Evaporación acelerada de salmueras con litio

Esta propuesta está orientada a disminuir los tiempos de pre-concentración de las salmueras con iones litio, al mismo tiempo de recuperar el agua que se evapora en el proceso mediante la construcción de una estructura que capte las ráfagas de aire que son abundantes en la región de la Puna en el noroeste argentino.
Nombre y Apellido
Franklin Waldemar Cardozo
Provincia
Salta
Perfil
Como estudiante de la Tecnicatura Superior en Minería, he realizado visitas técnicas a plantas de obtención de litio y realizado pasantías en el SEGEMAR (Servicio Geológico Minero Argentino) y he participado también, en los distintos eventos relacionados con la minería como ArMinera2019, ArgentinaMining2018 y FERINOA2017
¿En qué etapa se encuentra tu proyecto?
Idea
¿Hace cuánto venís trabajando en tu idea/proyecto?
De 0 a 6 meses
Temática ¿Sobre qué sector tiene impacto tu emprendimiento?
AMBIENTE
¿Tenes equipo? ¿Cómo se conforma? Roles y responsabilidades.
Equipo conformado por tres integrantes: Franklin Cardozo y Javier Moya, encargados de recaudar información técnica sobre piletones, evaporadores, diseños, eficiencias y de llevar a cabo la realización de los planos preliminares para la construcción de un modelo a escala que por el momento no está terminado.Geól. Mauro de la Hoz. Mentor del grupo, nos va guiando en ciertos aspectos fundamentales en cuanto a la naturaleza de las salmueras y el proceso de pre-concentración de iones litio.
Describí el problema que da origen al proyecto
Este proyecto busca resolver principalmente dos problemas. Por un lado, disminuir los tiempos de pre-concentración de las salmueras con litio (proceso que actualmente lleva de 10 a 14 meses), al mismo tiempo de eliminar influencias climáticas que retrasan aún más su concentración como el congelamiento, las nevadas, las lluvias en verano y las demás condiciones extremas que se presentan en la región de la Puna. Y, por otro lado, recuperar el agua proveniente de la evaporación en las piletas de concentración, agua que actualmente se pierde en la atmósfera y no es aprovechada en lo más mínimo. De recuperar el agua, (en teoría agua pura) se podría proveer a las comunidades aledañas que tanto la necesitan o incluso proveer de agua a otros proyectos en la zona. Además de, por supuesto, apaciguar los problemas que históricamente han tenido las comunidades y las empresas mineras respeto a los usos del agua. Estos problemas son relevantes puesto que, de afrontarlos adecuadamente, significarían un incremento en inversiones en proyectos mineros de la Puna lo cual, como todos sabemos, implica desarrollo y oportunidades para las poblaciones en la región del NOA.
Describí la solución que proponés
La solución que propongo es construir sobre las piletas de concentración una estructura aerodinámica que utiliza el poder evaporador del viento re dirigiéndolo (y oportunamente calentándolo) directamente sobre la salmuera en lugar de que solo las sobrevuele como ocurre actualmente. La idea de elevar la temperatura de las corrientes de aire, es incrementar aún mas la evaporación. Al mismo tiempo, esta estructura mantendría en su interior el vapor generado para su condensación (colocando una chapa metálica solo en la parte superior -a modo de cielo raso- ya que, dada la buena capacidad para la conducción del calor de los metales y la tendencia ascendente del vapor, éste condensaría por simple diferencia de temperaturas) y la captación del agua mediante un sistema de canaletas adheridas al techo metálico que dirigirían el agua para su acumulación, bombeo y/o transporte. Esta idea resolvería los principales problemas derivados de las condiciones extremas del clima de la región (que retrasan el proceso) además de recuperar agua potable con una simple estructura que no requiere de una gran tecnología para su implementación.
Describí los objetivos de tu proyecto
1- Eliminar los factores climáticos al momento de incrementar la concentración en Li+.2- Acelerar el proceso de pre-concentración de las salmueras con Li+ y otros iones. Disminuyendo así, el prolongado tiempo que conlleva este proceso y tal vez, de esta manera evitar la construcción de extensas piletas.3- Recuperar agua potable para las comunidades y/o otros proyectos. Esto es posible dado que, según afirmaciones de importantes personalidades, “el agua recuperada sería tanta, que no habría comunidades a las cuales abastecer” y por ello, (de implementar esta idea y dada la gran cantidad de proyectos de litio) se pensaría en proveer a cualquier otro proyecto que requiera del uso del agua para su funcionamiento.4- Aumentar la concentración de iones litio y afines. Si bien la posible recuperación del agua ya es beneficioso, un incremento de la concentración de los iones superior al 2% (máximo hoy en día), sería el gran objetivo a cumplir.
Sostenibilidad y sustentabilidad económica
Los principales clientes son aquellas empresas mineras relacionadas con la obtención del carbonato de litio. Además, como las mineras son conocidas por realizar sus actividades mediante empresas contratistas que proveen de los materiales para la construcción, el mercado para este proyecto se vuelve bastante prometedor. Tengo planeado, una vez comprobado los datos técnicos, exponer este proyecto en un principio ante la CAPROSEMIT (cámara de proveedores de servicios mineros y turísticos) y luego ante la CAEM (cámara de empresarios mineros), quienes serían encargados de decidir sobre la viabilidad económica y de la implementación o no del proyecto.
Solución novedosa ¿Por qué tu solución es innovadora?
Esta solución es novedosa, puesto que el principio de evaporación para este proyecto no requiere de una gran tecnología para ser llevado a cabo. Además, se utiliza en un mayor grado uno de los principales agentes evaporadores, el viento (abundante en la región). El cual, a pesar de ser frío logra una evaporación considerable que se incrementaría notablemente al calentarlo y para ello se utilizaría la energía proveniente de los paneles solares instalados en el techo de la estructura. Este último punto es importante dado los últimos registros en cuanto al precio de la energía fotovoltaica, que indican una caída de cerca del 80% en los últimos 5 años para su producción y que por el momento continuará en baja para los siguientes años.
Validación técnica ¿Por qué un acompañamiento de técnicos del INVAP te ayudará a materializar y/o potenciar tu idea/ proyecto?
Para este proyecto, en un principio será necesario comprobar resultados favorables mediante el experimento de un modelo a escala de la estructura frente a una pileta de evaporación (tradicional) también a escala para llevar registro de una comparación. La necesidad de buscar apoyo técnico es llevar a cabo el análisis químico de al menos 4 muestras de soluciones de salmuera. Una al inicio del experimento para tener un registro de la concentración de iones inicial, otro análisis que indicará la nueva concentración al terminar, al mismo tiempo un análisis de la solución que estuvo a la intemperie (pileta tradicional de evaporación) y finalmente un análisis del agua recuperada para determinar su potabilidad. También requiero de determinar las cantidades de energía que se consumiría para elevar la temperatura de la corriente de aire que sería redirigido sobre la salmuera. Además, también es necesario realizar algunos cálculos estructurales para comprobar la resistencia aerodinámica de la estructura y encaminar su diseño.
Validación social
Mi público en general serían todas las comunidades de la región de la Puna que abarcan las provincias de Salta Jujuy y Catamarca quienes serían los beneficiarios de recibir un suministro de agua. Y las empresas mineras de litio las beneficiadas por disminuir sus tiempos de pre-concentración.

