De la roca a la celda

Extracción, camiones, trituración, refino, fabricación y transporte de una batería.

Del yacimiento a una celda limpia

1. Extraer

El litio puede proceder de salmueras bombeadas y concentradas mediante evaporación solar durante meses en enormes piscinas —el método dominante en salares como el de Atacama, en Chile—, o de roca dura que se perfora, vuela, carga y tritura, como en los yacimientos de espodumena de Australia. Níquel y cobalto llegan de minerales con procesos de minería y fundición distintos; el grafito puede extraerse de forma natural o sintetizarse a alta temperatura a partir de derivados del petróleo. Cobre y aluminio, presentes en casi cualquier componente eléctrico de la celda y del vehículo, conectan y dan estructura a todo el conjunto.

En una mina a cielo abierto trabajan perforadoras, palas, excavadoras y enormes camiones de acarreo capaces de transportar cientos de toneladas por viaje. Algunas palas son eléctricas; muchos vehículos de acarreo todavía queman diésel, y un solo camión de este tipo puede consumir varios cientos de litros de combustible por hora de operación continua. Su consumo por hora, sin embargo, no responde a la pregunta ambiental decisiva: depende de la carga transportada, la pendiente del camino, la distancia recorrida, el tiempo al ralentí y el tamaño del vehículo. El dato realmente comparable es energía y emisiones por tonelada de material refinado, que además empeora sistemáticamente cuando baja la concentración del mineral en la roca y hay que mover mucha más tonelada de estéril para obtener la misma cantidad de litio útil.

2. Concentrar y refinar

La roca se tritura y muele hasta convertirla en un polvo fino; después intervienen etapas de separación física, calor, presión y una combinación de reactivos químicos específicos de cada mineral. El producto final debe alcanzar una pureza extraordinaria —del orden del 99,5% o superior para uso en baterías—, muy por encima de lo que exige cualquier otro uso industrial del litio. En esta fase se consumen grandes cantidades de electricidad, combustibles y agua, y se generan estériles, salmueras residuales o lodos que necesitan gestión y confinamiento a largo plazo, exactamente igual que en cualquier otra actividad de minería y refino de metales.

3. Fabricar

Los polvos activos de cátodo y ánodo se mezclan con aglutinantes y disolventes hasta formar una pasta homogénea, que se recubre sobre láminas de cobre o aluminio con un espesor controlado con precisión micrométrica. Electrodo y separador se apilan o enrollan en salas extremadamente secas —una humedad ambiental incluso mínima puede arruinar toda una remesa de celdas—, se añade el electrolito líquido, y cada celda atraviesa después ciclos iniciales de formación y control de calidad antes de considerarse apta para su uso. Mantener una humedad casi nula y una temperatura estrictamente controlada en toda la sala de fabricación consume una cantidad significativa de energía: la electricidad concreta que alimenta esa fábrica —limpia o basada en carbón— puede cambiar radicalmente la huella de carbono final de la celda, aunque el diseño y la química sean exactamente los mismos.

4. Integrar y transportar

Celdas individuales, electrónica de control, carcasa protectora, sistema de refrigeración y elementos de protección estructural frente a impactos se ensamblan formando el paquete de batería final. Los materiales pueden cruzar continentes varias veces a lo largo de esta cadena, porque la extracción, el refino, la fabricación de cátodos, el ensamblaje de celdas y el montaje final del vehículo o equipo están, en la práctica actual, geográficamente muy concentrados en regiones distintas del mundo — cada cruce de océano añade su propio transporte, tiempo y emisiones antes de que la batería llegue a su destino final.

Qué reduce de verdad el coste material

  • Elegir una batería ajustada al servicio y evitar autonomía que raramente se usa.
  • Fabricar con electricidad de bajas emisiones y mejorar el rendimiento de la planta para reducir recortes defectuosos.
  • Exigir trazabilidad de mina y refino, uso de agua, relaves y condiciones laborales.
  • Diseñar módulos reparables, accesibles y fáciles de desmontar.
  • Conservar el vehículo o equipo el tiempo suficiente para repartir su fabricación entre muchos años de servicio.
  • Recuperar chatarra de fábrica hoy y baterías usadas cuando lleguen en volumen.

