• 30 de mayo de 2024 11:31

Todo sobre el Coltán

El coltan (o coltán) es un mineral que ha ganado fama en la última década por su papel fundamental en la fabricación de dispositivos electrónicos. Pero, ¿qué es exactamente el coltán y por qué es tan polémico su obtención? En este artículo analizaremos las claves para entender este mineral y su impacto en la economía y en la sociedad.

¿Qué es el coltán?

El coltan es un acrónimo que hace referencia a dos minerales: la columbita y la tantalita. Estos minerales se encuentran en diferentes partes del mundo, incluyendo países como Australia, Brasil, Canadá, China y varios países africanos como la República Democrática del Congo (RDC), que es el principal productor mundial de coltan.

El coltán se utiliza en la fabricación de dispositivos electrónicos, especialmente en la producción de condensadores, que son componentes clave en la mayoría de los dispositivos electrónicos modernos, incluyendo teléfonos móviles, ordenadores portátiles, cámaras digitales y consolas de videojuegos.

¿Por qué es tan importante el coltán?

La importancia del coltán se debe a su capacidad para retener una gran cantidad de energía eléctrica en un espacio pequeño. Esto lo hace especialmente valioso en la fabricación de dispositivos electrónicos, ya que permite que estos sean más pequeños y más eficientes en el consumo de energía.

Tiene una importante aplicación en la industria de las telecomunicaciones, en particular en la fabricación de teléfonos celulares cada vez más pequeños y livianos, lo que los hace más prácticos y funcionales. Esta miniaturización también se aplica a una amplia variedad de dispositivos electrónicos y eléctricos, lo que los hace más versátiles y modernos, y les otorga una mayor capacidad y potencia.

Además, la demanda de coltán ha aumentado significativamente en la última década debido al aumento del uso de dispositivos electrónicos en todo el mundo. Según algunos estudios, se espera que la demanda de coltán siga creciendo en los próximos años.

Las propiedades altamente magnéticas que posee, permiten ser usados en la estructuración de equipos de tomografía o resonancia magnética, en trenes de levitación magnética, satélites, turbinas de aviones, reactores nucleares y misiles.

La polémica obtención del coltán

La obtención del coltán es muy polémica debido a que su extracción y comercio ha sido relacionado con conflictos armados en algunas partes del mundo, especialmente en la República Democrática del Congo. Grupos armados controlan minas de coltán y utilizan los ingresos para financiar sus actividades violentas. Esto ha llevado a que el coltán se conozca como «el mineral de la guerra».

Además, la explotación del coltán a menudo se realiza en condiciones laborales peligrosas e insalubres, lo que ha llevado a críticas por parte de grupos de derechos humanos. Muchas veces se explota a niños y a trabajadores en condiciones de esclavitud.

Minero de Coltán

Minas de coltán en el mundo

No existe una cifra exacta de cuántas minas de coltan hay en el mundo, ya que la mayoría de la producción se concentra en países africanos como la RDC y el acceso a los datos es limitado. Sin embargo, se estima que alrededor del 80% del coltan mundial se produce en la RDC.

Entre las minas de coltán más importantes del mundo se encuentran las de la RDC, pero también destacan otras minas en países como Australia, Brasil y China.

Mapa de minas de coltán en el mundo

El coltán a fondo

El coltán es un mineral que se compone principalmente de columbita y tantalita, y es una fuente importante de niobio y tantalio. Debido a su alta resistencia a la corrosión y su capacidad para retener energía eléctrica, el niobio y el tantalio son muy utilizados en la producción de componentes electrónicos avanzados, como condensadores y dispositivos semiconductores.

El niobio y el tantalio son elementos químicos que se encuentran en la misma columna de la tabla periódica, conocida como grupo 5. Ambos elementos son metales de transición y tienen propiedades químicas y físicas similares. En su forma pura, el niobio es un metal de color gris, brillante y dúctil, mientras que el tantalio es un metal de color gris-azulado, también dúctil y resistente a la corrosión.

La columbita se compone principalmente de óxido de niobio y hierro, con la posibilidad de tener cantidades variables de manganeso. Este mineral tiene un tono oscuro y denso, generalmente negro o marrón intenso. La tantalita, por otro lado, contiene óxido de tantalio (o tántalo), hierro y manganeso, y es igual de densa y oscura que la columbita. De hecho, la composición química de ambos minerales es bastante similar.
El tantalio es un metal de color gris-azulado, dúctil y resistente a la corrosión.

