TÁNTALO

Nombre: Tántalo (De Tántalo, una figura de la mitología griega)

Símbolo: Ta

Grupo: 5

Período: 6

Bloque: d

Categoría: Metales de transición

Número atómico: 73

Masa atómica: 180,948 u

Electrones por capa: 2, 8, 18, 32, 11, 2 

Electronegatividad: 1,5

Densidad: 16,65 gr/cc

Punto de Fusión: 3047ºC

Punto de Ebullición: 5458ºC

Conductividad Térmica: 57 W (m·K) 

Conductividad Eléctrica: 7,7 × 10^6 S/m 

Orden Magnético: Paramagnético

Estado Ordinario: Sólido

Estados de Oxidación: +5

Dureza Mohs: 6,5

Dureza Vickers: 873 MPa

Dureza Brinell: 800 MPa

Isótopos más estables: Ta-180*, metaestable (0,012%) y Ta-181 (99,988%) 

Descubridor: Jean Charles de Marignac, suizo (1864)

El Tántalo, previamente conocido como “Tantalio” (aunque todavía se pueden usar ambos términos) es un metal de transición de número atómico 73 perteneciente al grupo de los metales refractorios y más específicamente al grupo 5, conformado por los otros dos metales de esta familia, Vanadio y Niobio, también llamado “Columbio” en algunos países. 

Breve historia del elemento

El Tántalo es uno de esos metales que por virtud o defecto de su extrema afinidad por el Oxígeno demoró muchos años en ser identificado y aislado. Las primeras evidencias de su conocimiento datan del año 1802, cuando el químico sueco Andrés Gustavo Ekeberg (Estocolmo, Suecia, 16 de enero de 1767 – Uppsala, Suecia, 11 de febrero de 1813) identificó un nuevo elemento en un óxido mixto de Niobio y Tántalo que intentó separar sin éxito (la tecnología en aquel momento simplemente no permitía ver fructificar semejante intento). El químico inglés Carlos Hatchett (2 de enero de 1765 – 10 de marzo de 1847) habría identificado el elemento Niobio un año antes mientras estudiaba una muestra de Columbita (mena de Niobio), llamándolo en un principio “Columbio” al -suponer- con certeza que se trataba de un nuevo elemento químico. Si usted ya ha leído mi artículo respecto al Hafnio y al Zirconio sabrá de antemano el problema al respecto de estos metales: dado que su radio atómico y configuración electrónica se asemejan enormemente, es muy difícil separarlos químicamente por lo que a primera vista parecen el mismo elemento, y no es extraño por ende que ambos metales se encuentren unidos en el mismo mineral. Algo similar ocurre con el Tántalo y el Niobio, que se encuentran -casi siempre- unidos entre sí en una roca llamada Columbita (si tiene más Niobio que Tántalo) o Tantalita (si tiene más Tántalo que Niobio). Las características de los óxidos de Niobio y Tántalo son muy parecidas excepto por la densidad superior del Tántalo (y por ende, su óxido) y también una mejor resistencia a la corrosión: separar ambos metales es muy difícil y sólo puede llevarse a cabo mediante la aplicación de substancias muy agresivas que contengan el elemento Flúor ya que éste actúa vigorosamente sobre los Óxidos, destruyéndolos. 