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Hola Franklin, Felicito por el proyecto, de ser viable el potencial es enorme. Soy arquitecto y constructor y me gustaría poder ayudarte ¿hubo avances? Saludos. Daniel
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6 months ago
Hola Franklin, gracias por presentar tu proyecto en Emprende Conciencia!!! Es muy interesante, al presentarlo tan cerca del cierre no hay mucho tiempo para editarlo. Leyéndolo en un momento aparecen unos paneles fotovoltaicos para calentar el aire y secarlo, fijate que podrías trabajar con ciertas técnicas de deshidratadores solares que bajan la humedad del aire en a partir de la luz solar sin intermediación. Por otro lado al montar estructuras aerodinámicas en zonas ventosas vas a tener que resolver los cálculos de estructuras, ya que vas a generar distintos esfuerzos, y avanzar en el cálculo para definir hasta que velocidades del viento son aptas y que hacer con las ráfagas que sobrepasen ciertos limites. En este caso de cálculo estructural y modelación seguramente necesitarías la ayuda de INVAP. Por otro lado no quedo expresado como se captara el agua evaporada, ya que ahí debes generar un proceso antagónico al primero enfriando el aire para condensar. Cualquier duda a disposición.
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1 year ago
hola pablo, gracias por tu comentario, tienes razón! ya aclaré los aspectos que mencionas sobre la condensación y los cálculo estructurales.. la idea era elaborar un render y exponerlo en el vídeo para que quede mas claro, pero nos enteramos de emprendeConCiencia hace poco y ya no hubo tiempo.
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1 year ago

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Emprendé ConCiencia 2019

Para innovar hay que volver al sur

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