Desarrollan membranas nanoestructuradas en base a algas para purificar salmuera del litio

Jueves 17 de octubre de 2024.- Purificar la salmuera del litio a través del uso de una membrana nanoestructurada cuya misión es extraer impurezas de calcio y de magnesio y, a la vez, reducir el uso de agua y la producción de desechos. Son los objetivos de la investigación dirigida por la investigadora del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Técnica Federico Santa María, Dra. Carolina Parra, junto al también investigador de la casa de estudios, Elías Reinoso.

Además de la innovación en la creación del material, la iniciativa destaca porque utiliza como materia prima un biopolímero que produce una microalga en el sur de Chile que vive en agua dulce y que es altamente invasiva. Esta es una problemática que afecta desde hace varios años a esta zona del país, ya que muchos ríos y lagos se encuentran contaminados producto de sus floraciones que impactan los ecosistemas.

El nombre científico de la microalga, detalla la Dra. Parra, es Didymosphenia geminata, la que "produce una especie de fibra similar a la celulosa, que también es un biopolímero, y que al incorporarla en una membrana nos ayuda a hacer efectiva la captura de los iones de impurezas presentes en la salmuera".

De esta forma, "se toma una problemática del sur de Chile para hacer más sostenible un proceso productivo asociado a la industria del litio en el norte de nuestro país", destaca la investigadora, añadiendo que el alga llegó al país cerca del 2010 proveniente de Nueva Zelanda. Ligada a la pesca deportiva, se instaló en Tierra del Fuego expandiéndose rápidamente hacia el norte, "ya que hace poco se detectó su presencia en el parque radal Siete Tazas, en la cuenca del Maule".

Así, por tratarse de una tecnología innovadora, que no existe en la industria, estas membranas nanoestructuradas están en proceso de patentamiento, presentándose esta solicitud en diversos países que tienen actividades de extracción de litio.

¿Cómo funciona?

En relación al funcionamiento de la membrana, la Dra. Parra señala que actualmente para purificar la salmuera se usa el método de precipitación química, "que usan grandes piscinas donde a la salmuera, compuesta por sales más agua del acuífero, se le aplica reactivos químicos que producen la precipitación de las impurezas para obtener sales de alta pureza comercializables".

Agrega que en las piscinas de precipitación se va recirculando y evaporando el agua, "recurso escaso en la zona, con alto impacto sobre ecosistemas y comunidades. Así que si se logra sustituir el empleo de estos métodos y usar las membranas nanoestructuradas tendríamos un proceso más sostenible".

Cabe señalar que hoy en día las empresas que procesan salmuera de litio están considerando la sustitución del método de producción de piscinas de evaporación por una estrategia de extracción directa y "la tecnología de la membrana tiene el potencial de ser incorporada directamente en esa ruta".

Empresas asociadas

Para desarrollar este proyecto Fondef Idea, la investigadora USM cuenta con el apoyo de las empresas SQM, que serán los usuarios de la nueva tecnología y, además, CMPC, que es la compañía interesada en producir las nuevas membranas.

Al respecto, la Dra. Parra manifiesta que "hemos tenido mucho apoyo por parte de las empresas tanto en el diseño de la propuesta, como en su ejecución y en la asistencia técnica necesaria. Hemos tenido trabajo en terreno en las plantas de procesamiento de salmuera de SQM y en las unidades de investigación e innovación de CMPC. Como la membrana tiene una estructura similar al papel, esta compañía tiene las capacidades e interés de producirla".