May 7 2013

EL COLTAN O COLTÁN: MINERAL DE COMPONENTES ELECTRÓNICOS

INTRODUCCIÓN

Es muy probable que la mayoría hayáis oído hablar del COLTAN O 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.

Coltan-en-celulares

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. coltantantaloradialEstos 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.

TANTALIO

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. NIOBIO

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.

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