Salar de Atacama se hunde a una tasa entre 1-2 cm por año por extracciones de salmuera

El proceso de extracción de litio ha resultado en una caída significativa en los niveles de agua subterránea de más de 10 metros en los últimos 15 años. Es decir, la velocidad de pérdida es más rápida que la velocidad de recarga

"La subsidencia por cambios irreversibles en la permeabilidad puede ser un problema muy serio", dice el Dr. Francisco Delgado, autor principal de esta investigación y académico del Departamento de Geología U. de Chile.

Los análisis en el Salar de Atacama fueron realizados por Joaquín Castillo, estudiante de Magíster en Ciencias, mención Geología.

Las extracciones de salmuera están hundiendo el Salar de Atacama a una tasa anual de entre 1-2 cm por año. Esta es una de las conclusiones de un reciente trabajo de investigación liderado por la Universidad de Chile, que analizó la información obtenida por la constelación de satélites SAOCOM-1 (Argentina) entre 2020 y 2023.

El trabajo describe otras deformaciones terrestres (volcanes de Alaska, Los Andes, Italia, Hawai´i, terremotos en la cordillera de los Andes y Turquía y flujos de hielo en Campos de Hielo Sur) y fue publicado en la prestigiosa revista IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, de la Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE).

En concreto, el equipo investigador utilizó datos de la constelación de satélites SAOCOM-1 (Argentina, ubicado en la órbita baja de la Tierra ) y midió estas deformaciones con la técnica de interferometría de radar de apertura sintética (InSAR).

Subsidencia en el Salar

A nivel mundial, el litio es encuentra concentrado en cinco tipos de depósitos: pegmatitas, reservorios acuosos continentales (comunmente llamados "salares"), fluidos geotermales, depósitos de arcillas y zeolitas. De todas estas fuentes, las pegmatitas y los salares son las que se explotan actualmente.

El Salar de Atacama (Región de Antofagasta) es una cuenca que alberga las mayores reservas de litio del mundo en forma de salmueras y forma parte del llamado "Triángulo del Litio", que incluye depósitos en Argentina y Bolivia. Las pegmatitas ricas en litio se explotan principalmente en Australia.

La explotación de las salmueras se realiza por bombeo, conduciendo los fluidos ricos en litio desde el subsuelo hasta su lugar de depósito en la superficie. La recuperación del litio se realiza por evaporación, proceso en que el 90% del agua original se pierde en la atmósfera.

A pesar de los fenómenos climáticos que recargan el agua perdida del subsuelo (como el conocido "invierno boliviano"), un estudio de 2019, citado en este paper, concluyó que el proceso de extracción de litio "ha resultado en una caída significativa en los niveles de agua subterránea de más de 10 metros en los últimos 15 años". Es decir, la velocidad de pérdida es más rápida que la velocidad de recarga.

La pérdida del agua subterránea desencadena diversos fenómenos geológicos, siendo el más importante la "subsidencia", donde los acuíferos se compactan, pierden permeabilidad y porosidad y hunden la superficie. "La subsidencia por cambios irreversibles en la permeabilidad puede ser un problema muy serio", dice el Dr. Francisco Delgado, autor principal de esta investigación y académico del Departamento de Geología U. de Chile.

La subsidencia ocurre como consecuencia de actividades mineras o extracciones de agua y es visto en lugares tan diversos como Ciudad de México, California, Italia e Irán, donde puede alcanzar tasas de 0.5 m/año.

Analizar las subsidencias es importante porque permite manejar de mejor manera la extracción de recursos hídricos subterráneos y mitigar los impactos que se producen sobre la infraestructura humana. En particular, los análisis en el Salar de Atacama fueron realizados por el estudiante de Magíster del Departamento de Geología, Joaquín Castillo.

"En Chile, afortunadamente no tenemos este problema a gran escala, y preliminarmente suponemos que es porque la densidad de población y el bombeo de agua subterránea ocurre a tasas muy bajas respecto a los lugares mencionados anteriormente. Sin embargo, las mediciones indican que en el salar de Atacama, el bombeo de salmuera rica en litio ocurre a una tasa mayor que la de recarga de los acuíferos", explica el investigador.

Rol de las redes satelitales

Gran parte de las actividades de nuestra civilización están intermediadas por la tecnología satelital, desde el pronóstico del tiempo hasta los sistemas de navegación de buques y aviones comerciales. Actualmente existen más de 8.000 satélites orbitando nuestro planeta, algunos tan pequeños como el satélite chileno SUCHAI (1 kg) y otros tan grandes como la Estación Espacial Internacional (440 toneladas).

Los satélites de monitoreo operan en la órbita baja de la Tierra (entre los 100 y 2.000 km de altura) y son esenciales para estudios en el campo de las geociencias. "Al estar cerca de la Tierra, los satélites en órbita baja tienen una capacidad de observación detallada y precisa de los fenómenos terrestres, sobre todo en zonas donde es difícil obtener datos en terrneo", explica el Dr. Delgado .

Los principales datos provienen de los programas de la Comisión Europea, JAXA (Japanese Aerospace eXploration Agency), CONAE (Comisión Nacional de Estudios Espaciales, Argentina) y otras agencias espaciales.

Estos satélites vienen equipados con potentes instrumentos, siendo el radar de apertura sintética (SAR) el más importante para los fines de su investigación. Este equipo permite medir movimientos de la superficie terrestre utilizando la técnica de InSAR (interferometric synthetic aperture radar).

Durante su órbita, el radar satelital envía ondas electromagnéticas hacia la superficie terrestre y, tras sobrevolar dos veces el mismo sitio, es capaz de comparar las ondas recibidas como respuesta. "Tras una serie de correcciones, si la diferencia de fase de las ondas es distinta de cero, podemos concluir que la superficie de la Tierra se ha movido respecto al satélite. Esto se conoce como InSAR, y es equivalente a una huincha de medir digital de muy alta precisión", dice el académico.

Gracias a InSAR, y además de las deformaciones del Salar de Atacama, el Dr. Delgado ha podido:

Estimar el desplazamiento de la placa de Scotia respecto a la placa de Sudamérica ("lo que es muy similar al movimiento de la placa de Arabia respecto a la placa de Anatolia que provocó los dos terremotos de Turquía, en febrero de 2023", dice Delgado)

"El programa argentino SAOCOM-1 es especialmente atractivo", dice Delgado, "porque el radar de estos satélites permite atravesar las coberturas de vegetación y estudiar volcanes y glaciares, como los del sur de nuestro país", dice.

Muchos de estos programas trabajan con la filosofía de "datos abiertos", lo que significa que la información recopilada por ellos es de acceso público y gratuito, algo esencial para hacer ciencia, y para aumentar el impacto de esto.

Lo llamativo de esta investigación es la cooperación interestatal entre Argentina y Chile. "A pesar de que nuestro país no cuenta con una agencia espacial, aún así Chile puede hacer investigación aeroespacial aplicada a las ciencias de la Tierra de alcance global", dice el Dr. Delgado.

Otro aspecto llamativo son las potencialidades del Departamento de Geología U. de Chile, que puede abrir espacios de desarrollo profesional y académico a estudiantes en campos tan amplios como la geología o ingeniería.