Transición a la producción y reconciliación de salmuera de litio: desafíos clave para el mineral móvil

En 2021, Montgomery & Associates (M&A) publicó un Nota hidrográfica sobre la exploración y extracción de salmuera de litioDesde entonces, se han desarrollado cada vez más proyectos de salmuera de litio en salares. Según la base de datos del Gobierno de Argentina (2024) [1], solo 16% de proyectos de litio en Argentina se encuentran en fase de construcción o producción, lo que significa que la mayoría de los proyectos avanzarán a la fase de producción. El Gobierno de Chile también ha expresado un mayor interés en el desarrollo de proyectos de salmuera de litio mediante la colaboración internacional y contratos especiales para explorar y extraer litio [2]. Los proyectos mineros en estas etapas avanzadas a menudo requieren Personas Calificadas (QP) con la formación y la experiencia pertinentes para garantizar que la información científica y técnica se genere de forma adecuada y se informe con precisión. En 2024, tres QP de fusiones y adquisiciones (Brandon Schneider, Megan Zivic y Mike Rosko) impartieron un curso breve sobre salmuera de litio en la Conferencia de la Asociación de Prospectores y Desarrolladores de Canadá (PDAC) y prestan servicios de modelado de litio y de campos de pozos para desarrollar programas de conciliación para los proyectos avanzados de salmuera de litio de sus clientes en transición a la producción.

Definición de reconciliación para salmueras de litio

La conciliación es el proceso de identificar, analizar y gestionar la variación entre los resultados de producción planificados y reales para mejorar el rendimiento de la mina [3]. En general, la conciliación se recomienda con frecuencia para tomar decisiones de gestión prudentes, oportunas e informadas, y puede ser beneficiosa para la planificación a largo plazo.

En comparación con los depósitos tradicionales (sólidos), la reconciliación de salmuera de litio presenta dificultades debido a la movilización de la salmuera una vez que comienza el bombeo en el campo de pozos. La Figura 1 presenta hitos típicos para proyectos de salmuera de litio, donde un esfuerzo de reconciliación puede implicar diversos elementos al entrar en producción, como los siguientes:

• Comparación de la producción real con la producción simulada en el modelo existente de flujo de agua subterránea y transporte de solutos (reserva), con ajustes posteriores o “recalibración”
• Revisión adicional del modelo de reservas una vez iniciada la producción, y en particular, las concentraciones promedio de litio
• Revisión de los supuestos de procesamiento y ley de corte utilizados para la estimación de reservas

La gestión específica del rendimiento de la mina dependerá de la distribución de la ley del salar y de los parámetros del acuífero, consideraciones únicas para la gestión del campo de pozos y la metodología de procesamiento.

Figura 1: Pasos generales del proyecto y preguntas relacionadas con la conciliación

Los principales desafíos y consideraciones comunes para los proyectos que ingresan o se encuentran en producción incluyen los siguientes:

• Evaluación del grado compuesto de salmuera que ingresa a la planta de procesamiento frente a concentraciones medidas específicas de la profundidad de pozos individuales
• Conciliar la producción anual en un entorno dinámico con las reservas informadas previamente para informes anuales y planificación a largo plazo
• Monitoreo de las reducciones hasta los umbrales de cumplimiento ambiental y evaluación de cualquier acción mitigadora
• Contabilización de la migración masiva a largo plazo a medida que la salmuera se moviliza debido al bombeo o la posible dilución por reinyección o estanques de salmuera gastada
• Evaluación de la disponibilidad y calidad del agua dulce en función de los avances en el procesamiento
• Contabilización del bombeo desde cualquier operación adyacente
• Gestión de campos de pozos para un rendimiento óptimo, evaluaciones del rendimiento de los pozos para verificar las capacidades actuales de los pozos y programas de rehabilitación de pozos para prolongar la vida útil de los pozos.

Cada una de estas consideraciones implica actualizar los modelos iniciales para integrar nuevos datos de pozos, mantener la herramienta para evaluar la producción continua o ejecutar simulaciones predictivas para evaluar las condiciones futuras.

Además de los procesos hidrogeológicos naturales en entornos de salares que pueden inducir la mezcla, la salmuera se moviliza con mayor rapidez una vez que comienza el bombeo en el campo de pozos. Esta movilización resulta en una reconfiguración de la distribución de masa con el tiempo y, eventualmente, cambios en la tasa de extracción si la capacidad de un pozo se degrada. Solo unos pocos proyectos de salmuera de litio han evaluado la conciliación con respecto a años de producción o a una fase de aumento gradual de su programa de producción inicial. Por lo tanto, a medida que avancen más proyectos de salmuera de litio, la conciliación será cada vez más importante para los informes de reservas posteriores y la planificación a largo plazo.

