Estudio hidrológico en el Triángulo del Litio ofrece datos para desarrollar una minería más responsable

Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Massachusetts Amherst, en colaboración con la Universidad de Alaska-Anchorage y la Universidad de Columbia, ha realizado el análisis de trazadores hidrológicos más amplio jamás realizado en la región de los Andes Áridos en Chile, Argentina y Bolivia, hogar de la mayoría de los depósitos de litio del mundo y otros elementos, como el cobre, fundamentales para la transición de la energía verde desde el petróleo hacia la electricidad. Los Andes Áridos, así como otras regiones hiperáridas, también son extremadamente sensibles a cualquier actividad, como la minería, que pueda alterar la presencia, composición y flujo del agua tanto superficial como subterránea. Sin embargo, hasta ahora no ha habido una comprensión completa y confiable de cómo funcionan exactamente los sistemas hidrológicos en paisajes extremadamente áridos, lo que significa que los reguladores ambientales no tienen la información que necesitan para gestionar mejor la industria minera y la transición hacia una economía más ambientalmente árida con un futuro sostenible. La investigación aparece en PLOS Water.

"Hemos estado pensando mal en el agua", dice Brendan Moran, autor principal del artículo e investigador asociado postdoctoral en geociencias en la UMass Amherst. “Por lo general, asumimos que el agua es agua y la gestionamos toda de la misma manera, pero nuestra investigación muestra que en realidad hay dos partes muy distintas del presupuesto hídrico en los Andes secos, y responden de manera muy diferente al cambio ambiental y al uso humano."

El agua es especialmente importante para el litio, el componente crucial de las potentes baterías de vehículos eléctricos e híbridos y sistemas fotovoltaicos. Al litio no le gusta estar en forma sólida y tiende a encontrarse en capas de ceniza volcánica, pero reacciona rápidamente con el agua. Cuando la lluvia o el deshielo atraviesan las capas de cenizas, el litio se filtra hacia el agua subterránea, desplazándose cuesta abajo hasta asentarse en una cuenca plana donde permanece en solución como una mezcla salada de agua y litio. Debido a que esta salmuera es muy densa, a menudo se deposita debajo de bolsas de agua dulce superficial, que flotan sobre el fluido rico en litio que se encuentra debajo. Estas lagunas y humedales dulces y salobres a menudo se convierten en refugios para ecosistemas únicos y frágiles y especies icónicas como los flamencos, y también están compuestas por diferentes tipos de agua; entonces, ¿cómo se distinguen los tipos de agua?

Moran y sus coautores, entre ellos David Boutt, profesor de geociencias en la UMass Amherst, y Lee Ann Munk, profesora de ciencias geológicas en la Universidad de Alaska, habían desarrollado previamente un método para determinar la edad de una muestra de agua determinada y rastrearla, su interacción con el paisaje mediante el uso de 3H, o tritio, y la relación entre el isótopo de oxígeno 18O y el isótopo de hidrógeno 2H. El tritio se encuentra naturalmente en el agua de lluvia y se descompone a un ritmo predecible. "Esto nos permite obtener la edad relativa del agua", dice Moran. “¿Es agua ‘vieja’, es decir, cayó hace un siglo o más, o es agua ‘contemporánea’ que cayó hace unas semanas o años?”

La relación entre 18O y 2H también permitió al equipo rastrear cuánta evaporación había estado sujeta el agua. “La proporción 18O/2H es como una huella digital específica, porque diferentes fuentes de agua (arroyos o lagos) tendrán proporciones diferentes. Esto nos permite saber de dónde vino el agua y cuánto tiempo ha estado cerca de la superficie y fuera del suelo”.

Para esta nueva investigación, Moran y Boutt trabajaron con partes interesadas en los Andes Secos para tomar muestras de casi todas las fuentes de agua en toda la región (una hazaña sin precedentes, dado lo inhóspitos y escasamente habitados que son los Andes Secos) y para medir sus diversos isótopos. Esto les permitió descubrir que las aguas viejas y jóvenes en realidad no se mezclan y se comportan de manera muy diferente.

"Las antiguas y profundas aguas subterráneas sostienen el sistema hidrológico en todos los Andes Secos", dice Boutt. “Sólo entre el 20% y el 40% del agua es agua superficial contemporánea, pero esa es el agua más sensible al cambio climático, los ciclos de tormentas y los usos antropogénicos como la minería. Los científicos solían pensar que el agua superficial era el agua más estable porque se recargaba constantemente con la escorrentía, pero en lugares extremadamente áridos, como los Andes Secos, eso no es cierto. Y el problema es que esta nueva comprensión de cómo funciona el agua no se ha incorporado a ningún sistema de gestión en ningún lugar”.

Las implicaciones de esto son inmediatas, y Moran dice que una de las más importantes es proteger los diversos conductos (arroyos, ríos, filtraciones, etc.) por los cuales el agua de lluvia fresca y joven fluye hacia las lagunas y humedales que son tan críticos para el medio ambiente. También significa que los administradores deben desarrollar diferentes métodos para gestionar las aguas jóvenes y viejas; no existe un enfoque único que funcione para todos.

Quizás lo más importante, señala Boutt, es que “lo que vemos en los Andes secos es representativo de la hidrología en todas las regiones extremadamente áridas, incluido el oeste de Estados Unidos. Tampoco se limita a la minería del litio”.

“El agua en las regiones áridas del mundo funciona de la misma manera”, añade Moran, “por lo que los gestores del agua en todo el mundo deben ser conscientes de la edad y fuente de sus aguas e implementar las políticas adecuadas para proteger sus diferentes ciclos hidrológicos”.