29 de noviembre de 2024.- ¿Alguna vez has manipulado un teléfono celular con la batería hinchada? No lo vuelvas a hacer. Las baterías de iones de litio presentes en equipos electrónicos móviles almacenan mucha energía en un espacio bastante reducido, y se hinchan cuando esa energía se libera de manera incontrolada y el calor resultante convierte algunos de sus componentes internos en gases inflamables y tóxicos. La probabilidad de que las baterías de iones de litio exploten o causen incendios es real, tan real como la esperanza de que puedan reciclarse y ser útiles nuevamente, Informó Oficina de Prensa Palacio de las Academias. Caracas, Venezuela.
Las baterías de iones de litio son dispositivos electroquímicos que almacenan energía química y la transforman en energía eléctrica a través de iones de litio. Estas baterías están presentes en teléfonos móviles, computadoras, cámaras, tabletas, entre otros aparatos ampliamente usados hoy en día, incluyendo los vehículos eléctricos.
"Creo fielmente en la industria del reciclaje y en la segunda vida de los materiales, aunque es un camino muy largo", aseguró Yarivith González, licenciada en la Especialidad de Química de la Universidad Pedagógica Experimental Libertador – Instituto Pedagógico de Barquisimeto, estado Lara (UPEL-IPB), durante un seminario organizado por la Academia de Ciencias Físicas, Matemáticas y Naturales de Venezuela (ACFIMAN).
La magíster en Ciencias Ambientales de la Universidad Yacambú reconoció que, para lograrlo, se debe allanar el terreno, empezando por la creación de la infraestructura jurídica, legal y administrativa, así como la formulación de políticas públicas. "Hace falta un verdadero compromiso crítico con las soluciones medioambientales de parte de la ciencia y los académicos, el Estado y la industria; la sociedad está ganada a hacerlo, lo que necesitamos es la coordinación".
Los residuos de baterías de iones de litio de vehículos eléctricos a nivel mundial superaron los 10 000 toneladas en el año 2012, que la cifra se disparó en 2020 hasta los 250 000 toneladas y que se espera que siga aumentando en 2025, hasta alcanzar los 464 000 toneladas. "¿A dónde irá a parar todo ese litio?", se preguntó González.
En su ponencia, González explicó que las baterías de iones de litio son dispositivos electroquímicos que almacenan energía química y la transforman en energía eléctrica a través de iones de litio. Estas baterías están presentes en teléfonos móviles, computadoras, cámaras, tabletas, entre otros aparatos ampliamente usados hoy en día, incluyendo los vehículos eléctricos. "Son recargables; por tanto, tienen un período de vita útil más largo que las alcalinas (de un solo uso)", precisó la magíster en Educación, Ambiente y Desarrollo de la UPEL-IPB.
La primera batería de iones de litio la comercializó Sony en 1991, pero la multinacional japonesa no fue la mente detrás de ese invento. El físico estadounidense John B. Goodenough, el químico japonés Akira Yoshino y el químico británico-estadounidense M. Stanley Whittingham ganaron en 2019 el Premio Nobel de Química por haber sido los primeros en desarrollar baterías de iones de litio comercialmente viables. "Este año, el Nobel de Química tiene que ver con nuestro mundo recargable", declaró en su momento el secretario general de la Academia de las Ciencias de Suecia.
Distribución mundial de litio
¿Dónde hay litio? Este metal alcalino, blando y con una gran conductividad térmica y eléctrica no existe en estado libre en la naturaleza. El elemento químico Li, identificado en la tabla periódica con el número atómico 3, solo se consigue en la corteza terrestre en forma de minerales y salmueras (acumulaciones de agua subterránea salina enriquecida con litio disuelto), siendo estas últimas donde se deposita en mayor concentración.
González indicó que, según la literatura, Chile, Bolivia y Argentina poseen más de la mitad de los depósitos mundiales de litio en forma de salmuera, por lo que se conocen como "triángulo del litio". "Le siguen China, Estados Unidos (EE. UU.), Australia, Canadá, entre otros, con la diferencia de que estos países tienen litio en roca dura, y el tratamiento minero para extraerlo es más costoso y complejo que la salmuera".
¿Qué hacer con los residuos?
Durante su presentación, González informó que, para el año 2019, el 65 % del litio extraído en el mundo se utilizó para fabricar baterías, mientras que el 18 % se destinó a la industria de la cerámica y vidrio, entre otras. También habló del costo de producción de las baterías de iones de litio que se ensamblan en vehículos eléctricos: el 52,1 % de los fondos se invierte únicamente en materiales o componentes.
