INSTITUTO TECNOLÓGICO DE BUENOS AIRES - ITBA
ESCUELA DE INGENIERÍA Y GESTIÓN
PRODUCCIÓN DE CARBONATO DE
LITIO A PARTIR DE SALMUERA
AUTORES: Aenlle Imbrosciano, María Pilar (Leg. Nº 56037) Albinati, Agustín (Leg. Nº 57.309)
Benítez de Lugo, María (Leg. Nº 55.747) Firmo, Teresa (Leg. Nº 55.203)
Hortal, Juan Cruz (Leg. Nº 55.307) Serra, Marcos (Leg. Nº 56.066)
TUTOR: Palermo, Pablo
TRABAJO FINAL PRESENTADO PARA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
INGENIERO INDUTRIAL
BUENOS AIRES
Se propone llevar a cabo una investigación, referida al mercado internacional, de extracción de salmuera y procesamiento del carbonato de litio. El objetivo principal es evaluar la conveniencia de la instalación de una empresa en la puna argentina capaz de insertarse en dicho mercado en el futuro cercano.
The aim of this project is to carry out an investigation regarding brine extraction and processing of lithium carbonate in the international market. The main objective is to evaluate the long-term profitability of installing an enterprise in the puna region in Argentina capable of participating in the global market in the near future.
El equipo desea expresar su fuerte agradecimiento a aquellas personas que hicieron posible a lo largo de este año la realización de este estudio de prefactibilidad.
Al Ing. José de Castro, asesor técnico en producción de litio, y al Ing. Leopoldo de Bernardez, profesor de la facultad, quienes con su enorme y admirable vocación supieron ilustrarnos en la industria del litio. A Flavia Casucci, por recibirnos en su casa todos los sábados. Y a nuestras familias y amigos.
i
TABLA DE CONTENIDOS
1. ANÁLISIS DE MERCADO ... 1
1.1 Introducción ... 1
1.1.1 ¿Qué es el litio? ... 1
1.1.2 Fuentes de litio ... 2
1.1.2.1 Salares ... 2
1.1.2.2 Pegmatitas y Granitos ... 4
1.1.2.3 Arcillas ... 4
1.1.2.4 Zeolitas ... 5
1.1.3 Litio en el mundo ... 5
Litio en Argentina ... 6
1.1.5 Impacto Socioambiental ... 8
1.2 Definición del producto ... 10
1.2.1 Misión, visión y valores ... 11
1.2.2 Ciclo de vida ... 11
1.2.3 Otros productos ... 12
1.3 Proceso ... 13
1.3.1 Proceso de licitación ... 13
1.3.2 Proceso de extracción del litio... 14
1.3.3 Procesamiento del carbonato de litio ... 16
1.3.4 Estructura de costos ... 17
1.3.5 Almacenamiento ... 18
1.4 Análisis estratégico ... 20
1.4.1 Cruz de Porter ... 20
1.4.1.1 Competencia ... 20
ii
1.4.1.3 Nuevos entrantes ... 23
1.4.1.4 Sustitutos ... 24
1.4.1.5 Clientes ... 25
1.4.1.6 Gobierno ... 27
1.4.1.7 Otros Stakeholders ... 28
1.4.2 FODA ... 28
1.4.2.1 Fortalezas ... 29
1.4.2.2 Debilidades ... 29
1.4.2.3 Oportunidades ... 29
1.4.2.4 Amenazas ... 30
1.4.3 Canales y estrategias de distribución ... 32
1.5 Segmentación ... 33
1.5.1 Segmentación por uso ... 33
1.5.2 Definición del segmento objetivo ... 38
1.6 Posicionamiento ... 39
1.6.1 Propuesta de valor ... 39
1.6.2 Marketing Mix ... 39
1.6.3 Estrategia comercial ... 40
1.7 Proyecciones ... 41
1.7.1 Análisis histórico de la demanda ... 41
1.7.2 Proyección de la demanda ... 42
1.7.3 Análisis histórico de la oferta ... 56
1.7.4 Proyección de la oferta... 59
1.7.5 Análisis histórico del precio ... 62
1.7.6 Proyección del precio ... 63
iii
1.8.1 Mercado objetivo ... 67
1.8.2 Proyección de ventas ... 68
1.8.3 Participación en el mercado objetivo ... 69
2. ANÁLISIS DE INGENIERÍA ... 70
2.1 Introducción ingeniería ... 70
2.2 Localización ... 71
2.2.1 Macro localización del salar ... 71
2.2.1.1 Factores para la macro localización del salar ... 72
2.2.1.2 Caucharí-Olaroz ... 74
2.2.1.3 Pozuelos... 78
2.2.1.4 Salar del Diablillo - Salar de los Ángeles ... 82
2.2.1.5 Tres quebradas ... 85
2.2.1.6 Matriz de selección de macro localización del salar ... 91
2.2.1.7 Descripción del salar elegido ... 95
2.2.2 Micro localización ... 98
2.2.3 Localización de la planta... 98
2.2.3.1. Factores para la macro localización de la planta ... 102
2.2.3.2. Cercanías a la planta... 104
2.2.3.3. San Antonio de los Cobres ... 105
2.2.3.4. Rosario ... 106
2.2.3.5. Buenos Aires ... 106
2.2.3.6. Parque Industrial de la Ciudad de Salta ... 106
2.2.3.7. Parque Industrial de la Ciudad de Gral. Güemes ... 107
2.2.3.8 Parque Industrial del Salar de Pocitos ... 107
2.2.3.9. Matriz de selección de macro localización de la planta ... 108
iv
2.2.4.1 Gas natural ... 111
2.2.4.2. Caminos ... 112
2.2.4.3. Suministro de agua dulce ... 113
2.2.4.4. Energía eléctrica ... 113
2.2.4.5. Campamento ... 113
2.2.4.6. Mano de obra ... 113
2.2.4.7. Otros ... 114
2.3 Proceso ... 115
2.3.1 Análisis de distintos procesos... 115
2.3.2 Proceso mediante la evaporación por piletas ... 117
2.3.2.1 Obtención de la salmuera ... 117
2.3.2.2 Diagrama del proceso ... 118
2.3.2.3 Descripción del proceso ... 119
2.3.2.4 Proceso en pozas de evaporación... 120
2.3.2.5 Proceso en la planta de producción de carbonato de litio ... 121
2.3.2.6 Evaluación de pérdidas... 122
2.3.2.7 Certificaciones ... 123
2.3.2.8 Controles de calidad ... 123
2.4 Balance de producción ... 126
2.4.1 Plan de producción ... 126
2.4.2 Dimensionamiento de las piletas ... 127
2.4.2.1 Factores de diseño ... 127
2.4.2.2 Cálculo de dimensiones y período de permanencia ... 129
2.4.2.3 Limpieza de las piletas ... 130
2.4.2.4 Piletas auxiliares ... 131
v
2.4.4 Selección de tecnología ... 135
2.4.4.1 Selección de tecnología para la extracción ... 135
Selección de bombas ... 136
Tuberías ... 138
2.4.4.2 Selección de tecnologías para precipitación del Li2CO3 ... 140
2.4.4.3 Selección de tecnologías para el filtrado y lavado ... 142
2.4.4.4 Selección de tecnologías para la purificación del Li2CO3 ... 143
2.4.4.5 Selección de tecnologías para el secado ... 144
2.4.4.6 Selección de tecnologías para la molienda ... 145
2.4.4.7 Selección de tecnologías para el empaquetado ... 146
2.4.4.8 Selección de tecnologías para el suministro de energía eléctrica ... 147
2.4.4.9 Selección de tecnologías para el suministro de vapor... 148
2.4.5 Resumen de capacidades del proceso ... 148
2.4.6 Ritmo de trabajo ... 149
2.4.7 Balance de producción ... 149
2.4.8 Determinación de la cantidad de máquinas ... 150
2.4.9 Dimensionamiento de línea en vida de proyecto ... 150
