14 de diciembre de 2020

EL CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE MATERIALES Y RECURSOS EVAPORÍTICOS DE BOLIVIA


INTRODUCCIÓN

Empezamos ahora con una serie de artículos muy relacionados con la tecnología que la Dirección de Electroquímica y Baterías de YLB ha instalado en la población de La Palca – Potosí. 

Modelo del futuro “Centro de investigación en ciencia y tecnología”
(Foto original de propieadad de YLB) 

El “Centro” es un verdadero complejo tecnológico, acaso el único en nuestro país. Desafortunadamente, tan interesante tema el YLB lo trata en su página web de manera torpe y confusa. Conozcamos lo que está allí asentado:
  1. Un “Centro de Investigación” destinado al desarrollo de nuevos materiales en tres distintas áreas: a. la de “Síntesis de Materiales”; b. la de “Procesos de Purificación de Sales de Litio y Precursores” y c. la de “Caracterización de Materiales”
  2. Una “Planta Piloto de Materiales Catódicos”, básicamente la fabricación de cátodos de PPMC, LMO y NMC, destinados a la Planta Piloto de Baterías de Litio-ion y
  3. Una “Planta Piloto de Baterías” que, curiosamente, de acuerdo a la información de YLB, no está allí para producir baterías sino para crear nuevos “diseños tecnológicos” y “nuevas tecnologías para la producción de baterías de ion litio a escala piloto”.
EL “CENTRO”

Empezamos pasando revista al “Centro de Investigación” (CICYT MAT-REB) cuya historia, según sus documentos públicos, no es clara. Fue diseñada el año 2016 por la empresa colombiana “Solar Data Lab”[i] y edificada el año 2018 por la empresa potosina Quintanilla y Quintanilla. Ese mismo año de 2018 YLB lanzó dos convocatorias para la adquisición de los equipos respectivos[ii] que se declararon desiertas por lo que la empresa se vio en la obligación de invitar el 2019[iii] a la empresa china Xinjiang TBEA Group Company, Zheng Yan, para su instalación, a través de algún convenio que no es de conocimiento público. 

Pasemos a la descripción de sus equipos. Todos ellos son para caerse de ojo y de sólo pensar que están siendo o serán manejados por bolivianos y bolivianas nos llena de orgullo. Aunque YLB no detalla las especificaciones técnicas de los equipos acudimos a Internet para ofrecer a nuestra amable audiencia, una presentación teórica de las maravillas que hacen. Son los mismos: 

  • Un espectrómetro foto electrónico de Rayos-X (XPS);
  • Un Microscopio Electrónico de Barrido (SEM);
  • Un difractómetro de Rayos X (DRX); y
  • Un aparato de fluorescencia de Rayos-X.

EL ESPECTRÓMETRO FOTO ELECTRÓNICO DE RAYOS-X (XPS) 

Este equipo tiene la facultad de mostrar el ordenamiento de los cristales. YLB lo usará para determinar la presencia de Mn2+ y Mn3+ (en el LMO), o de Fe2+ y Fe3+ ya sea en el fosfato de hierro litio, o en el LFP (un otro material catódico). 

Su nombre técnico es: “X ray photoelectron spectrometer” que traducido quiere decir “espectrómetro de fotoelectrones inducidos por rayos X”. La cosa está en bombardear con fotones de rayos X una muestra de manera tal de lograr generar fotoelectrones locamente excitados a los que se les pueda “medir” su espectro. Aunque sus resultados son estimativos, permiten detallar la estructura electrónica del elemento buscado. Al final se obtiene un diagrama, un retrato, una foto del elemento. 


EL MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE BARRIDO (SEM) 

Su propósito es similar al microscopio de difracción de Rayos-X: poder mirar lo pequeño. El de La Palca lleva acoplado, además, un Detector de Energía Dispersiva (EDS). 

Este aparato “escanea” una superficie, pero no la penetra. Actúa “midiendo” las interacciones electrón-materia. El artefacto en vez de proyectar un haz de luz dispara un haz de electrones. Esta acción produce imágenes de alta resolución. La explicación y foto de la hormiga lo dicen todo (fuente Wikipedia). 

    

EL MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE TRANSMISIÓN (TEM).

