El Dr. Esteban Quijada, académico del Departamento de Ingeniería Química y Bioprocesos de la Universidad de Santiago de Chile (Usach), lidera un proyecto Fondecyt Regular que busca recuperar metales valiosos desde baterías de ion-litio en desuso, como el cobalto, el níquel y el manganeso. La iniciativa propone una tecnología más simple y amigable con el medioambiente, que combina la extracción y la separación de estos metales en un solo paso, utilizando líquidos iónicos como solventes verdes. El proyecto cuenta con el apoyo de la Dirección de Investigación Científica y Tecnológica (Dicyt-Usach).
Hace algunos años, los autos eléctricos eran más una promesa que una realidad. Hoy ya están en circulación en todo el mundo y Chile no se queda atrás. Sin ir más lejos, Copiapó se convirtió recientemente en la primera ciudad del país con un sistema de transporte público 100% eléctrico y, aunque esta tecnología representa una alternativa más limpia frente al combustible tradicional, también abre la puerta a nuevos desafíos medioambientales que aún no están del todo resueltos.
Uno de esos desafíos tiene que ver con las baterías de ion-litio, el componente clave que da energía a este tipo de vehículos. Aunque su uso permite reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, su fabricación requiere metales considerados críticos, no solo por su rol estratégico en la transición energética, sino también por su limitada disponibilidad y alta concentración geográfica, entre ellos se encuentran el cobalto, el níquel, el manganeso y el litio.
A esto se suma que las baterías tienen una vida útil de entre 8 y 12 años, y una vez agotadas, se transforman en residuos complejos de tratar, y si bien existen métodos para su recuperación, estos no siempre resultan del todo efectivos, ya que tienen altos costos operacionales y utilizan solventes tóxicos que representan un riesgo tanto para el medioambiente como para la salud de las personas.
Alternativa limpia, eficiente y sustentable
Frente a estas limitaciones, el Dr. Esteban Quijada, académico del Departamento de Ingeniería Química y Bioprocesos de la Usach, lidera un proyecto Fondecyt Regular que propone una alternativa más limpia, eficiente y sustentable para recuperar estos metales críticos desde baterías de ion-litio en desuso.
“Lo que buscamos es tomar esas baterías agotadas y tratarlas con procesos que no dependan de solventes tóxicos, sino de líquidos iónicos, que son más seguros. Estos compuestos permiten trabajar en condiciones más extremas, y a la vez nos dan la posibilidad de acoplar la extracción con un proceso electroquímico que separa selectivamente los metales aplicando distintas diferencias de potencial. Así evitamos etapas intermedias, reducimos los residuos y obtenemos productos de alto valor, como aleaciones metálicas, a partir de un desecho.” explica el académico.
El proyecto contempla cuatro años de trabajo organizados en etapas progresivas. Durante el primer año, el foco está puesto en la selección de líquidos iónicos capaces de extraer eficientemente los metales presentes en las baterías, mediante procesos de lixiviación y modelación computacional, es decir, la disolución controlada del material y el uso de herramientas teóricas para predecir qué solventes verdes ofrecen mejor rendimiento para luego ir a la etapa electroquímica, donde se evalúan los potenciales eléctricos necesarios para separar cada metal de forma controlada.
“Una vez entendido cómo se comportan los líquidos iónicos y qué potenciales necesitamos aplicar, podremos avanzar a la siguiente fase, que es integrar ambos procesos en un solo paso. Eso nos permitirá hacer la separación selectiva de los metales de manera mucho más simple, sin todas las etapas intermedias que tienen los métodos actuales”, explica el investigador.
La etapa final del proyecto busca aprovechar los metales recuperados para generar aleaciones de alto valor, en particular cobalto-níquel, que presentan propiedades útiles para distintas industrias. Estas aleaciones no solo permiten valorizar un residuo que antes se desechaba, sino que también abren la posibilidad de fabricar nuevos materiales con aplicaciones en áreas como la catálisis o la resistencia térmica.
“La idea es pasar de un desecho a un producto final que tenga valor industrial. Queremos demostrar que es posible cerrar el ciclo completo: extraer, purificar y transformar los metales recuperados en un material funcional”.
Este tipo de tecnologías puede ser una oportunidad real para empresas que hoy se dedican al reciclaje de desechos electrónicos o para la propia industria minera, que podría diversificar sus fuentes de extracción sin depender exclusivamente de la explotación de yacimientos.
“Además, este proyecto también tiene una dimensión formativa muy importante: nos permite preparar estudiantes de pregrado, magíster y doctorado en tecnologías limpias aplicadas y entregarles herramientas que hoy están siendo altamente demandadas por el sector productivo”, termina Quijada.