De igual forma, mencionó estudios científicos según los cuales los residuos de baterías de iones de litio de vehículos eléctricos a nivel mundial superaron los 10 000 toneladas en el año 2012, que la cifra se disparó en 2020 hasta los 250 000 toneladas y que se espera que siga aumentando en 2025, hasta alcanzar los 464 000 toneladas. Sin embargo, la Agencia Internacional de la Energía (IEA) estima que los vehículos eléctricos producidos solo en 2019 generaron 500 000 toneladas de residuos de baterías de iones de litio y que la cantidad total de residuos para 2040 podría ser de hasta ocho millones de toneladas.
"¿A dónde irá a parar todo ese litio?", se preguntó González. "Habrá un recurso importante que tratar en los próximos años y se encienden las alarmas medioambientales. Es un reto que tenemos", dijo. La mayoría de las baterías de iones de litio desechadas terminan en vertederos o se almacenan, contaminando la tierra y desperdiciando energía y recursos naturales no renovables, de acuerdo con la Sociedad Estadounidense de Química (ACS).
Economía circular
Para la venezolana, lo primero en lo que se piensa es en reciclar las baterías para su reutilización o reacondicionamiento. "Ya hay investigaciones en las que no se separan los metales, sino que se regenera el material catódico para que funcione nuevamente con el mismo rendimiento".
El Parlamento Europeo define la economía circular como "un modelo de producción y consumo que implica compartir, alquilar, reutilizar, reparar, renovar y reciclar materiales y productos existentes todas las veces que sea posible para crear un valor añadido. De esta forma, el ciclo de vida de los productos se extiende". Por su parte, la Agencia de Protección Ambiental de EEUU. (EPA) sostiene que "una economía circular mantiene los materiales y productos en circulación durante el mayor tiempo posible".
Sobre este tema, González aclaró que "estamos en un proceso de transición de una producción lineal a una circular. El modelo nos demanda una remanufactura del producto partiendo de una fuente secundaria, que en este caso sería una batería de ion de litio que ya no funciona. Puedo regenerar el metal y llevarlo a alta calidad como si hubiese sido extraído de un recurso natural no renovable. La economía circular nos invita a diseñar productos que puedan, después de su vida útil, ser tratados y sus componentes ser recuperados para reinsertarlos en la cadena productiva, no solo para la fabricación del mismo producto sino de otros que usen la misma materia prima. Sí se puede", defendió.
Premio Princesa de Girona
Yarivith González reside actualmente en Argentina, donde está finalizando el Doctorado en Química en la Universidad Nacional de San Luis. Al inicio de su ponencia, agradeció la oportunidad que la presidenta de la ACFIMAN, la doctora Liliana López, le brindó para mostrar los avances de su trabajo de investigación a través de este seminario virtual, titulado "Baterías de ion litio, reciclaje y el rol en las nuevas tecnologías". "Se trata de un canal para sembrar semillas de esperanza y de nuevos conocimientos", afirmó. "Es un honor haber sido invitada por esta Academia tan prestigiosa. Es el primer seminario que doy en Venezuela de cara al Premio de la Fundación Princesa de Girona".
González fue una de las ganadoras del Premio Princesa de Girona Internacional 2024. El galardón lo otorgó la Fundación Princesa de Girona gracias a "su destacada labor en la investigación química, incluyendo el reciclaje de metales en baterías de iones de litio". Asimismo, por "su trabajo en promover la educación ambiental y por llevar la ciencia a los colegios en América Latina".
"En el pregrado siempre me preguntaba qué podía hacer para conectar mi investigación con un problema y una solución, que a su vez pudiera impactar positivamente en la comunidad. Esta área en la cual me he desarrollado abarca tres pilares fundamentales: ciencia, ambiente/sociedad y tecnología. Considero que esta triada nos puede llevar a investigaciones sostenibles que puedan dar respuesta a situaciones problemáticas ambientales desde la ciencia y la academia", señaló en su presentación.
Formada en Venezuela
Por su parte, el doctor Benjamín Scharifker, Individuo de Número (Sillón XIV) de la ACFIMAN y moderador del seminario, acotó que gracias al Premio Princesa de Girona Internacional la corporación conoció a González, "lo que resalta la eficacia de los reconocimientos para la promoción de los científicos, sobre todo en las etapas tempranas de sus carreras".
Cuando recibió el galardón a mediados de año, el doctor Scharifker le preguntó a González su impresión acerca de los estudios universitarios en Venezuela. "Yarivith me comentó que la llenó de aprendizajes y desafíos para su crecimiento personal y profesional, y que su pregrado no solo la enfocó en el conocimiento, sino también en formarse para enfrentar y resolver los problemas del mundo real", sostuvo el académico. "Que la ética y dedicación de sus profesores fomentaron en ella el pensamiento crítico y la capacidad de investigar independientemente. También me dijo que su experiencia en universidades venezolanas la ha inspirado a buscar la excelencia en cada uno de los proyectos que ha acometido en distintas partes del mundo".
