Coltan, un
mineral tan muy útil como problemático
El coltán es un mineral compuesto, principalmente, por los
minerales columbita y tantalita. No es un elemento de la Tabla periódica. La
columbita es un mineral de composición Fe2+Nb2O6. La tantalita es un grupo de
minerales de la clase minerales óxidos. La
denominación corresponde a la contracción del nombre de dos minerales, la columbita (COL), óxido de niobio
con hierro y manganeso (Fe, Mn)Nb2O6, y la tantalita (TAN), óxido de Tantalio
con hierro y manganeso (Fe, Mn)Ta2O6.
El interés de la explotación del coltán se basa
fundamentalmente en poder extraer tantalio; por lo tanto, el valor del coltán
dependerá del porcentaje de tantalita −normalmente entre un 20 % y un 40 %− y el
porcentaje de óxido de tantalio contenido en la tantalita, que puede estar
alrededor del 10 % y el 60 %.
El Tantalio o Tantalo, es un elemento químico de número
atómico 73, que se sitúa en el grupo 5 de la Tabla periódica de los elementos.
Su símbolo es Ta. Se trata de un metal de transición raro, azul grisáceo, duro,
que presenta brillo metálico y resiste muy bien la corrosión. Se encuentra en
el mineral tantalita
El interés de la explotación del coltán es fundamentalmente
poder extraer el tantalio de la tantalita. El tantalio se obtiene del
procesamiento y refinación de la tantalita.
En este procesamiento hay que eliminar el hierro, el
manganeso y otras impurezas de la tantalita para quedarnos con el óxido de
tantalio. El tantalio, que es sólido en su forma natural, tiene una elevada
dureza, es dúctil, muy resistente a la corrosión y es muy buen conductor de la
electricidad. Es un metal de los llamados refractarios, ya que tiene un alto
punto de ebullición y fisión, o lo que es lo mismo, soporta unas temperaturas
muy elevadas, por lo que es muy resistentes al calor.
El tantalio al ser ultra refractario y tener alta
resistencia a la corrosión, es utilizado para aleaciones empleadas en turbinas
de aeronaves y reactores nucleares y, por su superconductividad, en trenes
magnéticos. También se fabrican con él, matrices para extrusión, moldes para
fundición, punzones para perforar, tazas y recipientes refractarios, equipo
para electroplateado y herramientas de corte, como carburo de tantalio de
altísima dureza.
Por su parte, el Niobio, que se obtiene a partir de la
Columbita, tiene menos aplicaciones electrónicas que el tantalio y su mayor uso
es en forma de Ferro- Niobio como aleante para aceros y como carburo de niobio
en aceros para herramientas de mecanizado de alta velocidad. Debido a las
excelentes propiedades que tienen tanto el tantalio como el niobio, podríamos
resumir diciendo que se utilizan en la fabricación de componentes de alta
tecnología y en aleaciones metalúrgicas muy resistentes.
El tantalio en la
tecnología de punta
El tantalio es utilizado para fabricar condensadores
electrolíticos, que gracias a este metal pueden ser mucho más pequeños y tienen
valores de capacidad eléctrica más exactos respecto a los condensadores
tradicionales. La carrera por la miniaturización de los teléfonos inteligentes,
notebook, elementos de informática, consolas de video juegos, iPods,
microprocesadores, satélites, GPS, cámaras digitales, relojes, rectificadores
de circuitos de bajo voltaje y otros muchos dispositivos electrónicos, ha
llevado a apostar por este material, lo que ha desembocado en una gran demanda
de coltán. Todos estos aparatos también suelen llevar en su interior
condensadores de tantalio. Los teléfonos
móviles son delgados en gran medida gracias al tantalio. Para tener una idea,
un teléfono móvil que pesa unos 100
gramos, si no fuera por el tantalio en sus diferentes aplicaciones
pesaría aproximadamente 10 veces más.
El óxido de tantalio tiene una propiedad muy interesante:
tiende de forma natural a formar capas muy finas de material. Y estas capas
pueden ser utilizadas para fabricar el dieléctrico de los condensadores, que no
es otra cosa que un componente con una conductividad eléctrica muy baja, y que,
por tanto, se comporta como un aislante.
Un condensador o capacitor es un dispositivo pasivo capaz de
almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par de
superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en
situación de confluencia total (esto es, que todas las líneas de campo
eléctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un material
dieléctrico o por vacío. Las placas, sometidas a una diferencia de potencial,
adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa
en la otra. La capacidad aumenta de manera proporcional al material del
dieléctrico que separa ambas placas. Por otro lado esta disposición del consensador tiene un
volumen determinado que cuando no se busca
la miniaturización pasa inadvertida. 
