POR
Vicente Burgos
INTRODUCCIÓN
Es muy probable que la mayoría hayáis oído hablar del coltán.
Se trata de un mineral que se utiliza para fabricar componentes claves
de los móviles, smartphones y dispositivos electrónicos portátiles cada
vez más potentes y sofisticados. Periódicamente se le menciona en los
medios como responsable indirecto (en parte) de la atroz guerra crónica
que sufre la República Democrática del Congo (donde se hallan las
mayores reservas mundiales de coltán). Actualmente se encuentra en
estudio su extracción en la comunidad autónoma de Galicia por una
empresa canadiense.
El coltan o coltán es una mezcla de los
minerales columbita (una mena de columbio o niobio) y tantalita (una
mena de Tantalio). El coltán es de color gris metálico oscuro. Sabemos,
por tanto, para qué se usa. Sabemos de dónde se extrae. Pero en general,
cuando se habla de este mineral, a la mayoría se le olvida decir lo que
es. La palabra coltán es una abreviatura de columbita-tantalita.
APLICACIÓN
Se trata de un recurso estratégico imprescindible en la fabricación de componentes electrónicos avanzados. El tántalo
se usa principalmente en la elaboración de condensadores. El
condensador electrolítico de tántalo es, en la actualidad, un tipo
bastante común de condensador presente en gran cantidad de dispositivos
electrónicos, como en teléfonos móviles, computadoras, pantallas de
plasma, cámaras digitales o equipos de alta tecnología como, por
ejemplo, los satélites artificiales. Estos dispositivos son cada vez más
pequeños, delgados y
fiables gracias, en gran parte, al uso de los condensadores
electrolíticos SMD de tántalo, que han ido sustituyendo a los
condensadores electrolíticos tradicionales. Aunque la mayoría de los
dispositivos electrónicos pueden funcionar con condensadores
electrolíticos normales, los condensadores electrolíticos de tántalo
tienen valores de capacidad eléctrica más exactos y, en especial, son
mucho más pequeños. Esto los hace ideales para las exigencias actuales
de miniaturización de los dispositivos electrónicos. La gran demanda de
estos condensadores ha elevado el precio del tántalo. Un condensador de
tántalo cuesta más que un condensador electrolítico normal de las mismas
características.
Otro campo de aplicación interesante de
este metal es el de las comunicaciones ópticas. El niobato de litio
(LiNbO3) se usa en guías de onda, moduladores y conmutadores
optoelectrónicos o láseres. Este compuesto es clave para poder elaborar
redes de fibra óptica más rápidas y eficientes, y así, entre otras
cosas, poder disfrutar de conexiones más rápidas a Internet.
COMPOSICIÓN QUÍMICA
La columbita está compuesta por óxidos de niobio, hierro y manganeso [(Fe, Mn) Nb2O6], y la tantalita
está compuesta por óxido de tántalo, hierro y manganeso [(Fe, Mn)
Ta2O6] en cualquier proporción. Estos óxidos constituyen una solución
sólida en ambos minerales. Son escasos en la naturaleza y dan un claro
ejemplo de materiales que han pasado de ser considerados simples
curiosidades mineralógicas a cruciales para el avance tecnológico debido
a sus nuevas aplicaciones.
La columbita y la tantalita son muy
similares, con un aspecto oscuro y veteado. En realidad, podríamos decir
que se trata del mismo mineral, con la fórmula [(Fe,Mn)(Nb,Ta)2O6]. Si
predomina el niobio frente al tantalio tenemos columbita (más ligera), y
si predomina el tantalio (en cuyo caso, siendo estrictos, la fórmula
sería [(Fe, Mn)(Ta, Nb)2O6]) tenemos la tantalita, que es más densa. El
coltán es el nombre genérico que recibe la mezcla de ambas.
Tantalio
El interés de la explotación del coltán
es fundamentalmente poder extraer el tantalio (símbolo químico Ta). Es
un metal de transición muy resistente a la corrosión e inerte, por lo
cual es
muy valorado como sustituto del platino
en la instrumentación. Sin embargo su ‘boom’ llegó con la telefonía
móvil. Los condensadores electrolíticos de tantalio son totalmente
análogos a los más habituales de aluminio, por ejemplo. Sin embargo, con
el tantalio podemos conseguir una mayor capacidad con un menor tamaño.
Como los condensadores son vitales en cualquier dispositivo electrónico,
a la hora de fabricar dispositivos portátiles interesa que dichos
condensadores sean tan pequeños como sea posible.
Sin salir de la electrónica, el tantalio
se emplea para fabricar resistencias de alta potencia. Se utiliza
también en superaleaciones empleadas en las turbinas de los aviones o
los reactores nucleares, así como para recubrir prótesis humanas. Se
trata, por todo ello, de un metal imprescindible para la tecnología
moderna, aunque hasta el despegue de la ‘electrónica personal’, no se
habían necesitado cantidades masivas.
Niobio
Si el tantalio fue bautizado en honor al
Tántalo de la mitología griega, su hija Niobe fue la que dio nombre al
niobio (símbolo Nb). Esta denominación tiene una razón: el niobio se
descubrió precisamente analizando los restos obtenidos de la producción
de tantalio. Por lo demás, el niobio es un metal de transición bastante
similar al tantalio (se encuentra encima de él en la tabla periódica),
aunque más ligero. Sólo una pequeña parte del niobio se usa en
electrónica (por tanto, el tantalio es más ‘culpable’ de la moda del
coltán). Aun así, sus propiedades lo convierten en un material cotizado.
El niobio se usa en
superaleaciones con aplicaciones en la aeronáutica, pero quizá su
propiedad más interesante es la superconductividad. Cuando se enfría por
debajo de su temperatura crítica (9.2 K, es decir, -264 ºC) su
resistencia eléctrica es nula y se puede mantener una corriente
eléctrica indefinidamente a través de él. Con esto, se pueden elaborar
potentísimos electroimanes, usados por ejemplo en los aparatos de
resonancia magnética y en los aceleradores de partículas.http://ohmios.wordpress.com/