En la industria de las minas de litio, los proyectos en fase inicial suelen caracterizar la ley del litio para la estimación de recursos utilizando muestras de pozos exploratorios que representan un intervalo de profundidad específico o pequeño. Al pasar a una estimación de reservas, las muestras de salmuera de las pruebas de bombeo a corto y largo plazo muestran tendencias temporales de la ley y la extractabilidad de la salmuera, y las muestras representan una concentración compuesta o promedio a lo largo de todo el intervalo de cribado del pozo de bombeo. El muestreo compuesto proporciona confianza en el perfil de la salmuera y la madurez del yacimiento. Continuar con muestras de profundidad específica puede resultar poco práctico durante la producción, por lo que el uso de muestras compuestas proporciona una determinación más realista de la ley promedio de la salmuera para fines de procesamiento.

Se requiere un programa rutinario de monitoreo de pozos, que resulta más práctico para evaluar la gestión intermitente de la planta de producción y el campo de pozos, las futuras reservas de mineral y la conciliación de la producción. Un programa como este debería incluir la recolección rutinaria de muestras de salmuera compuesta en pozos de producción, con las correspondientes medidas de control de calidad y garantía de calidad, y mediciones periódicas de los niveles de agua y las tasas de bombeo. Los programas de monitoreo también deberían incluir pozos de observación más distales para los niveles de salmuera/agua y una caracterización de la interfaz agua dulce-salmuera para evaluar los cambios en la producción.

La conciliación requerirá actualizaciones periódicas del modelo de reservas a medida que disminuye la vida útil de la mina para incorporar datos medidos de series de tiempo de los pozos de producción, cualquier cambio en las capacidades de los pozos, el programa de monitoreo de pozos, las mediciones de evaporación, la precipitación, la salmuera gastada reinyectada o la infiltración de los estanques de evaporación, y el monitoreo de sitios ambientalmente sensibles. El comportamiento del modelo se evaluará en relación con los datos medidos y, de ser necesario, la recalibración del modelo de reservas dará como resultado ajustes de parámetros para garantizar que las proyecciones posteriores sean adecuadas. En comparación con una reserva inicial, el esfuerzo de calibración de la conciliación de la producción puede centrarse en una calibración transitoria extendida al bombeo colectivo, en lugar de pruebas de bombeo individuales. Además, dependiendo de cómo se reporten los recursos (incluyendo o excluyendo las reservas), los recursos previamente categorizados podrían reevaluarse cuando la confianza haya aumentado debido al bombeo y la producción demostrados.

La Figura 2 ilustra el proceso general mediante el cual se podría actualizar un modelo de reservas de salmuera de litio en función de la comparación entre la producción simulada y la real; en este ejemplo, un modelo de reserva sobreestimó la masa extraída en comparación con la producción real (durante el mismo año). Las diferencias entre los modelos deben evaluarse cuidadosamente para proyecciones posteriores.

Figura 2: Conciliación del modelo de reserva utilizando datos de producción

La extracción de salmuera de litio es una industria en crecimiento con desafíos únicos. Se requieren programas y procedimientos robustos para la futura conciliación debido a la naturaleza móvil de la salmuera. Las variaciones entre la predicción y la producción pueden ser elevadas, ya que los problemas de gestión del campo de pozos y la planta de procesamiento se resuelven al inicio de la vida útil de la mina. Además, los recursos y reservas reportados a partir del modelado inicial podrían requerir una evaluación rigurosa con respecto a los datos reales de producción. A medida que más proyectos de salmuera de litio avanzan hacia la producción, M&A está a la vanguardia en la evaluación de estas mejores prácticas y también ayuda a los clientes durante el proceso.

[1] Secretaría de Minería de Argentina (2024). Litio, Argentina como jugador estratégico en el mercado global (p. 21) https://www.argentina.gob.ar/sites/default/files/presentacion_litio_2024_2.pdf

[2] Ministerio de Economía, Fomento y Turismo de Chile (2024). Estrategia Nacional del Litio: Gobierno anuncia apertura de proceso para asignar CEOLes en seis yacimientos de litio. https://www.economia.gob.cl/2024/12/05/estrategia-nacional-del-litio-gobierno-anuncia-apertura-de-proceso-para-asignar-ceoles-en-seis-yacimientos-de-litio.htm

[3] Morley, Craig y Hargreaves (2014). Conciliación minera: una visión general de los puntos de recopilación y análisis de datos. Estimación de recursos minerales y reservas de mena: Guía de buenas prácticas de AusIMM, segunda edición. Monografía 30. 739.

Sobre los autores

Brandon Schneider, PG RM-SME, es Hidrogeólogo Senior y Persona Calificada en la oficina de M&A en Santiago, Chile, especializado en el modelado dinámico de salmueras de litio.

Megan Zivic, PG RM-SME, es un hidrogeólogo principal y persona calificada en la oficina de M&A en Tucson, Arizona, que se especializa en modelado de recursos de salmuera de litio y modelado geológico.