

En última instancia, el éxito de la electromovilidad dependerá no solo de superar obstáculos técnicos y económicos, sino también de garantizar que el progreso tecnológico avance de la mano con la sostenibilidad ambiental.