2.4.10 Puesta en marcha de la planta productiva ... 151
2.4.11 Mantenimiento, vida útil y renovación de los equipos ... 154
2.4.12 Flujo productivo ... 155
2.5 Organización del Personal ... 156
2.5.1 Dimensionamiento Mano de Obra ... 156
2.5.2 Organigrama ... 157
2.6 Layout ... 159
2.6.1 Layout de las piletas de evaporación ... 159
vi
2.6.3 Dimensionamiento de almacén de materia prima ... 161
2.6.4 Layout de la planta de producción ... 161
2.6.5. Campamento ... 164
2.6.6. Desperdicios ... 164
2.7 Suministros ... 166
2.7.1 Materia Prima ... 166
2.7.2 Energía ... 167
2.8 Transporte del Producto Terminado ... 168
2.9 Tercerización de funciones ... 174
2.10 Marco legal ... 176
2.11 Evaluación de impacto socio ambiental ... 178
2.11.1 Evaluación de impacto ... 178
2.11.2 Responsabilidad social ... 178
2.11.3 Programa de participación a comunidades locales ... 179
2.12 Cronograma de inversiones ... 180
3. ANÁLISIS ECONÓMICO-FINANCIERO ... 183
3.1 Introducción económico-financiero ... 183
3.2 Supuestos ... 184
3.2.1 Moneda... 184
3.2.2 Sistema de Costeo ... 184
3.2.3 Tratamiento de la Inflación ... 184
3.2.4 Proyecciones de Tipo de Cambio (TC) ... 185
3.2.5 Caja Mínima ... 187
3.2.6 Finalización del proyecto ... 187
3.3 Inversiones ... 188
vii
3.3.2. Amortizaciones ... 191
3.3.3. Inversión en capital de trabajo ... 192
3.3.4. Cronograma de inversiones totales ... 195
3.4 Ingresos ... 196
3.4.1 Ventas ... 196
3.5 Egresos ... 197
3.5.1 Sistema de costeo... 197
3.5.2 Costo de ventas ... 197
3.5.2.1 Costo de mano de obra directa (MOD) ... 198
3.5.2.2 Costo de materia prima ... 199
3.5.2.3 Gastos generales de fabricación variables (GGFV) ... 199
3.5.2.3.1 Scrap ... 199
3.5.2.4 Gastos generales de fabricación semi fijos (GGFSF) ... 200
3.5.2.4.1 Consumo energético ... 200
3.5.2.4.2 Limpieza de piletas... 200
3.5.2.4.3 Almacenamiento ... 201
3.5.2.5. Gastos generales de fabricación fijos (GGFF) ... 201
3.5.2.5.1 Consumo energético ... 201
3.5.2.5.2 Almacenamiento ... 201
3.5.2.5.3 Sueldo de personal indirecto ... 201
3.5.2.6 Gastos de administración... 202
3.5.2.6.1 Sueldo del personal ... 202
3.5.2.7 Gastos de comercialización ... 202
3.5.2.7.1 Sueldo del personal ... 202
3.5.2.7.2 Gastos logísticos ... 202
viii
3.5.2.8.1 Comida y limpieza ... 204
3.5.2.8.2 Salud ... 204
3.5.2.8.3 Transporte del personal ... 204
3.5.2.8.4 Agua ... 205
3.5.2.8.5 Energía del campamento ... 205
3.5.2.8.6 Mantenimiento ... 205
3.5.3 Costos de producción ... 205
3.5.4 Costo total de lo vendido ... 206
3.6 Financiación ... 207
3.6.1 Financiación de las inversiones ... 207
3.6.2 Capital ... 207
3.6.3 Deuda Bancaria ... 207
3.7 Estructura de capital de trabajo ... 210
3.7.1 WACC ... 210
3.7.2 Costo de capital propio (Ke) y costo de deuda promedio (i o Kd) ... 211
3.7.2.1 Costo de capital propio ... 211
3.7.2.2 Costo de deuda ... 213
3.7.3 Cálculo del WACC ... 213
3.8 Aspectos impositivos del proyecto ... 215
3.8.1 Impuestos a nivel nacional ... 215
3.8.1.1 Impuesto a las ganancias ... 215
3.8.1.2 Impuesto al valor agregado (IVA) ... 215
3.8.1.3 Otros impuestos ... 216
3.8.2 Impuestos a nivel provincial ... 216
3.9 Cuadro de resultados ... 217
ix
3.10.1 Activo ... 218
3.10.1.1 Activo corriente ... 218
3.10.1.2 Activo no corriente... 219
3.10.2 Pasivo ... 219
3.10.2.1 Pasivo corriente ... 219
3.10.2.2 Pasivo no corriente ... 219
3.10.3 Patrimonio Neto ... 219
3.11 Punto de equilibrio ... 220
3.11.1 Determinación del punto de equilibrio ... 220
3.12 Estado de origen y aplicación de fondos ... 222
3.12.1 Actividades operativas ... 222
3.12.2 Actividades de inversión a largo plazo ... 223
3.12.3 Actividades de financiamiento ... 223
3.13 Evolución del proyecto ... 224
3.13.1 Cuadro de Resultados ... 224
3.13.2 Balance ... 226
3.13.3 Estado de Origen y Aplicación de Fondos (EOAF) ... 228
3.13.4 Evolución del Punto de Equilibrio ... 230
3.14 Flujo de fondos ... 231
3.14.1 Análisis de finalización del proyecto ... 231
3.14.2 Flujo de fondo del proyecto libre de IVA ... 234
3.14.3 Flujo de fondos de IVA ... 236
3.14.4 Flujo de fondos del proyecto con IVA ... 238
3.14.5 Flujo de fondos del inversor (FCFE) ... 238
3.14.6 Flujo de fondos de la deuda (FCD) ... 239
x
3.15.1 Análisis de los flujos de fondos ... 241
3.15.2 Período de repago ... 241
3.16 Otros indicadores ... 243
3.16.1 Liquidez... 245
3.16.2 Rotación o actividad ... 246
3.16.3 Endeudamiento y manejo de la deuda ... 247
3.16.4 Índices de rentabilidad ... 248
3.16.5 Capital de trabajo ... 249
3.16.6 Análisis de Du Pont ... 250
4. ANÁLISIS DE RIESGOS ... 252
4.1 Introducción ... 252
4.2 Análisis de las variables... 253
4.2.1 Análisis de precedencias ... 253
4.2.2 Primeras variables ... 255
4.2.2.1 Precio de venta ... 255
4.2.2.2 Tasa de evaporación ... 257
4.2.2.3 Precio materia prima ... 258
4.2.2.4 Costo unitario de las pozas [ARS] ... 259
4.2.2.5 Factor de recupero... 260
4.2.2.6 Inflación... 260
4.2.2.7 Precipitaciones promedio anuales ... 261
4.2.3 Otras variables ... 263
4.2.3.1 Atraso/adelanto cambiario ... 263
4.2.3.2 Concentración de litio ... 265
4.2.3.3 Concentración de magnesio ... 266
xi
4.2.3.5 Costo MOD ... 269
4.2.3.6 Falla de maquinaria ... 270
4.2.3.7 Retenciones ... 271
4.2.3.8 Ingresos brutos ... 272
4.3 Análisis de sensibilidad ... 273
4.4 Simulación de Montecarlo ... 277
4.4.1 Cálculo del número de corridas ... 277
4.4.2 Resultados y análisis de la simulación ... 278
4.5 Mitigación de riesgos... 282
4.5.1 Precio de venta ... 282
4.5.2 Precio de la materia prima... 283
4.5.3 Tasa de evaporación... 283
4.5.4 Precipitación anual... 284
4.5.5 Retraso / Adelanto cambiario ... 284
4.6 Resultados ... 285
4.6.1 Contratos de precio de venta ... 285
4.6.2 Contratos de Materia Prima... 286
4.6.3 Tasa de evaporación y precipitación ... 287
4.6.4 Retraso/adelanto cambiario ... 287
4.6.5 Aplicación de todas las mitigaciones ... 288
4.7. Opciones reales ... 290
4.7.1 Exploración ... 290
4.7.2 Retenciones ... 292
4.8 Conclusiones ... 296
5. BIBLIOGRAFÍA ... 297
xii
6.1 Mercado ... 306
6.2 Ingeniería ... 309
6.2.1 Abreviaciones ... 309
6.2.2 Componentes químicos ... 310
6.3 Económico-financiero ... 314
6.3.1 Costos ... 314
1.