El problema con el Tántalo es que, siendo tan similar químicamente hablando al Niobio y para colmo, apareciendo junto a éste en las minas de las que es extraído llevó a una confusión (o debate) que se mantendría vivo durante la friolera de 63 años hasta que en 1864 el químico Cristian Blomstrand demostraría con pruebas -feacientes- que el “Columbio” (por aquel entonces llamado “Niobio” en algunos países después del renombramiento del químico alemán Enrique Rose) era un elemento distinto al Tántalo. Aún con todo, las primeras muestras lo suficientemente puras del elemento como para ser oficialmente declarado aislado tardarían varias décadas en llegar hasta que Werner von Bolton lo lograría purificar lo suficiente como para obtener un metal dúctil y maleable en 1903 que sin embargo, era muy difícil de preparar. Nótese que el Tántalo presenta una enorme afinidad por el Oxígeno y el Carbono, por lo que su destilación comprende varias etapas en la que la presencia de ambos elementos no es tolerable, desde la formación del Cloruro hasta su reducción con una atmósfera de Hidrógeno, liberando Cloro y dejando Tántalo de gran pureza en forma de polvo (o esponja) para su posterior re-fundido y mecanizado. Debido a su altísimo punto de fusión, la obtención del metal fundido en una manera “tradicional” como el Aluminio, el Hierro o el Cobre es sencillamente imposible, no solamente por el ya citado punto de fusión tan elevado sino porque a temperaturas elevadas comienza a absorber Oxígeno (y Carbono, si presente en el lugar). Este problema es frecuente entre los metales de su tipo. Recuérdese que a pesar de la resistencia a la corrosión del Tántalo, se debe al fenómeno de pasivación. El metal en estado elemental es extremadamente reactivo y se volatiliza si se expone a una llama de Oxígeno/Carbono a altas temperaturas, justo como sucede con el Titanio, el Cromo, Molibdeno, etc. No es un metal precioso, sólo muy resistente a la corrosión. Ojo con estos detalles, que pueden llevar a más de uno a la confusión. 

El uso del metal a nivel industrial no tomaría cuerpo hasta bien entrados los años 50' del pasado siglo, y aún a día de hoy se utiliza más bien poco, no obstante y como descubrirá más adelante, es un metal muy importante, casi diría que imprescindible para poder entender nuestra vida cotidiana. 

Características principales

Es un metal de color gris-azulado bastante oscuro incluso si pulido al detalle, muy duro y denso, con un elevado punto de fusión, gran maleabilidad y ductilidad en comparación al resto de metales del grupo de los refractorios y con una resistencia a la corrosión inhóspita. En efecto, dentro de los metales no-preciosos, el Tántalo es el más resistente a la corrosión, seguido muy de cerca por el Niobio (Columbio), el Titanio y los metales del grupo 6 de la tabla periódica (Cromo, Molibdeno y Wolframio). Presenta la estructura cristalina Cúbica centrada en el espacio, típica de los metales de su grupo, aunque la fase Trigonal puede crearse bajo ciertas circunstancias; es metaestable y puede coexistir con la fase alfa (Cúbica) a temperatura ambiente, siendo más dura y rígida que la primera. Se comercializa en forma de polvo (para el sinterizado) o directamente como óxido (Ta2O5) para la fabricación de aleaciones especiales que necesiten ser resistentes a la corrosión y también a las altas temperaturas. El metal en bruto tiene buenas propiedades mecánicas por lo que puede usarse puro en ciertas aplicaciones que impliquen una combinación de tenacidad, durabilidad, resistencia a la corrosión y a las temperaturas elevadas. Es muy polivalente y apreciado en varios sectores de la industria. Como todos los metales refractorios (excepto Renio y Osmio) forma Carburos y Nitruros extremadamente duros. El boruro también se conoce, pero apenas se utiliza. Es un metal muy escaso y caro. 

Resistencia a la corrosión

Sobresaliente en todos los ámbitos. Solamente los metales preciosos del grupo del Platino y el Oro mismo pueden equipararse al Tántalo en estado elemental y digo -elemental- porque algunas superaleaciones de Níquel y/o Níquel-Cobalto como las usadas por organismos de élite como la NASA pueden mostrar una resistencia química superior. Claro que, la resistencia a la corrosión del Tántalo se debe a la formación de una capa de óxido pasiva con fórmula Ta2O5 que es inmune a todos los ácidos reductores y oxidantes (excepto Flúor y sus combinaciones – Ejemplo: Ácido Fluorhídrico). También resiste a los álcalis/bases a elevadas temperaturas. Por debajo de los 150 Cº el Tántalo muestra una resistencia a la corrosión impresionante (de más está decir que su nombre le fue dado debido al hecho de que no reacciona con los ácidos), tanto así, que ni siquiera el Aqua Regia tiene efecto sobre el hasta los 100 Cº, aproximadamente. El hecho de que el Tántalo sea tan resistente a la corrosión ha habilitado su uso en aplicaciones muy exigentes como por ejemplo, en la medicina, para la creación de implantes de gran responsabilidad que entren en contacto con órganos importantes como el corazón (marcapasos), pulmones, hígado, etc, no obstante, justo como en el caso del Titanio (una alternativa más barata y eficaz debido a su baja densidad) su principal demanda atiende a los implantes óseos que se integran al paciente por el resto de su vida o al menos durante períodos prolongados de tiempo (tornillos y placas,etc). Pueden crearse todo tipo de prótesis: para la pelvis (caderas), fémures y tibias, rótulas, radios, cúbitos, costillas... incluso discos lumbares. Virtualmente todos los huesos del cuerpo que -frecuentemente- suelen sufrir más que los otros por cuestiones obvias (es más frecuente una fractura de tibia en un deportista que en el omóplato, por ejemplo) aunque todo depende de las circunstancias. La verdad es que no le deseo yo a usted la necesidad de tener que usar Titanio o Tántalo en su cuerpo; porque eso significaría que usted ha sufrido un accidente grave. En caso de que así ocurriese, permítame desearle una pronta recuperación. 