En este caso, el instrumento utiliza la capacidad de penetración que tiene un haz de electrones motivo por el cual usa una muestra sumamente delgada. Para que tengan una idea: Si el ojo humano puede observar con claridad 100 micrómetros [μm] que es el grosor de un cabello humano, un TEM permite observar objetos de 200 [μm] (el tamaño del coronavirus)[iv]

EL DIFRACTÓMETRO DE RAYOS X (DRX)

Sirve para el análisis cualitativo y cuantitativo de las fases cristalinas de un cuerpo. Es decir, “mide” su grado de cristalinidad, la distribución cualitativa de los elementos químicos y otros aspectos. Está previsto que el que está instalado en La Palca analice el cloruro de potasio, el carbonato de litio, el hidróxido de litio y las baterías de litio mismas.

La difracción de rayos X nace de la interacción entre un haz de rayos X con una sustancia cristalina. El choque produce una dispersión acorde con el haz inicial que mantendrá su longitud de onda, pero cambiará de dirección. 
    

APARATO DE “FLUORESCENCIA DE RAYOS-X”.

Esta maquinita sirve para determinar rápidamente la presencia de los elementos químicos que componen un cuerpo. La UMSA posee varias unidades del mismo. “Mide” la emisión de rayos X secundarios (o fluorescentes) que se desprenden de un material al ser “bombardeado” por rayos X de alta energía o por rayos gamma. Es muy útil para el análisis elemental y el análisis químico. 


A contionuación, queremos informar a nuestros lectores sobre las investigaciones que nuestros coonacionales realizan en el “Centro”.

 INVESTIGACIONES QUE SE REALIZAN EN EL CENTRO 

Nota: El LiBoB - cuya fórmula química es LiB(C2O4)2 - es el bis (oxalato) borato de litio que puede ser usado como electrolito (V)

LA DESCENTRALIZACIÓN DE ALGUNAS DE LAS LABORES DE INVESTIGACIÓN

YLB ha firmado un par de convenios de investigación con las universidades públicas. En otras palabras, YLB o el “Xinjiang TBEA Group […]” }, no lo sabemos, ha decidido descentralizar algunas labores de investigación, lo que abre interesantes perspectivas para la formación del personal boliviano. 

  • Con el Instituto de Metalurgia y Ciencia de los Materiales de la UMSA, dos proyectos: 1.- “Extracción solvente de Boro a partir de la salmuera Bischofita” y 2.- “[Desarrollo de una] Alternativa de procesamiento de mineral de Cobalto de la Mina San Luis Chulchucani”, necesario para la producción de CoSO4 insumo necesario para la fabricación de baterías de ion Litio.
  • Con la Facultad de Ciencia y Tecnología (UMSS) y la Facultad de Ciencias Farmacéuticas y Bioquímicas (UMSA) estudio de las comunidades microbianas presentes en los salares de Uyuni y Coipasa.
LA PARTE EDUCATIVA: EL PRIMER INSTITUTO DEL LITIO

Informa la prensa que el día 18/10/19 YLB inauguró el “Primer Instituto del Litio”[vi]. “De esta manera, dicen sus directores, el altísimo nivel del Centro de Investigación servirá para formar técnicos en ciencias de los materiales”. Es, sin lugar a dudas, una buena iniciativa la institución estatal boliviana. 

Pero, ¿por qué sólo para formar técnicos? A nuestro juicio podría servir para alguito más. Por ejemplo para que pueda cumplir su "Misión". Se lo podría convertir en un verdadero “centro de reproducción” de YLB” y no estoy proponiendo otra universidad. Pero esta partesita va en la sigueinte entrada.


NOTAS

[i] Ver el texto: “Litio en argentina” de Andrés López y otros de propiedad del BID 2019. Págs. 114 y siguientes.
[ii] Una de ellas es la YLB-Conv-013 Segunda adquisición de equipos específicos para los proyectos de escalamiento del cicyt mat-reb de 28/05/2019 https://www.ylb.gob.bo/inicio/bienes_servicios
[iii] Disponible en: https://elpotosi.net/local/20190822_el-mayor-centro-de-investigacion-del-litio-ya-se-instala-en-la-palca.html
[iv] Tomado de: http://elrinconfisico.blogspot.com/2010/03/atomos-ligeros-individuales-como-el.html
[v] Disponible en: https://link.springer.com/article/10.1007/s11581-015-1531-y
[vi] Disponible en: https://www.scidev.net/america-latina/enterprise/news/bolivia-crea-el-primer-instituto-del-litio-para-formar-expertos/#:~:text=El%20Salar%20de%20Uyuni%20es,reservas%20de%20litio%20del%20planeta.
[vii] Derechos de autor protegidos por Resolución Administrativa: No. 1-491/2007 del SENAPI
[viii] Antes se lo podía encontrar en: http://www.planificacion.gov.bo/

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