ANÁLISIS DE MERCADO
1.1 Introducción
1.1.1 ¿Qué es el litio?
El litio (Li) es un metal alcalino que en su forma más pura es blando, de color blanco plata y con densidad muy baja, convirtiéndose en el metal y elemento sólido más ligero de la tabla periódica. En la Figura 1.1 se puede ver su ubicación en ésta. Este metal posee una excelente capacidad de conducir calor y electricidad, condición necesaria para el almacenamiento de energía. Este es el motivo por el cual se convierte en un elemento tan atractivo, sufriendo un vertiginoso aumento de su demanda en la actualidad. Al igual que los demás metales alcalinos, es univalente y muy reactivo, tanto con agua como con aire, por lo que no se encuentra libre en la naturaleza.
Figura 1.1. Tabla periódica de elementos
1.1.2 Fuentes de litio
Dado que el litio es un elemento muy reactivo, existen más de cien especies de minerales diferentes que lo contienen como componente principal, entre ellas el agua de mar, aunque sólo algunas de ellas son factibles de explotación económica, tanto por falta de tecnologías como costos. En la Figura 1.2 puede observarse la distribución de las distintas fuentes de litio en el mundo.
Figura 1.21. Distribución territorial de las fuentes de reservas de litio.
1.1.2.1 Salares
Entre las fuentes de litio más importantes se destacan los salares. Un salar es una cuenca cerrada con drenaje interior, generalmente en un clima árido, donde la evaporación hace cristalizar las sales que están disueltas en el agua. Puede haber explotación de las sales por medio de labores a cielo abierto o de aguas subterráneas, según donde se encuentren los yacimientos.
La capacidad del depósito depende de la composición y niveles de concentración de los diversos elementos, tales como litio, potasio, magnesio y boro, entre otros, por lo que cada uno debe ser tratado en forma particular. Como se mencionó anteriormente, si bien puede encontrarse en diversas formas en la naturaleza, unos pocos tienen valor económico ya que existen algunas
limitantes para la explotación de este tipo de yacimientos. Varias reservas tienen un contenido
muy alto de elementos perjudiciales para los procesos de minería, como por ejemplo el magnesio, el cual será desarrollado posteriormente.
Como se puede observar en la Figura 1.3, la composición de magnesio/litio en los salares de Argentina es muy baja en comparación con el resto del mundo, lo que favorece su extracción ya que implica costos más bajos.
Figura 1.32. Composición química de los salares.
Otros minerales como el cobalto o las partículas metálicas también son poco deseados en la industria del litio, pero en este caso se debe a que perjudican o imposibilitan el funcionamiento de las baterías, principal mercado del litio. Es por esta razón que es muy necesario eliminar el mayor porcentaje de estos elementos, implicando en un mayor costo.
La principal ventaja de la extracción de litio a partir de salares es la facilidad de extracción que conlleva menores costos, en comparación con la extracción a partir de pegmatitas. La extracción de la salmuera de las cuencas es similar a la extracción de agua subterránea, los cuales son procesos sencillos. En cuanto al aspecto logístico, debido a la ubicación de los salares, en la región de la puna, se dificulta el traslado tanto de materias primas como del producto final. La principal ventaja de la extracción de litio a partir de salares es que los mismos se encuentran en zonas planas y áridas, localización que permite que sea fácil trabajar con bajos costos ya que, al ser zonas áridas, la tasa de evaporación, factor importante en el procesamiento de la salmuera en carbonato de litio, es más elevada. Además, la logística de la creación del campamento resulta
relativamente sencilla y elimina la mayoría de los desafíos topográficos de la exploración. Por otra parte, la salmuera es un líquido, por lo que la perforación para encontrarla es parecida a la extracción de agua, y que una vez que se ha encontrado, es sencillo continuar la extracción. Sin embargo, como se verá posteriormente, su ubicación no es ideal para la exportación del producto dada su lejanía al puerto o centro de distribución internacional.
1.1.2.2 Pegmatitas y Granitos
Por otra parte, otra fuente usual del litio son las pegmatitas que son rocas magmáticas plutónicas3 o filonianas4. Se caracterizan por ser cuerpos del tipo vetas con grandes cristales de cuarzo, feldespatos y micas, pero que, además de estos minerales clásicos, están acompañados por algunos minerales ricos en litio, hasta el punto de que ciertas pegmatitas tienen hasta cien veces la concentración de litio de una salmuera. Esta fuente de litio en forma de mineral también suele llamarse espodumeno, que es un mineral del grupo de los silicatos donde uno de los componentes es Li2O. Esta es la segunda forma más común de encontrar litio en la tierra, así como fue la primera forma de extracción a ser desarrollada.
La principal ventaja de la extracción de pegmatita es que suele encontrarse cerca de la superficie. Esto facilita su extracción, pero, dado que el proceso requiere instalaciones de planta y equipamiento intensivo en el uso de energía eléctrica, su costo es considerablemente mayor al proceso de evaporación solar.
1.1.2.3 Arcillas
En cuanto al litio en arcillas, el mismo se encuentra presente en arcillas llamadas hectoritas, conocido como litio no convencional, siendo el convencional aquel extraído de rocas (pegmatitas) o salmueras.
3 Durante su formación, el enfriamiento es muy lento permitiendo así el crecimiento de grandes cristales de minerales puros, resultando una textura heterogénea, granulosa a simple vista. El granito es ejemplo de este tipo de roca.
1.1.2.4 Zeolitas
Por último, puede obtenerse litio mediante el intercambio iónico con zeolitas. Éstas contienen entre 50% y 95% de litio, y el proceso consiste en utilizar la capacidad que tiene la zeolita para desprenderse de iones propios, en este caso el litio, para captar iones disueltos en el agua.
1.1.3 Litio en el mundo
Existen numerosas mediciones respecto a las reservas y recursos de litio existentes en el mundo, pero estas no necesariamente coinciden ya que hasta ahora no ha habido un estudio que dé cuenta con exactitud las ubicaciones de éstas.
Cabe destacar la diferencia entre recursos y reservas. En términos geológicos y de acuerdo con fuentes mineras gubernamentales, al hablar de recursos se remite a concentraciones minerales que se identifican y estiman por medio de exploraciones, muestreos y reconocimientos, los cuales son de interés económico y con perspectiva para su eventual extracción. Por otro lado, cuando se habla de reservas, las mismas son la fracción del recurso mineral que es medido e indicado, siendo económicamente extraíble dentro de un escenario productivo, tecnológico y medioambiental contemplado en un plan minero. En la Figura 1.4 se observan los recursos de litio de los principales países.
Figura 1.45. Recursos de litio en miles de toneladas
Como se puede apreciar en la figura superior, las principales reservas de litio se encuentran concentradas en pocos países. En esta estimación no aparecen datos sobre las reservas de litio existentes en Bolivia porque todavía no concluye su estimación por parte del gobierno.
Litio en Argentina
Las reservas más importantes, tanto en volumen como en calidad, se encuentran en el “Triángulo del litio” que incluye a Chile, Bolivia y Argentina. Esto se debe principalmente a que la concentración de minerales perjudiciales es muy baja y además la fuente de litio son las salmueras cuyos procesos de extracción y procesamiento son más sencillos y con costos más bajos. En la Figura 1.5 se puede ver el porcentaje de las reservas de litio que se encuentra en cada país mientras que en la Figura 6 se observa el mapa del triángulo de litio.
Figura 1.5. Porcentaje de reservas por país6
Actualmente, Chile lidera la producción de litio en la región, debido a que tiene proyectos más antiguos.
Argentina presenta una ventaja competitiva debido a un marco regulatorio más favorable, ya que no posee las restricciones legales a la propiedad que tienen Chile y Bolivia, por lo que el procedimiento de obtención de permisos para exploración y explotación varía mínimamente respecto a otros minerales, generando una mayor afluencia de inversiones al país. En la Figura 1.7 a continuación se observa la distribución del litio en Argentina y en los países limítrofes, formando el Triángulo de litio.