Los condensadores de tantalio utilizan óxido de este
elemento como el dieléctrico. La diferencia de grosor existente entre el
dieléctrico de un condensador común y el de un condensador de tantalio
contribuye de manera clara a que estos últimos sean sensiblemente más
compactos. Además, su capacitancia, que es la capacidad de acumulación de carga
eléctrica, es alta a pesar de su reducido volumen, lo que coloca a los
condensadores de tantalio como la opción ideal para cualquier dispositivo electrónico
que deba tener un volumen lo más reducido posible.
Este elemento no resulta útil solo en el proceso de
fabricación de condensadores y resistencias de alta potencia para componentes
electrónicos y sistemas eléctricos. Su dureza, resistencia a la corrosión,
densidad y ductilidad lo hacen muy apetecible también para fabricar las lentes
de vidrio de alta refracción de las cámaras de teléfonos móviles, que también
deben ser lo más finas y resistentes posible; interviene en muchas aleaciones
utilizadas en las industrias aeronáutica y armamentística; se usa en los
reactores de las centrales nucleares, en la fabricación de equipamiento para
procesos químicos. Incluso, gracias a que el tantalio es un elemento inerte
desde un punto de vista fisiológico, se emplea en la producción de implantes y
material quirúrgico.
Producción de Coltan
El proceso básico de extracción del coltán consiste en la
excavación de grandes agujeros en hileras de los cuales se saca el material del
subsuelo. Se obtiene el agua y el lodo que está formado ese material y los
vierten en tubos enormes donde se procede a su lavado, logrando que el coltan precipite en el fondo del tubo.
El proceso mas industrializado es aproximadamente así:
Una parte muy importante del coltán que se puede adquirir procede de las minas de la República
Democrática del Congo. Este país africano tiene la mayor reserva de este
mineral tan escaso (alrededor de un 80% del total disponible en el planeta). Sin
embargo, se estima que Ruanda, Nigeria, Brasil, Venezuela, China, Rusia,
Australia y Canadá se encuentran en disposición de sumarse a este ranking.
El coltan es, también, el origen de conflictos armados y
violaciones de derechos humanos. Según UNICEF, habría cerca de 40.000 menores
trabajando en las minas de mineral en el Congo. Este mineral ha hecho que surja
no sólo un mercado negro del mismo, que
está asociado a los múltiples accidentes que ocurren en sus minas (sin
apenas seguridad y donde si alguien fallece no se para la extracción, algunas
de las minas de hecho son llamadas fosas mineras), donde a este oro negro no se
le exige certificados de autenticidad. Los que conocen la zona saben que en
Ruanda se puede encontrar coltán con papeles, donde se certifica que todo el
trabajo de extracción y producción se ha hecho siguiendo unas reglas y se ha
protegido al trabajador.
Coltan en Argentina
El coltán se forma en macizos de base granítica. Argentina y
Brasil presentan ese tipo de formaciones, el SEGEMAR –Servicio Geológico Minero
Argentino– constató la presencia del mineral en distintas zonas de las
provincias de Córdoba, San Luis, La Rioja y Salta. En su momento, el coltán estuvo
presente en los viejos programas de exploración iniciados por Fabricaciones
Militares. De hecho, en los años 70 ya se evaluaba cómo extraerlo. Con el paso
del tiempo y los sucesivos cambios de gobierno ese interés se fue diluyendo. En
Córdoba en particular, sendos reservorios de coltán fueron detectados en el
valle de Calamuchita y el área correspondiente a las Sierras de los
Comechingones.
Componente vital y estratégico para el desarrollo de toda la
industria electrónica y parte esencial de un sinfín de productos tecnológicos
que se comercializan actualmente en el mundo, el coltán ostenta una demanda tan
elevada que hoy presenta una cotización de casi u$s400.000 la tonelada. Sería esperable mejorar
sustancialmente algunos aspectos de su extracción/producción para
preservar vidas y mejorar estándares de sobrevivencia.
Bibliografía:
https://www.areatecnologia.com
https://es.wikipedia.org
https://culturacientifica.com
https://www.digikey.com
https://www.iprofesional.com
https://www.editorialsudestada.com.ar
Ing. Ricardo Berizzo 2023.-
