La Universidad de Atacama lidera la investigación del litio, mineral estratégico en Chile en conjunto con la Universidad de Chile y la Universidad de Antofagasta, con un proyecto que, apuesta a diversificar la producción en esta industria, optimizando la eliminación y recuperación de magnesio de las salmueras.

Con un equipo que dirige el doctor en ingeniería e investigador del Departamento de Metalurgia de la Universidad de Atacama, Jonathan Castillo Segura, y en el que participan las destacadas investigadoras, Dra. Pía Hernández Avendaño de la Universidad de Antofagasta, Dra. Vania Rojas de la Universidad de Chile, y la Dra. Rossana Sepúlveda Rivera de la UDA, la iniciativa busca soluciones innovadoras para la extracción y uso sostenible del litio y sobresale por su incorporación de la perspectiva de género.

El proyecto Anillo de Litio, titulado “Diversificación de la producción en la industria del litio: modelamiento molecular y funcionalización de líquidos iónicos para optimizar la remoción y recuperación de magnesio desde salmueras”, es financiado por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID) tras adjudicarse en 2024 un concurso Anillos de Investigación, otorgado para promover la diversificación en los procesos de producción del litio en el país.

En conjunto con la U. de Antofagasta, y el Centro Avanzado de Tecnología para la Minería de la Universidad de Chile, alineándose además con la creación del Instituto Nacional del Litio en Antofagasta, la investigación busca métodos para que la minería del litio no se quede solo en la extracción del mineral, lo que es crucial para el futuro de esta industria.

De esta manera, la UDA está a la cabeza de la investigación en la industria del litio, con un grupo multidisciplinario que apuesta a la diversificación, a través de la obtención de más de un producto para hacer que la industrialización sea más efectiva y con mayores ganancias.

Jonathan Castillo, Ingeniero Civil en Metalurgia de la Universidad de Atacama, Doctor en Ciencias de la Ingeniería de la Universidad de Santiago de Chile y un reconocido investigador en la valoración de residuos industriales, uso eficiente de recursos y procesos alternativos no contaminantes, señala que la investigación tiene una mirada estratégica, orientada a fortalecer la sustentabilidad y competitividad de la industria del litio en el país.

“En un contexto donde el desarrollo de tecnologías limpias y la transición energética exigen un uso más eficiente y diversificado de los recursos naturales, este proyecto aborda una problemática crítica: la presencia de magnesio en las salmueras, que interfiere en la recuperación de litio. Mediante un enfoque innovador y multidisciplinario, el consorcio conformado por la Universidad de Atacama, el Centro Avanzado de Tecnología para la Minería (AMTC) de la Universidad de Chile y la Universidad de Antofagasta busca desarrollar soluciones basadas en líquidos iónicos, orientadas no solo a remover este elemento, sino también a valorizarlo como subproducto de alto valor agregado”.

El investigador explica que el litio no es el mineral más abundante en los salares, sino que el magnesio es el predominante, pero actualmente queda como un pasivo ambiental, por lo tanto, recuperarlo de manera eficiente ayudaría a reducir la huella de carbono. Junto con ello, rescatarlo de manera selectiva, cuidando que el litio siga su camino, permitiría que en el futuro sales de magnesio de alta pureza puedan ser utilizadas en la industria de las aleaciones, como en la aeronáutica o de tecnología avanzada donde es apreciado, o incluso producir magnesio metálico que tiene un mayor valor.

Programas de investigación

Actualmente los tres programas de investigación avanzan de forma paralela y coordinada. Trabajan en la simulación y síntesis de líquidos iónicos, el diseño de circuitos metalúrgicos adaptados a salmueras de alta relación Mg/Li y la funcionalización de líquidos iónicos para formar sistemas más eficientes, como membranas y resinas. Esta etapa experimental está acompañada por actividades de formación de capital humano en todos los niveles desde pregrado a doctorado y acciones de divulgación científica en regiones clave como Atacama, Antofagasta y la Metropolitana.

Asimismo, se han activado redes de colaboración internacional, con pasantías e intercambios científicos en instituciones de prestigio como BC Materials (España), la Universidad de Aveiro (Portugal) y la Universidad Técnica de Oruro (Bolivia), con el fin de garantizar una transferencia de conocimientos y tecnologías de alto impacto.

“El equipo de investigación es un componente fundamental del éxito de este proyecto. Está conformado por nueve especialistas, incluyendo dos investigadoras principales y una experta en equidad de género, por lo que el grupo no solo aporta excelencia técnica y científica, sino también una visión inclusiva y colaborativa. Esta diversidad fortalece la innovación y la calidad de las soluciones desarrolladas. En resumen, el proyecto representa una apuesta concreta por diversificar la matriz productiva del litio, generar conocimiento aplicado, formar profesionales capacitados y contribuir a un desarrollo tecnológico con equidad de género, visión regional y proyección internacional», menciona el director del proyecto Jonathan Castillo.

Equipo de destacadas investigadoras

La Dra. Pía Hernández Avendaño es Ingeniera Civil Industrial en Química, con magister y doctorado en ingeniería de Procesos de Minerales. Académica del Departamento de Ingeniería Química y Procesos de Minerales de la Universidad de Antofagasta e integrante del equipo de investigación del Centro de Economía Circular en Procesos Industriales (CECPI) de la misma institución. Además, es investigadora asociada del Advanced Mining Technology Center (AMTC). Sus áreas de investigación se han centrado en procesos de cristalización, lixiviación de minerales sulfurados de cobre como la calcopirita en medios salinos (cloruros, nitratos, yoduro/yodato), recuperación de metales desde minerales y residuos (mineros y eléctricos-electrónicos) usando solventes emergentes y actualmente está incursionando en la recuperación selectiva de magnesio desde salmueras usando líquidos iónicos.

