Litio, una “bomba de tiempo” en sistemas acuáticos

Por Alejandro Maidana

El litio (Li) es un metal blando de color blanco plateado que pertenece al grupo de los metales alcalinos y se encuentra en salmueras (aguas salinas), minerales de pegmatita de roca dura y minerales arcillosos. Las salmueras son las principales fuentes de litio registradas en diferentes etapas de desarrollo geológico en países de América del Norte y del Sur como Argentina, Bolivia, Chile y Estados Unidos.

Sin embargo, durante las últimas dos décadas, los usos de litio han aumentado drásticamente más del 256% debido a la creciente demanda intensiva de este combustible por la revolución y las tecnologías de la energía verde. Actualmente, se utiliza en diferentes industrias, incluidas las de vidrio y cerámica resistentes al calor, lubricantes y grasas de litio y electrodomésticos.

Además, en la próxima década, el aumento de la demanda de baterías de iones de litio para vehículos eléctricos y dispositivos móviles será un fuerte impulsor del consumo de litio, y se espera que la demanda mundial alcance los 2,4 millones de toneladas métricas de carbonato de litio equivalente. En América del Sur, se extrae principalmente de salmueras continentales que están restringidas geográficamente al litio.

El triángulo noroeste de Argentina, suroeste de Bolivia y norte de Chile, con aproximadamente entre el 50% y el 85% de los depósitos de salmuera continentales ricos en Li en todo el mundo. El método utilizado para extraer este metal blando de los depósitos de salmuera continentales, es la evaporación al aire libre para concentrar la salmuera. Este método implica altos niveles de contaminación (más fuertemente asociados con la minería a cielo abierto) y un uso insostenible del agua, los cuales alteran la calidad ambiental y amenazan las tierras ancestrales de las comunidades indígenas.

Una investigación científica puso en relieve el impacto sobre la biodiversidad acuática

El objetivo de este estudio fue evaluar la letalidad aguda y los efectos subletales crónicos del litio en Rhinella arenarum (anfibio sudamericano) a través de los renacuajos como organismos modelo. Primero se realizó un ensayo de toxicidad de 96 horas exponiendo los mismos a concentraciones de litio de 44,08 a 412,5 mg L-1 para poder estimar la mortalidad y los efectos letales y subletales.

Los estudios sobre las concentraciones de litio en aguas superficiales y sobre los efectos tóxicos del mismo en los organismos acuáticos son escasos. Las concentraciones ambientales varían entre 0,014 y 14 mg L−1, mientras que aquellos en regiones de salar (como la “Puna de Atacama” en Bolivia) varían entre 0,2 y 20 mg L−1, y puede aumentar hasta 400 mg L−1. Según los datos del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) recopilados en 17 países, la distribución geográfica global de litio en cuerpos de agua podría clasificarse en un amplio rango: 20. mg L−1.

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Por ello, se llevó a cabo otro bioensayo exponiendo renacuajos a dos concentraciones de litio ambientalmente relevantes (2,5 y 20 mg L−1) durante una y dos semanas. Los efectos subletales del litio en los renacuajos, se evaluaron mediante el análisis de biomarcadores bioquímicos, genotóxicos y fisiológicos. La mortalidad de los renacuajos expuestos al litio aumentó con el tiempo.

La concentración letal media (LC50) según consta el informe difundido por los científicos intervinientes en la investigación, osciló entre 319,52 (281,21–363,05) mg L−1a las 48 horas y 66,92 (52,76–84,89) mg L−1 a las 96 hs de exposición. Por otro lado, la exposición al litio a 2,5 y 20 mg L−1, arrojó alteraciones inducidas en enzimas relacionadas con la desintoxicación, los mecanismos antioxidantes y hepáticos, la alteración endocrina de las hormonas tiroideas, la genotoxicidad y los efectos sobre la fisiología del corazón y los sistemas gastrointestinales.

El dato relevante y preocupante, demostró que los renacuajos expuestos a la mayor concentración en el bioensayo crónico (20 mg L−1Li), que es la concentración comúnmente registrada en los sitios mineros de este metal blando denominado por el mercado como el “oro blanco”, mostró una mortalidad significativa después de una semana de exposición. Estos resultados alertan sobre el alto riesgo ecotoxicológico del litio como contaminante de creciente preocupación para los anfibios.

Aunque hay varios conjuntos de datos disponibles sobre la acumulación de litio en la cadena alimentaria, pocos estudios han determinado los efectos de la exposición crónica al mismo a través de la ingesta de agua en la salud humana y la biodiversidad. En particular, muchas especies de vida silvestre en las áreas de extracción dependen de los humedales. Estos incluyen flamencos andinos que se reproducen específicamente en la región y se alimentan de artemia en lagos hipersalinos andinos, al igual que especies de anfibios endémicos del género amenazado.