Figura 1.6. Triángulo de litio7
Figura 1.7. Distribución del litio en Argentina
En Chile, los proyectos requieren un permiso del Congreso de la Nación, donde generalmente hay una oposición que no quiere aprobarlos, volviéndose una batalla política. Por otra parte, en Bolivia, existen importantes dificultades para hacer realidad las expectativas productivas de extracción e industrialización de litio ya que la aparente confidencialidad con la que operan muchos de los profesionales del estado y su falta de experiencia técnica han obligado al gobierno a establecer convenios con empresas transnacionales para hacer posible una cadena productiva de extracción-industrialización. A esto se suman las serias dificultades burocráticas para agilizar el proceso. También, hay que agregar las propias dificultades ecológicas por las abundantes lluvias, la baja calidad del litio y el abundante magnesio y boro que dificultan una eficiente
extracción del mineral, retrasando la puesta en marcha definitiva de la producción masiva del mineral en el país. El litio es considerado un mineral estratégico por estos dos países por lo que no está abierta su explotación al sector privado, ni siquiera por medio de concesiones.
Es importante destacar que en Argentina la propiedad minera corresponde a cada una de las provincias. No hay restricciones de la cantidad de salmuera que pueden sacar del salar las empresas ni de la cantidad de litio que producen. Esto se presenta como una ventaja competitiva respecto a Chile y Bolivia, pero podría traer consecuencias socioambientales que serán detalladas más adelante.
1.1.5 Impacto Socioambiental
Los principales impactos ambientales de la extracción de litio son similares en cierta medida a aquellos de otros minerales, tales como el impacto en el paisaje, el consumo y contaminación de agua, la introducción de caminos de exploración en ecosistemas sensibles, el impacto en la flora y fauna de la actividad industrial donde antes no la había, la instalación de infraestructura, y la generación de residuos sólidos y químicos, entre otros.
Como se mencionó anteriormente, el litio metálico es altamente reactivo tanto con el agua como con el aire, por lo que cuando entra en contacto con el ambiente y su superficie.
Las zonas del norte argentino y chileno donde se extrae litio son zonas extremadamente áridas y el uso de agua para la extracción y producción del mineral puede ser un riesgo para la sustentabilidad de la zona, ya que la región ya sufre de una escasez hídrica. La salmuera es bombeada mediante perforaciones y luego se expone al sol para evaporar el agua y concentrar los componentes deseados. La concentración del litio varía dentro de cada salar y entre salares, pero se puede estimar que por cada tonelada de litio extraída se evaporan alrededor de dos millones de litros de agua.
COMIBOL (Corporación Minera de Bolivia) donde han sustituido partes del agua potable para la producción con agua salina del Río Grande de Lípez.
La contaminación del aire, del agua y de los suelos en la extracción del litio es generalmente una gran preocupación. Se necesitan enormes cantidades de químicos para el proceso productivo. El escape de dichos químicos por medio de la lixiviación, derrame o emisiones atmosféricas pone en peligro a comunidades y al ecosistema.
1.2 Definición del producto
El proyecto consiste en la puesta en marcha y funcionamiento de una planta, que cuenta con una etapa de extracción de la salmuera y otra del procesamiento de esta hasta obtener carbonato de litio, el cual es el producto final de la empresa.
El carbonato de litio (Li2CO3) es una sal inorgánica, que en estado sólido tiene aspecto de polvo blanco, altamente higroscópico8, inodoro y de baja solubilidad en agua. Se descompone por debajo del punto de ebullición a 1.310°C y su punto de fusión se encuentra entre 618 y 723°C. Es estable, no tóxico y fácil de almacenar y transportar.
Se comercializará carbonato de litio (Li2CO3) grado batería, con una pureza mínima garantizada de 99,5% para ser utilizado principalmente para la producción de baterías para autos eléctricos. En la Tabla 1.1 se muestran las especificaciones físicas y químicas del carbonato de litio grado batería.
Tabla 1.1. Especificaciones físicas y químicas.
A medida que surgen nuevas tecnologías y se realizan más investigaciones sobre el asunto, las especificaciones se vuelven más exigentes, buscando un carbonato de litio cada vez más puro y con menor concentración de impurezas. Un ejemplo de esto es el hierro (Fe), donde el mercado
deja de exigir una concentración máxima de 5 ppm, para comenzar a exigir una de 1 ppm debido a las posibles consecuencias en el funcionamiento de las baterías.
1.2.1 Misión, visión y valores
La misión de la empresa será:
“Somos una empresa argentina cuyas actividades abarcan desde la extracción del litio hasta el
procesamiento en carbonato de lito, cuidando siempre el medioambiente y aportando
oportunidades de trabajo y desarrollo a las comunidades locales.”
La visión será:
“Buscamos ser una compañía reconocida mundialmente por nuestra excelencia y calidad,
aportando al desarrollo tecnológico en el mundo.”
Los valores principales en los que se basa la compañía son el respeto y la valoración por el medioambiente, la lealtad con los clientes, la comunicación transparente y honesta, el aprendizaje constante de los empleados y la innovación en el desarrollo de técnicas del negocio.
1.2.2 Ciclo de vida
Figura 1.8. Ciclo de vida del litio
1.2.3 Otros productos
Dado que las baterías pueden realizarse a partir de carbonato de litio o de hidróxido de litio, según el tipo de batería, se analizó la posibilidad de que el producto final fuera hidróxido de litio (LiOH). El hidróxido de litio es un sólido blanco cristalino higroscópico, soluble en agua y, en menor medida, en etanol. El mismo se produce a partir del carbonato de litio e hidróxido de calcio (Ca(OH)2), es decir, debería realizarse una etapa adicional a la ya mencionada para el carbonato de litio. La fórmula de dicha reacción es:
Li2CO3 + Ca(OH)2 → 2 LiOH + CaCO3 (1.1)
La principal desventaja del hidróxido de litio es que reacciona con el dióxido de carbono (CO2) del aire, convirtiéndose en carbonato de litio nuevamente, lo que dificulta su transporte. Es por esta razón que se decidió centrar el proyecto únicamente en el carbonato de litio como producto final, ya que de lo contrario se requeriría más conocimiento técnico, más inversiones y una logística más dificultosa, tanto para el transporte como para el almacenamiento. A futuro podría considerarse una ampliación de la planta, junto con la producción de hidróxido de litio, pero se encuentra fuera del alcance de este proyecto. La reacción con el dióxido de carbono es la siguiente:
1.3 Proceso
1.3.1 Proceso de licitación
Los proyectos de extracción de litio comienzan a partir de pliegos que crean los entes reguladores de cada provincia. Éstos realizan un concurso de oferentes para que cada sociedad que quiera participar de la licitación compre los pliegos y se informe sobre las características del salar a explotar y la duración del contrato. Los participantes tienen alrededor de un mes para realizar sus ofertas.
La información más relevante expuesta en los pliegos es la siguiente:
o Aspectos legales sobre la exploración y posterior explotación del salar
o Aspectos técnicos sobre la inversión a realizar y cómo proceder con la exploración o Área para licitar, anexo con la localización y tamaño
o Resumen de características físico-mecánicas relevantes sobre cada área licitada
Las ofertas por parte de los oferentes son calificadas mediante un criterio establecido previamente en el pliego. En el caso de las licitaciones para la provincia de Jujuy, por ejemplo, las variables que forman parte del factor de adjudicación son:
o VAN: Es el monto total de la inversión a realizar llevado a valor actual tomando la tasa de interés de la reserva de EE. UU. más la prima del riesgo país a la fecha de apertura de sobres.
o Participación accionaria: Es el porcentaje de acciones del capital social de la empresa que se le otorgan a JEMSE.
o Beneficio societario: Es el porcentaje que se le pagaría a JEMSE por cada venta de litio. o Derecho de compra: Es el porcentaje de compra preferente que se le otorga a JEMSE al
momento de comercializar el litio extraído.
o Calificación general: Es la calificación otorgada por los participantes que evalúan las ofertas. Éstas se basan sobre un análisis técnico, legal y económico-financiero.
dicha inversión. En cuanto a los precios de la licitación, se aproximó dicho valor en función de licitaciones de salares cerca de la zona. La misma se aproxima en 50 MM USD.