Dentro del proyecto anillo, es investigadora principal del programa relacionado al diseño de circuitos metalúrgicos basados en líquidos iónicos para producir procesos de extracción de elementos de manera selectiva, a partir de salmueras, lo que permite mayor purificación de soluciones para obtener sales de alta pureza.

La académica subraya la importancia de que sean varias las instituciones nacionales -UDA, AMTC-Universidad de Chile y U de Antofagasta- e internacionales como la Universidad de Aveiro, BC Material y la Universidad Técnica de Oruro, las que están colaborando para lograr el objetivo del proyecto, lo que permite generar una investigación con mayor impacto. “En el primer año del proyecto, hemos estado trabajando con tres estudiantes doctorales, Mauricio Mura, Karina Benavente y Camila Uribe que desarrollan una línea de investigación particular. Mauricio Mura y Camila Uribe están investigando la extracción selectiva del magnesio y boro desde salmueras por medio del proceso de extracción por solventes con líquidos iónicos. Y Karina Benavente está investigando la síntesis de membranas modificadas con estructuras metalorgánicas funcionalizadas con líquidos iónicos, para separación de magnesio y litio desde salmueras”.

Agrega que la importancia del proyecto radica en la diversificación de la industria del litio, desde salmueras, dando relevancia a la valorización del magnesio como subproducto de gran pureza. “Se quiere investigar su remoción de manera selectiva usando solventes emergentes, su recuperación por diversos procesos y su posible comercialización como subproducto de la industria del litio”.

Por su parte, la Dra. Vania Rojas Fuentes es quien lidera la línea de investigación enfocado en la funcionalización de líquidos iónicos. Investigadora del AMTC de la Universidad de Chile, integrada al grupo de Agua y Sustentabilidad Ambiental, la doctora en química cuenta con más de 14 años de experiencia en investigación aplicada, enfocada en sostenibilidad ambiental y minería, especialmente en el desarrollo de tecnologías para el tratamiento de aguas contaminadas y la valorización de residuos mineros, mediante el uso de nanomateriales, membranas funcionalizadas y solventes verdes. A lo largo de su carrera, ha liderado múltiples proyectos financiados por ANID.

Su labor en el proyecto anillo se centra en el desarrollo y validación de sistemas híbridos avanzados, como membranas y MOFs funcionalizados con líquidos iónicos selectivos, para la separación eficiente de iones en salmueras complejas. El equipo bajo su coordinación incluye a la Dra. Natalia Martínez, investigadora, y a Vicente Montaner Tartakowsky, memorista de Ingeniería Civil de Minas, quienes aportan en la síntesis y caracterización de materiales, pruebas de laboratorio y análisis de datos. Además, coordina actividades de formación de capital humano, divulgación científica con perspectiva de género y vinculación nacional e internacional con BC Materials (España) y la Universidad de Tampere (Finlandia), promoviendo enfoques colaborativos e inclusivos.

La Dra. Vania Rojas promueve activamente la participación de mujeres en ciencia mediante divulgación científica con enfoque de género. En esta línea, remarca que “Un sello distintivo de nuestro equipo es la incorporación del enfoque de género desde las primeras etapas, estableciendo cuotas para asegurar la representación igualitaria de mujeres y hombres en todos los roles del proyecto. Buscamos avanzar hacia una minería más verde e inclusiva, basada en materiales funcionalizados de alto rendimiento y en la promoción activa de la equidad de género en ciencia y tecnología”.

Para la investigadora, quien fue invitada a participar en el comité técnico para la elaboración de la Estrategia Nacional de Minerales Críticos, iniciativa clave de la Política Nacional Minera 2050 liderada por el Ministerio de Minería, este proyecto representa una oportunidad única de impulsar el desarrollo de nuevas soluciones tecnológicas que transformen la industria del litio: “Nuestra propuesta no solo optimiza la recuperación de magnesio, considerado históricamente un residuo y hoy reconocido como un elemento estratégico para la transición energética por el Departamento de Energía de los Estados Unidos y la Unión Europea, sino que también podría fomentar la sostenibilidad de los procesos extractivos”.

Otra de las investigadoras que forman el equipo de trabajo es la académica del Departamento de Ingeniería Civil en Metalurgia de la Universidad de Atacama, Rossana Sepúlveda Rivera, ingeniera civil en Metalurgia de la UDA y Doctora en Ciencias de la Ingeniería, mención Ingeniería de Procesos de la Universidad de Santiago de Chile. La Dra. Sepúlveda ha desarrollado docencia, investigación y vinculación en el ámbito de los procesos hidrometalúrgicos, a través de la valorización y reutilización de pasivos mineros, disminución del consumo de agua e implementación de nuevas tecnologías limpias, con miras en lograr una minería sustentable.

El proyecto Anillo de Litio tiene como objetivo principal generar conocimiento científico y tecnológico para abordar los desafíos y oportunidades que presenta la industria del litio. Para ello, se enmarca en la Estrategia Nacional del Litio, impulsando la investigación y el desarrollo de tecnologías para una explotación sostenible de este mineral en la Región de Atacama, considerando tanto los aspectos científicos como los ambientales y sociales.