En las salmueras del desierto de Atacama, los iones de magnesio y litio tienen radios casi idénticos y un comportamiento químico altamente similar en solución acuosa. Este "efecto gemelo" ha impedido que más de la mitad de los recursos de litio en salmueras del mundo sean explotados económicamente. La Universidad de Atacama, en conjunto con la Universidad de Antofagasta y la Universidad de Chile, está utilizando líquidos iónicos y materiales de estructura metalorgánica (MOF) para crear un "tamiz químico" que resuelva este problema centenario.

Alta relación Mg/Li: un "desafío mundial" en la minería del litio

Los recursos globales de litio se encuentran principalmente en salmueras, pero no todas son aptas para el proceso tradicional de evaporación-precipitación. Cuando la relación de concentración de iones de magnesio a litio (Mg/Li) en la salmuera supera un cierto umbral, los iones de magnesio compiten con el litio por los sitios de precipitación, lo que provoca una caída drástica en la recuperación de litio y un aumento vertiginoso de los costos de producción.

El Dr. Jonathan Castillo, académico del Departamento de Metalurgia de la Universidad de Atacama, señala que muchas salmueras contienen concentraciones extremadamente altas de iones interferentes como magnesio y calcio, lo que las hace químicamente y desde el punto de vista de la ingeniería muy complejas y actualmente difíciles de explotar de forma económica.

Este cuello de botella tecnológico significa que una gran parte de los recursos de litio en salmueras del mundo permanece "bloqueada" bajo tierra, sin poder ingresar a la cadena de suministro. Con el crecimiento explosivo de la demanda de litio para vehículos eléctricos y almacenamiento de energía, descifrar una tecnología eficiente de extracción de litio en salmueras con alta relación Mg/Li se ha convertido en una de las direcciones de investigación más urgentes para la industria minera global.

Sistema de "tamiz químico" construido con líquidos iónicos y MOF

El 20 de abril de 2026, la Universidad de Atacama presentó oficialmente un proyecto de investigación colaborativo Anillo de tres años de duración. Liderado por la Universidad de Atacama, con la participación de la Universidad de Antofagasta y la Universidad de Chile, el objetivo central es desarrollar en tres años un sistema avanzado de extracción de litio de salmueras basado en líquidos iónicos y materiales de estructura metalorgánica (MOF).

Líquidos iónicos: una "garra molecular" diseñada a medida para el litio

Los líquidos iónicos son una clase de sales líquidas compuestas enteramente por iones, que son líquidas a temperatura ambiente, con una presión de vapor extremadamente baja, excelente estabilidad térmica y una alta capacidad de diseño estructural. El equipo de investigación aprovecha la ajustabilidad estructural de los líquidos iónicos para diseñar a nivel molecular moléculas extractantes con alta afinidad por los iones de litio.

La lógica química central de esta tecnología radica en que el catión o anión del líquido iónico puede diseñarse con grupos de coordinación específicos, formando una "garra molecular" que "atrapa" preferentemente iones de litio en un entorno iónico complejo, mientras repele iones interferentes como magnesio y calcio. Datos experimentales muestran que algunos sistemas de extracción con líquidos iónicos de alto rendimiento ya han logrado factores de separación Li/Mg superiores a 4600, ofreciendo una solución a nivel molecular para la extracción de litio en salmueras con alta relación Mg/Li.

Materiales MOF: "canales iónicos" a escala nanométrica

Las estructuras metalorgánicas (MOF) son materiales cristalinos porosos formados por el autoensamblaje de iones/clústeres metálicos con ligandos orgánicos, que poseen una altísima superficie específica y una estructura de poros que puede ajustarse con precisión. El equipo de investigación ha funcionalizado y modificado líquidos iónicos dentro de los materiales MOF, construyendo un material compuesto funcional de líquido iónico@MOF.

El sistema tridimensional de canales del MOF y la selectividad química del líquido iónico logran una sinergia: la estructura porosa del MOF proporciona canales de alta capacidad para el transporte iónico, mientras que el líquido iónico incorporado otorga a las paredes internas del canal una selectividad química hacia los iones de litio. Este mecanismo dual de "tamizado físico + reconocimiento químico" permite que los iones de litio pasen eficientemente, mientras que los iones interferentes como magnesio y calcio son efectivamente bloqueados.