No hay una «mochila» idéntica para todas las baterías. Química, tamaño, proveedor, energía industrial y vida útil pueden cambiar el resultado. Por eso una comparación seria declara esos supuestos.

Los números, con su origen

Un salar entero para una tonelada de litio

En el salar de Atacama (Chile), producir una tonelada de carbonato de litio exige, de media, la evaporación de aproximadamente medio millón de litros de salmuera (unos 500 m³) en enormes piscinas solares durante meses. Un estudio detallado de esta operación concreta calcula un impacto potencial de agua equivalente de 442 m³ por tonelada de producto de litio. La salmuera concentrada se transporta después en camión unos 232 km hasta la planta de refino en Antofagasta, y las emisiones de esa primera etapa de la cadena se estiman en torno a 4.022 kg de CO₂ equivalente por tonelada de carbonato de litio. Según algunas estimaciones, la minería en esta zona puede llegar a consumir hasta el 65% del agua disponible de la región — una cifra que, incluso si varía entre estudios, señala una presión hídrica real sobre un ecosistema desértico ya frágil.

Fuentes: ScienceDirect — Water footprint of battery-grade lithium production in the Salar de Atacama; ScienceDirect — Carbon footprint and water inventory of lithium production at the Atacama Salt Flat.

No todos los salares consumen la misma agua

El propio método de extracción cambia mucho el resultado: en el salar de Hombre Muerto (Argentina), un esquema híbrido de evaporación y extracción directa de litio (DLE, una tecnología más reciente) reporta un uso total de agua de 71 m³ por tonelada de Li₂CO₃, una cifra notablemente distinta —mayor en algunos casos, menor en otros según el punto de comparación— a la de Atacama o a la del cercano salar de Olaroz. Esto demuestra que «litio de salar» no es una categoría única: la tecnología concreta de extracción usada en cada yacimiento importa tanto como el propio yacimiento.

Fuente: ScienceDirect — Life cycle assessment and water use impacts of lithium production from salar deposits.

Cuánto CO₂ cuesta fabricar cada kilovatio-hora de batería

Fabricar el pack de batería de un vehículo eléctrico típico emite, según distintas estimaciones, entre 40 y 200 kg de CO₂ equivalente por cada kilovatio-hora de capacidad, con una media citada en torno a 100 kg CO₂/kWh para la producción actual mundial. De ese total, aproximadamente el 40% procede de la extracción de las materias primas (litio, níquel, cobalto, grafito, cobre), mientras que el 60% restante corresponde a la producción de la celda y su ensamblaje, una fase que consume mucha electricidad y cuya huella depende, de nuevo, de qué mezcla eléctrica alimenta esa fábrica concreta. Los fabricantes más avanzados en descarbonizar su cadena ya apuntan a bajar de 20 kg CO₂/kWh, una reducción de hasta diez veces respecto a las plantas más intensivas en carbono actuales.

Fuentes: ICCT — Effects of battery manufacturing on electric vehicle life-cycle GHG; McKinsey — The race to decarbonize electric-vehicle batteries.

Qué falta en esta tabla

Estas cifras describen la fabricación; no incluyen el coste energético del transporte internacional de materiales entre continentes —minería, refino de cátodos y ensamblaje final suelen ocurrir en países distintos—, ni el impacto de la fase de uso y reciclaje, desarrollados en las otras hojas de esta sección.

Fuentes

Sobre las máquinas mineras

Evita convertir la potencia máxima de un motor o el volumen del depósito en consumo real. Para auditar una explotación pide combustible y electricidad anuales, toneladas movidas, mineral producido, ley del yacimiento y emisiones del refino. Eso permite comparar minas y detectar cuándo una cifra espectacular carece de denominador.