Cabe destacar que el proyecto se basa en la concesión de un salar ya licitado y explorado.
1.3.2 Proceso de extracción del litio
Como se puede ver en la Figura 1.9, previo a realizar la extracción, es necesario hacer la prospección y exploración donde se estudia el terreno para conocer sus características y analizar la presencia del litio.
Figura 1.9. Prospección y exploración del litio9
En Argentina, el litio se encuentra principalmente en salares donde el metal se presenta disuelto en concentraciones de hasta algunos miles de partes por millón en las aguas subterráneas de zonas desérticas y en lagos salinos, ubicadas generalmente en cuencas cerradas de regiones áridas y tectónicamente activas, como sucede en la puna.
Para una mejor comprensión, los salares son una especie de compartimentos estancos donde confluyen materiales arrastrados por los ríos provenientes de la meteorización y erosión de rocas vecinas, además de las aguas de infiltración frías o termales, más las sales disueltas de esas aguas, más el polvo eólico y las cenizas volcánicas aportadas por el viento. Todo esto se concentra en estas cuencas cerradas conformando capas que se acumulan por siglos. Debido a la naturaleza de cuenco, en el centro se concentran las aguas, las cuales, dado el clima seco donde la evaporación
supera las precipitaciones, se evaporan dejando su carga de sales. De esta manera, se forman los salares, los cuales poseen una concentración de diez a quince veces el agua de mar.
Para la extracción del litio de las salinas, el primer paso es el de realizar la perforación, mostrada en la Figura 1.10. Éstas pueden estar en profundidades de 30 hasta 800 metros dependiendo de la zona. Las perforaciones son utilizadas para llegar hasta donde está ubicada la salmuera, la cual se extrae por un bombeo que funciona las 24hs.
Figura 1.10. Perforación de las salinas10
Luego, el líquido bombeado es enviado a unas piletas que suelen medir desde 500m hasta 1km de longitud y que fueron excavadas en las salinas. En esas piletas se evapora por acción solar el agua y se concentran las sales. A continuación, se presenta la Figura 1.11 para mayor claridad.
Figura 1.11. Proceso de evaporación de la salmuera11
Finalmente, se transporta la salmuera a una planta, donde, mediante el agregado de ciertos químicos específicos y procesos fisicoquímicos, detallados posteriormente, se obtiene el carbonato de litio, la calidad e intensidad de estos procesos es lo que determina la pureza del carbonato, cuanto mayor sea su pureza los procesos se vuelven más complejos y entran en juego una mayor cantidad de reacciones químicas.
1.3.3 Procesamiento del carbonato de litio
El contenido de litio, además del de otros minerales como el boro, bromo, calcio, carbonatos, cloruros, nitratos, potasio y sodio dependen de la composición de las salmueras. Esto hace que el tratamiento de cada salmuera sea diferente y específico dependiendo de las características del salar.
Dicha salmuera se procesa luego en plantas industriales donde se utilizan sustancias químicas tales como soda ash, ácido sulfúrico, ácido clorhídrico y agua, que juegan un rol fundamental en la remoción de impurezas, ya que logran quitar sustancias como boro, magnesio y otros elementos no deseados. Este procesamiento se realiza a través de la purificación de la salmuera, precipitación del carbonato de litio, junto con el lavado, secado y envasado de estas sustancias. La Figura 1.12 muestra un breve resumen de las etapas involucradas y las materias primas más importantes en el procesamiento de salmuera para la producción de carbonato de litio grado
batería desde que es extraída hasta el proceso de secado. Por grado batería se entiende una pureza del carbonato de litio mayor al 99,5%.
Figura 1.12. Producción de carbonato de litio hasta grado batería/técnico a partir de salmuera12
1.3.4 Estructura de costos
Para establecer la estructura de costos del proyecto se analizaron los costos asociados a las etapas de construcción y puesta en marcha de la planta, llamados CAPEX (Capital Expenditure) y luego los relacionados a la etapa de producción, llamados OPEX (Operational Expenditure).
La primera etapa, CAPEX, implica inversiones altas y un riesgo mucho mayor, por lo que cualquier préstamo requerido implica una mayor tasa de financiación. Una vez que el proyecto ya está avanzado, el riesgo disminuye considerablemente y las posibilidades de financiamiento
del proyecto incrementan. Además, los costos son menores y constantes para el funcionamiento anual de la planta (OPEX).
Los principales costos asociados a cada etapa se presentan a continuación y se detallan con mayor profundidad en la sección 3.5 Egresos.
Etapa CAPEX - Capital Expenditure13 o Ganancia/adquisición licitación o Construcción de caminos o Intereses financieros o Pozos de extracción o Piletas de evaporación o Planta de tratamiento del litio o Infraestructura general o Maquinaria
o Contingencias
Etapa OPEX - Operational Expenditure14 o Transporte
o Energía
o Reactivos y agentes químicos o Mano de Obra
o Administrativos
o Tasas e intereses de exportación o Intereses financieros
o Regalías hídricas a la provincia donde se realiza la extracción
1.3.5 Almacenamiento
El carbonato de litio no presenta grandes peligros físicos, pero sí químicos, tales como que la sustancia se descompone a altas temperaturas, produciendo monóxido de carbono y dióxido de
13 Fuente: Pastos grandes Preliminary Economic Assessment (PEA). CAPEX total de 410 M US$, con 60M de contingencias
carbono; o que reacciona violentamente con el flúor y ácidos; o que es corrosivo para el aluminio y el zinc. No presenta grandes riesgos de inhalación ya que la evaporación a 20°C es despreciable; sin embargo, al tratarse de un polvo, se puede alcanzar una concentración nociva de partículas en el aire si no se presenta una buena ventilación del ambiente. Al ser un producto químico presenta efectos por exposición, pudiendo irritar los ojos, la piel y el tracto respiratorio y en caso de que se prolongue la exposición, puede producir dermatitis, además de afectar al sistema nervioso central, sistema cardiovascular, estómago y riñón.
Por todo lo mencionado previamente, es importante tener en cuenta que para almacenarlo es necesario separarlo de ácidos fuertes, alimentos y flúor. Además, se debe mantener en un lugar seco, correctamente aislado y ventilado. La forma más usual de almacenarlos es en bulk bags
como se observa en la Figura 1.13.
1.4 Análisis estratégico
1.4.1 Cruz de Porter
En la Figura 1.14 se presenta la Cruz de Porter con sus cinco fuerzas y el poder del gobierno para la industria del carbonato de litio:
Figura 1.14. Cruz de Porter para la industria del carbonato de litio.
1.4.1.1 Competencia
La producción de carbonato de litio se encuentra concentrada en pocas empresas, las cuales producen más del 80% del litio mundial. Estas son: Albemarle/Rockwood, SQM (Sociedad Química y Minera de Chile), Livent (ex FMC) y Tianqi (Talison). Otras de ellas son Orocobre, Lithium Americas y Galaxy. Todas ellas son corporaciones multinacionales, principalmente de Canadá, Australia, China y Estados Unidos, que disponen de la tecnología y know how sobre los procesos para convertir la salmuera en carbonato de litio. La mayoría de ellas están diversificadas y además de extraer el carbonato, lo procesan para venderlo como hidróxido de litio u otros derivados.
para el procesamiento del litio en carbonato bajo en impurezas. Además, debido a su trayectoria, tienen buenas relaciones con sus clientes, ya que los contratos se hacen generalmente a largo plazo y los clientes buscan integrar la cadena, lo que les otorga una ventaja competitiva. A continuación, en la Figura 1.15 se observa el market share de cada una de estas empresas en el 2016.
Fuente: SSP Micro con base en CORFO
Figura 1.15. Participación de las empresas en la producción 201615
1.4.1.2 Proveedores
Se analizaron los insumos requeridos para las etapas de CAPEX y OPEX. Los principales requerimientos a tener en cuenta son los siguientes.
o Maquinaria y otros:
Cañerías
Reactores
Bombas
Cristalizadores
Maquinaria para filtrado
Maquinaria para lavado o Empresa de seguridad
o Recolección de sales de descarte o Red eléctrica
o Operarios
La maquinaria que es utilizada para cada proceso junto con sus respectivos proveedores se explica detalladamente en la sección 2.4.4 Selección de tecnología.