Del cobre al litio: transferencia tecnológica y colaboración interuniversitaria

El Dr. Castillo reveló que esta investigación no comienza desde cero. El equipo ha trabajado durante mucho tiempo en tecnología de extracción por solventes para minerales de cobre, acumulando una rica experiencia en la separación de metales. "Trasladar" los conocimientos y herramientas del campo de la extracción de cobre al campo del litio es el punto de partida lógico clave de esta innovación tecnológica.

En la implementación del proyecto, las tres universidades chilenas de primer nivel tienen roles diferenciados, formando una cadena de I+D completa:

Universidad de Atacama: responsable del diseño molecular, síntesis y selección de extractantes de líquidos iónicos, habiendo desarrollado ya una serie de solventes de líquidos iónicos de alto rendimiento.

Universidad de Antofagasta: responsable del diseño de ingeniería del circuito de proceso, transformando los extractantes a escala de laboratorio en esquemas de proceso escalables industrialmente.

Universidad de Chile: responsable de la validación de ingeniería de los parámetros, estableciendo una base técnica fiable para que la tecnología pase del laboratorio a la aplicación industrial.

Esencia tecnológica: un salto de paradigma de la "concentración por evaporación" a la "captura química"

La extracción tradicional de litio de salmueras depende de la concentración por evaporación natural durante 12 a 24 meses, seguida de la separación del litio mediante precipitación química. Este proceso está limitado por la composición de la salmuera, las condiciones climáticas y los recursos de tierra, y es casi ineficaz para salmueras con alta relación Mg/Li.

La tecnología compuesta de líquido iónico-MOF representa una ruta tecnológica completamente diferente: de la "evaporación pasiva" a la "captura activa". Las moléculas extractantes reconocen y capturan activamente los iones de litio a escala molecular, sin verse restringidas por la concentración inicial de la salmuera o las condiciones ambientales. Si esta tecnología se industrializa con éxito, permitirá que una gran cantidad de recursos de litio en salmueras actualmente clasificados como "difíciles de utilizar" pasen a la categoría de extraíbles.

Movilizando los recursos de litio "durmientes" del mundo

1. La "llave maestra" para salmueras con alta relación Mg/Li

Muchas salmueras en todo el mundo son consideradas "recursos marginales" debido a su alta relación Mg/Li. Si la tecnología de extracción selectiva con líquido iónico-MOF alcanza la eficiencia de separación esperada, estas salmueras podrían transformarse de "reservas geológicas" a "reservas económicamente explotables", lo que tiene una importancia estratégica para la diversificación de la cadena global de suministro de litio.

2. Una "transformación verde" en la minería del litio

En comparación con el proceso tradicional de evaporación-precipitación, la tecnología de extracción por solventes reduce significativamente el consumo de energía y agua. El Dr. Castillo enfatiza que la tecnología no solo se centra en la extracción de litio, sino también en la recuperación integral de múltiples elementos de la salmuera. En el futuro, las salmueras de Chile podrían pasar de ser una "mina de litio única" a una "base integral de explotación sinérgica de litio, potasio, boro y magnesio".

3. Hoja de ruta de tres años: del laboratorio a la validación en planta piloto

Según el plan del proyecto, la hoja de ruta tecnológica para los próximos tres años incluye:

Año 1: Finalizar la selección de extractantes de líquidos iónicos y la optimización de los materiales compuestos MOF.

Año 2: Completar el diseño del circuito de proceso y la validación de operación continua a escala de laboratorio en la Universidad de Antofagasta.

Año 3: Realizar la validación de parámetros de ingeniería en la Universidad de Chile, sentando las bases para una planta piloto industrial.

La "segunda revolución" de la tecnología del litio en Chile

Chile posee los mayores recursos de litio explotables del mundo, pero durante mucho tiempo ha dependido de un único recurso, el Salar de Atacama, con procesos de extracción relativamente tradicionales. Esta tecnología de extracción de litio con líquido iónico-MOF, impulsada conjuntamente por tres de las principales universidades chilenas, podría traer la segunda revolución tecnológica para la industria del litio en Chile, después del "método de evaporación".

Para la industria minera mundial, el significado de esta tecnología va mucho más allá de un nuevo agente extractante: valida una ruta tecnológica completa desde el "diseño molecular" hasta la "ampliación de ingeniería". Cuando las moléculas de los líquidos iónicos pueden diseñarse con precisión como "bloques de Lego" y los poros de los MOF pueden ajustarse con precisión como un "tamiz", la extracción de litio está pasando de la era de la "optimización de procesos" a la era del "diseño de materiales".