Niobio y tantalio (Imágenes: Wikipedia)

Propiedades del Niobio (Nb)

Peso atómico92.90637(1)
Descubridor (año)Hatchet, Charles (1801)
Forma naturalsólido metálico (cúbico centrado)
Configuración electrónica[Kr] 4d4 5s1
Punto de fusión (ºC)2468
Punto de ebullición (ºC)4927
Abundancia en corteza terrestre (ppm)20
Isótopo (abundancia)93Nb (100)
Densidad g/cm38.57
Radio Van der Waals (pm)218
Radio covalente (pm)156
Electronegatividad (Pauling)1.6
Entalpia de vaporización (kJ/mol)696.60
Entalpía de fusión (kJ/mol)30.00
Capacidad calorífica específica (J/g·K) a 25ºC y 1 atm0.27
Conductividad térmica (W/cm·K) a 25ºC y 1 atm0.540
Número de oxidación+5, +3
Afinidad electrónica (eV)0.92
1ª Energía de ionización (eV)6.7589

Propiedades del Tántalo (Ta)

Peso atómico180.94788(2)
Descubridor (año)Ekeberg, Anders Gustav (1802)
Forma naturalsólido metálico (cúbico centrado)
Configuración electrónica[Xe] 414 5d3 6s2
Punto de fusión (ºC)2996
Punto de ebullición (ºC)5425
Abundancia en corteza terrestre (ppm)2
Isótopo (abundancia)180Ta (0.012), 181Ta (99.988)
Densidad g/cm316.65
Radio Van der Waals (pm)222
Radio covalente (pm)158
Electronegatividad (Pauling)1.5
Entalpia de vaporización (kJ/mol)753.10
Entalpía de fusión (kJ/mol)36.57
Capacidad calorífica específica (J/g·K) a 25ºC y 1 atm0.14
Conductividad térmica (W/cm·K) a 25ºC y 1 atm0.580
Número de oxidación+5
Afinidad electrónica (eV)0.32
1ª Energía de ionización (eV)7.5496

La columbita y la tantalita son dos minerales que contienen niobio y tántalo respectivamente. La principal diferencia entre ellos es que el niobio en la columbita se ve reemplazado por tántalo en la tantalita. El tántalo es el elemento más valioso de los dos debido a sus propiedades fisicoquímicas, que lo hacen ideal para fabricar condensadores y resistencias de alta potencia, entre otros componentes.

La columbita se compone principalmente de óxido de niobio y hierro, con la posibilidad de tener cantidades variables de manganeso. Este mineral tiene un tono oscuro y denso, generalmente negro o marrón intenso.

Columbita
Columbita (Imagen: Wikipedia)

La tantalita, por otro lado, contiene óxido de tantalio (o tántalo), hierro y manganeso, y es igual de densa y oscura que la columbita. De hecho, la composición química de ambos minerales es bastante similar.

Tantalita (Imagen: Wikipedia)

Las resistencias de alta potencia se utilizan habitualmente en generadores eólicos, filtros de alta tensión y bancos de carga, entre otras aplicaciones, mientras que los condensadores de tantalio están presentes en smartphones, tabletas, ordenadores portátiles, televisores y muchos otros dispositivos electrónicos que buscan tener un volumen lo más reducido posible. El óxido de tantalio tiene la propiedad de formar capas muy finas de material, que se utilizan para fabricar el dieléctrico de los condensadores, un componente con una conductividad eléctrica muy baja que se comporta como un aislante.

La estructura de la mayoría de los condensadores consiste en dos placas de material metálico separadas por un material aislante, que es el dieléctrico. El óxido de tantalio tiende a formar capas muy finas de material, lo que permite que los condensadores de tantalio sean más compactos que los de aluminio. Además, su capacitancia, que es la capacidad de acumulación de carga eléctrica, es alta a pesar de su reducido volumen, lo que los convierte en la opción ideal para cualquier dispositivo electrónico que deba tener un volumen lo más contenido posible.

Además de su uso en la fabricación de condensadores y resistencias de alta potencia para componentes electrónicos y sistemas eléctricos, el tantalio también se utiliza en la fabricación de lentes de vidrio de alta refracción para las cámaras de los smartphones, en aleaciones utilizadas en la industria aeronáutica y armamentística, en reactores de centrales nucleares, en la fabricación de equipos para procesos químicos y en muchas otras aplicaciones.