Para la etapa de desarrollo del producto final, con la planta en funcionamiento al 100% de la capacidad, los principales recursos necesarios son:
o Productos químicos, reactivos y agentes (Ej: soda ash, cal)16 o Recolección de sales de descarte
o Transporte producto final o Red eléctrica
o Operarios
Los productos químicos utilizados son el insumo fundamental de esta etapa para asegurar la continuidad del proceso y poder mantener la capacidad planificada de producción. Los principales proveedores de estos insumos son: BASF, Silmex y Loma Negra.
Se seleccionó Silmex como proveedor de soda ash, empresa argentina ubicada en Buenos Aires que importa su producto desde Estados Unidos. La soda ash es una de las materias primas más críticas ya que se utiliza para el precipitado de carbonato de litio y sin ésta la producción no se podría realizar. Se optó por Silmex por su trayectoria en el mercado debido a su antigüedad de 75 años y su posición como importador. De esta forma se genera una confianza para mantener un ingreso de materia prima constante.
Como proveedor de cal se seleccionó la empresa Loma Negra, empresa argentina con 100 años de experiencia en la industria y con muchas localizaciones en el país, incluyendo Salta. La cal también es un recurso crítico para el proceso ya que se utiliza para la eliminación del magnesio contenido en la salmuera. Es una materia prima de bajo costo, pero imprescindible, por lo que se eligió un proveedor de confianza y con cercanía a la planta para disminuir los costos logísticos y el riesgo de no abastecimiento.
Para los restantes insumos químicos, como el ácido clorhídrico y el hidróxido de sodio, se seleccionó a BASF teniendo en cuenta la buena calidad y el precio del proveedor. Dado que dicha materia prima se utiliza en cantidades casi insignificantes, no se profundiza en su análisis. Debido a su criticidad, los proveedores de cal y soda ash, Loma Negra y Silmex, respectivamente, podrían tener alto poder de negociación, pero, al haber bastantes productoras químicas grandes internacionales, se considera un poder de negociación medio.
1.4.1.3 Nuevos entrantes
Los nuevos entrantes son, en gran medida, empresas de tamaño medio que buscan incursionarse en la industria del litio debido a los altos márgenes de ganancia con los que operan las empresas del sector hoy en día. Además, se ven impulsados por los pronósticos, que indican que la demanda futura crecerá.
Con respecto a su amenaza, en primer lugar, se deben considerar las diversas barreras de entrada que tiene el mercado. A diferencia de otras industrias, estas barreras no las ponen los competidores, sino que son intrínsecas del mercado. Una de las más importantes a considerar es el volumen de inversión necesaria, ya que los proyectos tienden a tener presupuestos superiores a los 200 millones de dólares, por lo cual la financiación es un problema serio para cualquier empresa nueva. Esta inversión involucra tanto los procesos de licitación como el proceso de extracción y procesamiento del carbonato de litio.
Por otro lado, se requiere de tecnología y conocimiento sobre los procesos, know how que no es sencillamente accesible y que los nuevos entrantes generalmente no poseen.
Además, es una inversión riesgosa ya que, como se mencionó en la sección 1.1.1, ¿Qué es el Litio?, los proyectos de litio tienen largos períodos de maduración de las inversiones, lo que condiciona las perspectivas a corto y mediano plazo. Debido a esto, sumado a la alta inversión, muchos de estos proyectos no llegan a realizarse.
Por todo lo mencionado anteriormente, se concluye que los nuevos entrantes poseen poco poder ya que la barrera de entrada es muy alta, tanto por el riesgo que incurre como por las inversiones y el know how que requieren.
1.4.1.4 Sustitutos
Los productos sustitutos están conformados por aquellos elementos que puedan ser utilizados en la producción de baterías, distintos al litio, tales como el vanadio, zinc, silicio, hidrógeno o aluminio, entre otras. Actualmente, el riesgo de sustituir el litio en la producción de baterías es bajo y varios potenciales elementos se encuentran en investigación. Una de las razones es que las baterías de litio ofrecen más densidad de energía por unidad de peso que las demás, lo cual es importante ya que se busca que las baterías sean lo más pequeñas posibles. Además, al ser el litio uno de los elementos más electronegativos, ofrece mayor capacidad de oxidación, siendo su voltaje mayor. Otra propiedad que le otorga una ventaja a las baterías de litio es su mayor vida útil y rapidez de carga y descarga.
Los sustitutos del litio surgen en busca de un elemento más abundante en la corteza terrestre para ser extraído a un menor costo y con un menor daño al medio ambiente. Para comprender con mayor detalle, se presentarán algunas características de los principales potenciales productos sustitutos:
o Fluoruro: Es el elemento más electronegativo de la tabla periódica, lo que lo convierte en un elemento adecuado. De hecho, las baterías de fluoruro son hasta diez veces más densas en energía que las de litio, pero su principal problema hasta ahora fue que necesitaban calentarse hasta los 150° C para poder funcionar. Un equipo de investigación conjunto, compuesto por ingenieros de Honda, la NASA y Caltech, solucionó dicho problema creando un nuevo electrolito líquido llamado BTFE, el cual permite que el fluoruro se disuelva a temperatura ambiente. De todas formas, aún no se ha verificado su funcionamiento en invierno cuando la temperatura se encuentra muy debajo de la temperatura ambiente. Además, otro gran inconveniente es que el ánodo y el cátodo se disuelven en el electrolito.
o Sodio y potasio: Su principal ventaja es su bajo costo y gran abundancia en la corteza terrestre, pero su desventaja se basa en que tienden a decaer y degradarse rápidamente, además de ser menos densas energéticamente.
nuevas baterías recargables que emplean flujo de iones de vanadio en diferentes estados de oxidación, para almacenar energía potencial química. Esta técnica permite mejorar el transporte de electrolitos en la batería, reduciendo su tiempo de carga e incrementando su potencia y duración. A su vez, poseen capacidad para almacenar grandes cantidades de energía casi indefinidamente, simplemente mediante el uso de tanques de almacenamiento que se pueden recargar sustituyendo el electrolito. Si bien podrías ser una buena solución para los parques eólicos y fotovoltaicos, este tipo de baterías son demasiado grandes y pesadas para reemplazar a las baterías de litio en la mayoría de sus aplicaciones.
o Zinc: Las baterías de zinc-aire poseen alta densidad de energía y son relativamente baratas de producir. Sus posibles aplicaciones incluyen baterías de vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía (red eléctrica). Su principal desventaja es que al contener altos volúmenes de líquido requieren un gran tamaño, lo que dificulta su transporte. o Silicio: Las baterías TED (Thermal Energy Device) son una unidad de almacenamiento
de energía modular que permite almacenar cualquier tipo de electricidad (solar, eólica, fósil o directamente de la red) y la utiliza para calentar y fundir el silicio en una cámara muy aislada. El silicio mejora el almacenamiento de calor después de cada ciclo. Además, en caso de retirar un dispositivo TED, luego de su uso, es 100% reciclable. A diferencia del litio, este sistema no muestra signos de degradación y se asegura que esperan una vida útil de al menos 20 años, pero aún se encuentra en vías de desarrollo.
1.4.1.5 Clientes
Los principales compradores del carbonato de litio son los productores de baterías para autos eléctricos, ya que son los que mayor cantidad requieren por batería y, por ende, mayores volúmenes de compra. El mercado de la producción de baterías también se encuentra concentrado en pocas grandes empresas, las cuales también participan, en muchos casos, directamente, como parte accionaria, en las empresas de extracción y procesamiento de litio, para asegurar la disponibilidad del insumo.
Los principales fabricantes a nivel mundial de baterías de ion-litio son Panasonic – Tesla, LG Chem, CATL, Toshiba, A123 Systems, eCobalt Solutions, BYD y Johnson Controls. En la
Fuente: SSP Micro con base en Bloomberg NEF
Figura 1.16. Capacidad instalada de la industria de fabricación de baterías de litio por empresa en GWh (2017)17 Como se observa en la figura anterior, la capacidad instalada de baterías de ion-Litio para autos eléctricos (EV) se encuentra localizada principalmente en China (62%), Estados Unidos (22%) y Corea del Sur (13%).
