Un equipo de investigadores del CSIC y de la UCM, hicieron posible la recuperación de materiales de la mina de Penouta (Orense); que pudieran usarse en la fabricación de baterías y microprocesadores.
Ante la falta del respaldo por parte del estado, el proyecto se hizo posible gracias a la colaboración recibida por el Banco Santander.
Los microprocesadores son el verdadero motor de esta era
Curiosamente son más pequeños que la punta de los dedos, pero al detenerse su producción, todo el mundo también se paraliza; como quedó demostrado ante la pandemia de covid-19. Sin los microprocesadores, toda la fabricación de automóviles se paraliza completamente; al igual que la producción de smartphones y hasta las fábricas de alimentos procesados o los grandes hornos.
Ya que son los microprocesadores los que realmente mueven al mundo en la era de las telecomunicaciones y la automatización.
Por esta razón, la Unión Europea tomó la decisión de invertir 43.000 millones para que la producción de microprocesadores sea del 20 % del mercado en el año 2030; en lugar del 10 % de la actualidad.
La meta es buscar la reducción de la dependencia de terceros países como China, Taiwan e inclusive de los Estados Unidos; el cual durante el año 2021 decidió destinar 52.000 millones para la reducción de la dependencia de Asia en el sector de los chips.
Sin embargo, si existe dependencia en el campo de la producción de chips, no es menos la que existe con relación a los materiales con los que estos son fabricados. Como es el caso del coltán, que se encuentra en manos de países como Australia, el Congo y Brasil.
El coltán de Penouta para impulsar la fabricación de microprocesadores en Europa
Ya desde hace muchos años, la mina de Penouta, localizada en Orense, España; es la única fuente de toda Europa en la que se pueden explotar los dos materiales básicos en la constitución del coltán. Estos son el óxido de tantalio y el óxido de niobio.
Realmente estos compuestos no se extraen, sino que son recuperados de los residuos producidos por la extracción de estaño ocurrida entre el período del 1965 al 1985. Se trata de quince toneladas de escoria; entre la que existe un diez por ciento de residuos metálicos y dentro de dichos residuos; a la vez, está un diez por ciento de materiales que podrían ser recuperados para dar lugar a lo que se conoce como coltán.
La catedrática de física de materiales de la Universidad Complutense, Paloma Fernández, es quien lidera un equipo de investigación mixto con el CSIC. Y explicó que esas son, por lo menos, la estimación del grupo de científicos FINE-UCM; que se encargaron de hacer el rastreo, la caracterización y estudio de las posibilidades de usarlo en la fabricación de baterías, chips y redes de fibra óptica.
Además, Fernández, aseguró que habían llegado a la conclusión de que es posible la extracción de óxido de niobio y tantalato con características bastante buenas que les harán actuar como supercapacitores.
Los compuestos de Penouta permiten la producción de tantalato
Los supercapacitores son materiales muy buscados por su multifuncionalidad; debido a que permiten la inducción de diferentes aplicaciones e integrar en un solo dispositivo funcionalidades muy diversas. Con lo que se puede fabricar aparatos más pequeños, explicó Fernández.
En el caso de Penouta, una de los aspectos más determinantes de la investigación desde este momento tiene que ver con que se ha logrado recuperar óxido de niobio; es decir, la base de la columbita (el “col” del coltán). Pero no se recuperó tantalio (el “tan” del coltán), sino que se produjo tantalato, lo que resulta de la combinación del tántalo y el potasio, agregó la catedrática.
Además, explicó Fernández, el tantalato posee una permitividad eléctrica de 30, igual que la del óxido de tántalo; lo que significa que proporciona iguales cantidades de almacenamiento de electricidad.
Sin embargo, se debe comprobar si brinda el mismo número de ciclos de carga y descarga, la misma estabilidad o la misma eficiencia en los ciclos sucesivos. En otras palabras, si pudiera permitir que la batería de un teléfono celular fabricada con este material se cargue y descargue la misma cantidad de veces que el coltán; y si además las sucesivas cargas estarían en la capacidad de completar siempre el cien por ciento de la batería o iría perdiendo su capacidad, explicó la científica.
En todo caso, Fernández aseguró que se encontraban a un paso de comenzar la aplicación del conocimiento adquirido hasta los momentos. Afirmó que tienen los metales muy bien caracterizados como para comenzar a hacer prototipos de equipos que podrán poner en marcha.
Una cantera de compuestos que impulsarán la producción europea de chips
La mina de Penouta, con sus 15 toneladas de óxido de niobio y tantalato, pudiera significar la cantera de materiales que necesita Europa para impulsar su producción de chips. Sin embargo, la proporción de columbo-tantalita no es muy grande; desde un enfoque estratégico sería rentable la construcción de una planta en Penouta, afirmó Fernández.
Para la científica existen dos datos clave en este tema; uno, que las 15 toneladas es bastante, debido a que, la cantidad de coltán encontrado en un teléfono celular, por ejemplo, es ridículamente pequeña. El otro dato importante, es que el coltán es un compuesto muy escaso y su recuperación desde dispositivos desechados representa un coste inmenso de energía.
El principal obstáculo que enfrenta el equipo es que, a pesar de tratarse de un campo de investigación estratégica, disponen de recursos bastante limitados. El Plan Nacional de I+D los evaluó de forma positiva, sin embargo, les negó la financiación, aseguró la líder de la investigación.
