Lítio nas águas residuais da fraturação hidráulica na Pensilvânia pode satisfazer parte da procura dos EUA

Quase dois séculos depois da corrida ao ouro na Califórnia, os Estados Unidos estão à beira de uma corrida ao lítio. Com a procura deste material a disparar, os geólogos governamentais apressam-se a descobrir onde se esconde o valioso elemento.

Em setembro de 2023, cientistas financiados por uma empresa mineira anunciaram a descoberta do que poderá ser o maior depósito de lítio, localizado num antigo supervulcão dos Estados Unidos. Agora, investigadores públicos do outro lado do país identificaram outra reserva ainda por explorar, capaz de satisfazer quase metade das necessidades nacionais de lítio.

Essa reserva encontra-se nas águas residuais da indústria de fraturação hidráulica para extração de gás na Pensilvânia.

O lítio e a transição energética nos Estados Unidos

O lítio é, possivelmente, o elemento mais importante para a transição do país para as energias renováveis, sendo o material de eleição para as baterias dos veículos elétricos. Apesar disso, existe apenas uma mina de lítio de grande escala nos Estados Unidos, pelo que, por enquanto, o país tem de importar o que necessita.

Os responsáveis do Departamento de Energia dos Estados Unidos estão empenhados em mudar esta situação: pretendem que, até 2030, todo o lítio seja produzido no país.

A expansão da indústria norte-americana de lítio é, porém, muito controversa. A atividade mineira pode destruir ambientes naturais, libertar substâncias químicas tóxicas e invadir terras sagradas dos povos indígenas.

Ao mesmo tempo, as baterias de iões de lítio são consideradas uma tecnologia essencial para a transição mundial para as energias renováveis, pois armazenam a eletricidade produzida pelo vento e pelo Sol. É fundamental encontrar uma fonte de lítio que não provoque mais destruição ambiental do que a necessária, mas alcançar uma solução limpa é complicado.

Lítio nas águas residuais da Pensilvânia

A Pensilvânia assenta sobre uma camada de rocha sedimentar rica em gás natural, conhecida como xisto de Marcellus. Esta formação geológica foi depositada há quase 400 milhões de anos por atividade vulcânica e contém lítio proveniente de cinzas vulcânicas.

Ao longo de períodos imensos, as águas subterrâneas profundas dissolveram o lítio dessas rochas, realizando, na prática, uma «extração no subsolo», segundo Justin Mackey, investigador do Laboratório Nacional de Tecnologia Energética, na Pensilvânia.

Mackey e os colegas descobriram agora que as águas residuais trazidas das profundezas pela fraturação hidráulica contêm uma quantidade surpreendente de lítio. «Simplesmente não sabíamos quanto havia lá», afirma o investigador.

Devido à sua localização, a Pensilvânia é um dos estados onde mais se pratica a controversa fraturação hidráulica, que tem suscitado numerosas preocupações ambientais e de saúde.

O processo consiste em perfurar o solo em forma de L para bombear água em profundidade, forçando a saída de substâncias das camadas mais profundas, incluindo gás.

«As águas residuais do petróleo e do gás são um problema crescente. Neste momento, recebem apenas um tratamento mínimo e são reinjetadas», diz Mackey.

Estas práticas poderão desperdiçar lítio valioso. Como demonstra o novo estudo, medir corretamente as reservas de lítio nas águas residuais da fraturação hidráulica pode abrir outra via para aproveitar esses resíduos.

O potencial de extração e os riscos ambientais

A análise regional baseia-se em dados das empresas petrolíferas e de gás, que comunicam às autoridades os elementos presentes nas suas águas residuais. Mackey e os colegas analisaram dados recolhidos entre 2012 e 2023 sobre as águas residuais de 515 poços na Pensilvânia.

Os resultados indicam que o xisto de Marcellus «tem capacidade para fornecer quantidades significativas de lítio num futuro previsível», desde que, claro, a fraturação hidráulica continue.

Os investigadores calculam que, mesmo extraindo uma quantidade conservadora de lítio das águas residuais da fraturação hidráulica no estado, seria possível satisfazer mais de 30% da atual procura dos Estados Unidos.

Embora isto pareça muito promissor, o potencial impacto ambiental da extração de lítio dessas águas residuais ainda não foi estudado. Além disso, as águas residuais só existem enquanto a fraturação hidráulica prosseguir.

Para cumprir os objetivos climáticos, prevê-se que a procura mundial de lítio aumente 400% nas próximas décadas. Resta saber como serão satisfeitas as necessidades deste elemento e que novas crises ambientais essas soluções poderão provocar.

O estudo foi publicado na revista Scientific Reports.