Es importante mencionar que, si bien los compradores se encuentran concentrados y tienen influencia directa en la demanda del carbonato de litio, su poder de negociación es medio. Esto se debe a que muchos productos son dependientes del carbonato para la fabricación de éstos, es decir, actualmente no existe otra materia prima que pueda sustituir el carbonato.
En cuanto a los productores de baterías de celulares y otros dispositivos electrónicos, éstos se encuentran más diversificados y tienen tamaños menores, por lo que no presentan una amenaza. Además, la cantidad de carbonato requerida para la fabricación de éstas es pequeña, por lo que no afecta significativamente la demanda.
El segundo uso más extendido del carbonato de litio es el que se refiere a la producción de vidrios y cerámicos. Dado que los compradores son también diversos y requieren cantidades menores de carbonato de litio, su poder de negociación es bajo. Se encuentran principalmente en Estados Unidos (Coorstek, Corning), México (Vitro S.A.B), Japón (Nippon Sheet Glass Co., Murata
Manufacturing Co., Morimura Group) y Europa (RHI AG, CeramTec Holding GmbH, SCHOTT AG, Saint-Gobain, Vesuvius plc, Morgan Advanced Materials).
Por último, se analizaron los principales compradores del carbonato de litio en la industria farmacéutica. Los principales laboratorios son Roxane Laboratories, Roemmers y Pharma Science pero, nuevamente, como las cantidades son pequeñas, no poseen un poder de negociación alto.
1.4.1.6 Gobierno
El gobierno tiene un alto poder de negociación ya que cualquier regulación que establezca impacta significativamente en los proyectos. El mismo se puede ver reflejado en la estipulación de una cantidad máxima a extraer, lo que limitaría el crecimiento, o un impacto en las ganancias debido a la participación obligatoria del gobierno en el proyecto. Esto es lo que sucede actualmente en Chile, el cual lideraba la extracción de litio en la región, pero, debido a restricciones en la cantidad de litio a extraer, impuestas por el gobierno, y una serie de normativas que complican los proyectos, la cantidad de éstos se encuentra decreciendo en los últimos años. Actualmente el marco regulatorio y legal es bastante favorable. A nivel nacional, la Ley Nº 24.196/93 de inversiones mineras del Ministerio de Hacienda de la nación instauró un régimen impositivo especial. La ley otorga beneficios tales como estabilidad fiscal por 30 años, doble deducción de gastos de prospección y exploración, devolución anticipada del crédito fiscal IVA por compras o importaciones de bienes y servicios para exploración y las regalías de las provincias no pueden superar el 3% del valor boca de mina, entre otros.
También a nivel provincial, se realizó un nuevo Acuerdo Federal Minero que prevé, junto con las provincias que poseen el recurso, la formación de la Mesa de Litio en Salares, cuyo objetivo es generar los protocolos de estudio, exploración y desarrollo del litio. A nivel provincial, cada provincia tiene su propia legislatura, por lo tanto, el gobierno de la provincia donde se realice la extracción también tiene un poder de negociación alto. En Jujuy, por ejemplo, se exige al menos un 8,5% de la participación, siendo aproximadamente un 5% de la producción.
1.4.1.7 Otros Stakeholders
Además de los clientes, competidores, proveedores y gobierno previamente mencionados, otros importantes stakeholders son:
o Poblaciones cercanas: Los pueblos que se encuentren cerca de la zona donde se extrae el litio se ven beneficiados por el aumento de las oportunidades de trabajo, el desarrollo y las mejoras en las instalaciones y servicios.
o Asociaciones ambientalistas: Buscan que se prohíba o limite la extracción de litio debido a la potencial contaminación con el medio ambiente.
o Fondos de inversiones: Al ser un proyecto que requiere una gran inversión inicial con una alta rentabilidad, estas empresas están interesadas en invertir su capital.
o Asociaciones indígenas de la zona: Buscan proteger sus tierras, pudiendo presentar trabas al proyecto.
o Empresas productoras de autos a combustión interna: Son las empresas que se ven perjudicadas con el avance de las baterías de litio y la innovación en los autos eléctricos e híbridos.
o Sindicatos de minería: Buscan proteger los derechos de los trabajadores en la minería. Se concluye que el poder de negociación de dichos stakeholders es relativamente bajo ya que no todos influyen de manera considerable en el desarrollo del proyecto. Cabe destacar que es importante tener en consideración a las asociaciones indígenas de la zona ya que sí pueden tener un impacto en el proyecto, especialmente en los tiempos de ejecución de éste, por lo que es importante tener una comunicación clara y respeto con las mismas.
1.4.2 FODA
Tabla 1.2. Análisis FODA.
1.4.2.1 Fortalezas
o Bajos costos de producción: Las operaciones en los salares ubicados en suelo argentino cuentan actualmente con costos de producción bajos, favorecidos por la forma natural en la que se encuentra el material y por la ubicación geográfica de los yacimientos en zonas de clima árido y alta radiación solar.
o Productor local: conocimiento y cercanía al país productor, dado a la residencia en el mismo. Esto puede facilitar el manejo de recursos y la toma de decisiones respecto a ciertas variables, tales como el trato con proveedores locales, las asociaciones ambientales, entre otros.
1.4.2.2 Debilidades
o Lejanía geográfica con clientes: La ubicación geográfica alejada de los países consumidores de productos de litio hace más difícil la participación en un mercado altamente globalizado ya que se generan grandes costos logísticos, que podrían ser mitigados al encontrar clientes locales.
o No poseer el know how de la industria
1.4.2.3 Oportunidades
en segmentos que son insumos claves en industrias estratégicas como es la fabricación de baterías de litio para la industria automotriz y electrónica.
o Marco legal favorable / Clima de inversión: Como se mencionó anteriormente, Argentina presenta una ventaja competitiva respecto a los otros dos países pertenecientes al triángulo de litio, los cuales proporcionan una competencia directa en el mercado. Por un lado, Chile presenta complicaciones en su legislación ya que la producción del litio se encuentra regulada y actualmente rige una cuota máxima para su extracción. Por otra parte, Bolivia no sólo presenta un retraso con respecto a la tecnología y la infraestructura instalada, sino que también la gran influencia estatal es un motivo de deserción para las empresas privadas. Esto genera que Argentina sea uno de los países con mayor atractivo para las empresas interesadas en el desarrollo de la industria del litio y sus derivados, con la capacidad tecnológica requerida para la explotación del recurso. El análisis comparativo en profundidad se encuentra en la sección 1.1.4 Litio en Argentina.
o Gran potencial geológico: Los salares ubicados en la puna, puntualmente en el triángulo de litio, previamente mencionado, donde se radica la planta de extracción y producción, poseen una alta concentración de litio, así como un nivel relativamente bajo de impurezas, lo cual permite obtener un producto final de buena calidad a un costo conveniente en comparación con los estándares de la industria.
1.4.2.4 Amenazas
o Especulaciones: Se especula que se está creando una “burbuja” que podría culminar en una crisis como sucedió con otras industrias de extracción y producción de metales. Esto se debe a una sobreestimación de la demanda, una sobre expansión de la oferta que podría derivar en un derrumbe de las ‘cotizaciones’ mundiales. La sobreproducción impactaría de forma directa en los productores.
o Poder de negociación gremial: Dado que el sindicato minero posee un alto poder de negociación, pueden surgir conflictos con la mano de obra, provocando paros en la planta y, por lo tanto, demoras en los tiempos de producción que conllevarían mayores costos de producción.
pueblos originarios podrían presentarse como una amenaza en búsqueda de proteger sus tierras.
o Países productores emergentes: Se proyecta un aumento significativo en la capacidad productiva en otros países emergentes en el mercado, lo cual podría afectar la participación argentina en el mismo. Un claro ejemplo de esto es Canadá, quien se ha insertado al mercado rápidamente generando una penetración importante.