Respecto a lo primero, señalaron que el tamaño de las poblaciones de flamencos está correlacionado negativamente con la minería de litio. Varios estudios también han informado sobre los impactos negativos de la extracción en América del Sur, donde el bombeo de salmuera ha provocado que los niveles de agua subterránea caigan y alteró la calidad de los ecosistemas de humedales y las especies que dependen de ellos, como peces y anfibios. En este contexto, algunos estudios han descrito los efectos del litio en especies de peces y anfibios relacionados con efectos perjudiciales sobre el desarrollo embrionario y la organogénesis que conducen a una teratogénesis severa o un desarrollo y crecimiento anormales.

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Por otro lado, el litio y sus compuestos también se utilizan en la medicina humana, prescribiéndose como psicofármaco contra el trastorno bipolar desde su descubrimiento en 1970. Estudios sobre la toxicidad han determinado que el litio podría tener un mecanismo análogo al del cobre, que interfiere con la producción de energía y la regulación de iones. Distintos estudios han demostrado que tiene un efecto tóxico sobre el metabolismo cerebral al inhibir las actividades antioxidantes. También se ha demostrado que el litio induce cambios en los canales de sodio que disminuyen el potasio intracelular, lo que aumenta el voltaje de los miocitos cardíacos, provocando inestabilidad eléctrica en las aurículas y los ventrículos.

Los estudios de múltiples biomarcadores en anfibios han encontrado que estos biomarcadores pueden inferirse como señales de advertencia temprana de efectos sobre la salud ecológica de un medio ambiente. En los renacuajos de anfibios, las respuestas ecotóxicas pueden examinarse mediante diferentes niveles jerárquicos de biomarcadores, como marcadores bioquímicos, celulares, tisulares, orgánicos, sistémicos y de todo el organismo, lo que hace que un estudio ecológico sea relevante. Recientemente, la contaminación del agua ha sido señalada como una “bomba de tiempo” que amenaza los ecosistemas acuáticos en América del Sur, lo que resalta la urgente necesidad de su control, mitigación y remediación por parte de los gobiernos. En este contexto, el objetivo de este estudio fue evaluar la letalidad aguda y los efectos subletales crónicos del litio como contaminante de preocupación emergente en renacuajos de Rhinella arenarum.

Discusión y conclusiones

La ecotoxicidad del litio se ha determinado en diferentes organismos acuáticos, incluyendo algas, cladóceros, insectos y peces. Es importante señalar que los estudios en anfibios siguen siendo escasos y que sólo unos pocos se han centrado en los efectos en las primeras etapas embrionarias. Los resultados del presente estudio resaltan que, en concentraciones ambientalmente relevantes, el litio es altamente ecotóxico para etapas avanzadas de desarrollo de los renacuajos de la especie mencionada.

Los resultados del estudio muestran que la exposición a concentraciones de litio ambientalmente relevantes causa una alta ecotoxicidad en los renacuajos de anfibios. Las respuestas de los biomarcadores demostraron genotoxicidad, tirotoxicosis, cardiotoxicidad, pérdida del almacenamiento de energía de los alimentos a través de disfunción gastrointestinal y una disminución en los perfiles enzimáticos de los sistemas antioxidantes y de biotransformación, lo que conduce a un desequilibrio entre la generación y eliminación de especies reactivas de oxígeno.

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Estas alteraciones proporcionan la primera evidencia de ecotoxicidad de este metal blando en especies nativas de Argentina y sirven como alerta temprana para organismos cuya distribución incluye el Triángulo del litio. Además, es importante señalar que, incluso cuando se expone a concentraciones bajas que se consideran ambientalmente seguras (2.5 mg L−1Li), estos renacuajos mostraron respuestas severas, lo que puede representar una preocupación ecotoxicológica.

Aún resulta más preocupante que los renacuajos expuestos a la concentración más alta en el bioensayo crónico, que representa concentraciones ambientales de Li (20 mg L−1Li) en humedales y agua dulce cerca de áreas mineras, mostró una mortalidad significativa después de la primera semana de exposición. Estas evaluaciones de riesgos ambientales y respuestas de biomarcadores en renacuajos anfibios están lejos de lo que significa la sostenibilidad a largo plazo y la protección de la biodiversidad en los informes anuales de las empresas multinacionales de litio que están explotando el Triángulo de este metal blando en Argentina.

Es importante señalar que, si bien el Escazú Protocolo está aprobado en Argentina y considerando que la salud ecológica es un tema que concierne a todo lo que está dentro del ambiente, no se permiten aportes públicos y científicos a las decisiones y gestión ambiental por parte de los gobiernos actuales. Esta nueva revolución energética “verde”, que ha creado una alta demanda global de litio, un contaminante de creciente preocupación en los sistemas acuáticos, es probablemente una futura “bomba de tiempo”.

Por último, es menester mencionar a quienes llevaron adelante la reveladora investigación y posterior informe: Paola Peltzer, Ana Paula Cuzziol, Andrés Attademo, Fernanda Simoniello, Germán Lener y Rafael Lajmanovich. Cabe destacar que dicha indagación se dio en el marco de un proyecto surgido en la Universidad del Litoral (UNL) el CONICET, contando también con la participación de un investigador de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC).

Informe completo de la caracterización ecotoxicológica del litio by Conclusión Diario Digital on Scribd