A su vez, la innovación de procesos extractivos en salmueras y minerales podría hacer viable en el mediano plazo el aprovechamiento de fuentes aún no explotadas, como salares en zonas menos áridas o la extracción de litio a partir de arcillas, con un costo competitivo de producción.
o Cambios en las regulaciones: La posibilidad de que surjan cambios en las regulaciones implica un riesgo considerable en la rentabilidad, tal como se explicó en la sección 1.4.1.6 Gobierno.
o Incremento en el reciclado de baterías: Las baterías de litio pueden ser recicladas, es decir desmanteladas y tratadas de forma química para separar los materiales útiles para ser reinsertados en el ciclo productivo, y reutilizadas, otorgándoles nuevos usos. Actualmente el reciclado de baterías es menor al 2%. Sin embargo, según estimaciones, la cantidad total de litio reciclado podría alcanzar las 30.000 toneladas de carbonato de litio para el 2025 (casi un 5% de la demanda proyectada).
1.4.3 Canales y estrategias de distribución
El litio puede ser transportado en camiones hasta el puerto de Antofagasta, Chile o en el tren Belgrano hasta los puertos de Rosario o Buenos Aires.
Existen numerosos factores para decidir a dónde transportar el litio para su exportación, los principales son:
o El costo del transporte en tren hacia el puerto de Rosario o Buenos Aires, si se utiliza el tren Belgrano
o La distancia en camión hasta el puerto o la terminal de tren más cercana o Las tasas de cada puerto
o Las tasas para el cruce fronterizo entre Argentina y Chile, si se opta por usar el puerto de Antofagasta
1.5 Segmentación
1.5.1 Segmentación por uso
El litio se comercializa principalmente como carbonato de litio, cloruro de litio e hidróxido de litio. Los principales usos son:
Figura 1.17. Usos del litio18
o Carbonato de litio (Li2CO3): Dado que lo que se comercializará será el carbonato de litio, se explicarán sus usos en mayor detalle.
Baterías de Litio: La batería de iones de litio, también denominada batería Li-Ion o ion-litio, es un dispositivo diseñado para el almacenamiento de energía eléctrica que emplea como electrolito una sal de litio que procura los iones necesarios para la reacción electroquímica reversible que tiene lugar entre el cátodo y el ánodo. Durante la carga, los iones migran del cátodo al ánodo a través del separador y en sentido inverso en la descarga. Como se observa en la Figura 1.18, está compuesta por un ánodo, un cátodo, un electrolito, un separador y colectores de corriente.
Figura 1.18. Esquema de una batería de ión-litio
Una batería es una celda electroquímica que convierte energía eléctrica en energía química y viceversa. Como se observa en la Figura 1.19, en las baterías de litio, cuando la celda se carga, los iones fluyen desde el cátodo al ánodo donde se almacenan. Por el contrario, al descargarse, los iones de litio se disocian del nodo y se mueven al cátodo a través del electrolito y los electrones son transportados por el circuito externo para realizar su trabajo. Dado que el ánodo es el electrodo negativo, debe estar compuesto de un material con una alta conductividad eléctrica, además de una gran capacidad de ser reciclado, típicamente grafito, ya que los electrones salen de la batería a través de este. En cuanto al cátodo, es el electrodo positivo y debe tener la capacidad de aceptar y liberar iones de litio y electrones, generalmente hechos de óxido metálico de litio que puede oxidarse cuando se remueve el litio.
Figura 1.19. Funcionamiento batería de litio, carga y descarga19
El uso del litio en baterías recargables para la industria automotriz constituye un beneficio potencial para la población mundial y el medio ambiente, ya que hacen posible que los automóviles utilicen energía de fuentes renovables libres de carbono, como solar, hidroeléctrica o eólica, en lugar de nafta o diésel, reduciendo las emisiones de dióxido de carbono, responsable del calentamiento global. A su vez, la huella de carbono de la producción de carbonato de litio es menor que en otros minerales, dado que gran parte de la energía utilizada en la concentración del litio en los salares es energía solar.
Sus principales usos son en teléfonos celulares, computadoras portátiles, herramientas eléctricas y vehículos híbridos o eléctricos, y baterías para almacenar electricidad generada por las energías no convencionales, especialmente la eólica y la solar, entre otras. Los autos eléctricos (EVs) incluyen Vehículos Eléctricos (BEV), Vehículos Eléctricos Híbridos (HEV) y Vehículos Eléctricos Híbridos Plug-in o Enchufables (PHEV) a la red eléctrica para la recarga. Estos requieren de una batería que sea liviana, de poco volumen y con gran capacidad de almacenamiento de energía.
En la Figura 1.20 se observa la conformación química de una batería de litio.
Figura 1.20. Conformación química batería de litio20
Dependiendo del uso que se le vaya a dar se utilizan distintos tipos de baterías de ion de litio. Entre las más comunes se encuentran las presentadas en la Tabla 1.3:
Tabla 1.3. Descripción de distintos tipos de baterías
Industria de vidrio y cerámica: Al agregar óxido de litio Li2O como aditivo se disminuye el punto de fusión, se mejoran las propiedades de escurrimiento del material fundido y se reduce el coeficiente de expansión térmica del producto terminado, haciéndolos más resistentes a los cambios de temperatura.
Industria del Aluminio y Cobre: La adición de carbonato de litio Li2CO3 al baño de criolita (Na3AlF6, fluoruro de aluminio y sodio) para la obtención de aluminio (electrólisis de sales fundidas) disminuye el punto de fusión del baño permitiendo una menor temperatura de operación. Se aumenta productividad ya que se alivian los componentes estructurales de la industria aeronáutica, se reduce el consumo de energía y se reduce la emisión de flúor al ambiente.
Uso medicinal: Se utiliza en tratamientos psiquiátricos para tratar el trastorno bipolar, la depresión, el trastorno límite de la personalidad y el trastorno esquizofrénico, aunque también, a veces, es utilizado para tratar el alcoholismo. Consumir dosis superiores a las recomendadas de esta sal puede ser mortal.
o Hidróxido de litio (LiOH):
o Cloruro de litio (LiCl):
Sistema de aire acondicionado y control de humedad: El bromuro de litio (LiBr) y el cloruro de litio (LiCl) en forma de salmueras, se usan en sistemas industriales de acondicionamiento y deshumidificación de aire, aprovechando que ambos compuestos tienen propiedades altamente higroscópicas que le permiten absorber la humedad del aire circundante.
o Butil-Litio:
Elaboración de polímeros (Caucho sintético):Se usan compuestos órgano-litio que es un catalizador específico en la polimerización iónica del isopreno, estireno y butadieno para la obtención de cauchos especiales empleados en la manufactura de neumáticos de alta duración.
Entre los usos potenciales o también llamados emergentes, se pueden encontrar aplicaciones que ya son conocidas pero que aún no han sido ampliamente desarrolladas. Éstas muestran altas tasas de crecimiento de la demanda, tales como las baterías de alta densidad energética, baterías de gran escala para estabilización y almacenamiento en redes eléctricas, aleaciones de bajo peso y refuerzo de hojas de turbinas.
Por otro lado, el litio ha sido considerado como un material importante para evaluar el desarrollo de los reactores de fusión nuclear, que aún están en plena etapa de investigación y desarrollo. Considerando las tecnologías actuales, la reacción más factible es la fusión nuclear de los dos isótopos pesados del hidrógeno (el deuterio, D, y el tritio, T). Mientras el deuterio se halla en forma abundante en el agua de mar, el tritio es escaso en la naturaleza y es radioactivo, con una vida media relativamente corta de 12 años. Cantidades usables de este último se obtendrían por medio del bombardeo de litio-6 con neutrones. De esta forma el litio actuaría como productor de tritio, permitiendo, además, su empleo como un excelente refrigerante del manto y medio de transporte calorífico, debido a su alta capacidad calórica, baja viscosidad, alta conductividad térmica y baja presión de vapor.
1.5.2 Definición del segmento objetivo
A partir de una clara contextualización se selecciona a los productores de baterías para autos eléctricos como principal mercado objetivo debido al valor que posee este segmento, además del tamaño ya que representa el 46% de los usos del litio. Además, como se señaló previamente, el ciclo de vida del producto se encuentra en pleno crecimiento debido a la introducción al mercado de los autos eléctricos e híbridos. Esto define ventas potenciales, junto con un potencial crecimiento en los próximos años.