Aplicaciones principales

Los usos del metal se dividen en tres ramas principales: 

-Como metal puro, se usa por su resistencia al calor y a la corrosión ya sea en un grado de altísima pureza (>99,99%) o aleado con pequeñas dosis de Wolframio, Toria (Óxido de Torio) que incrementan su resistencia al calor. Impera recordar que, justo como en el caso de la mayoría de metales, el Tántalo comienza a -ablandarse- conforme aumenta la temperatura (esto no tiene nada que ver con su punto de fusión). Por eso, la inclusión de pequeños porcentajes de Wolframio, Renio o incluso Osmio (aunque apenas se usa por razones de precio) pueden encontrarse en aleaciones -casi- puras del metal que se usan por su resistencia a la corrosión a temperaturas elevadas. El metal en frío o a temperatura ambiente es inerte por lo que se usa en medicina para implantes de todo tipo, crisoles para el manejo de substancias agresivas, instrumental de laboratorio (ejemplo varillas para remover soluciones ácidas o bases), catalizadores, etc. Es fuerte, pero se explota más por su resistencia a la corrosión la cual es ligeramente superior a la del Titanio. En medicina no obstante, se prefiere el Titanio porque es muy ligero, su densidad es casi el doble que la de un hueso natural, pero es que el Tántalo es hasta cinco cuatro veces más pesado que el Titanio. 

-Como componente de aleaciones con base de Hierro (Aceros Inoxidables de élite como los llamados Súper-dúplex y los Súper-austeníticos) y más frecuentemente en las superaleaciones de base Níquel, Cobalto o Níquel-Cobalto utilizadas en aplicaciones como la aeronáutica, la marina, etc. Ya sea en el plano militar o en el comercial/civil, para la fabricación de componentes especiales como turbinas, rotores, tubos de escape, colectores, válvulas, cabezas de misiles, proyectiles de alta capacidad de perforación, etc. Es muy caro, por lo que se añade en pequeñas dosis, si bien sus efectos beneficiosos se aprecian incluso en cantidades muy discretas. 

-El tercer uso principal del metal es la industria electrónica, aunque hay mucho desconocimiento al respecto de esto, por ejemplo la gente cree que se usa Tántalo puro (metal) en sus aparatos, esto no es cierto. Lo que utilizamos es un Óxido del mismo (a veces ligado al óxido de Niobio) que se comercializa como piezas (sobretodo capacitores) para equipos electrónicos de tecnología punta debido a sus propiedades superconductivas. Es el responsable de que podamos tener ordenadores, consolas y móviles cada vez más pequeños y más potentes. Literalmente, todos los grandes smartphones, portátiles (en Latinoamérica llamados laptops), consolas como la Play o la Xbox llevan pequeñas dosis del metal, pero no en su forma elemental como ya he dicho, sino como compuesto. 

Un material de conflicto

El Tántalo se ha declarado como un metal de conflicto y está prohibida su venta en algunos países ya que se teme (esto es en serio, ojo) que se utilice para fines peligrosos o simplemente porque su demanda contrae el riesgo de muchas vidas, específicamente en el cinturón meridional de África (concretamente en la República Democrática del Congo) donde los niños son obligados (o al menos eso dicen) a trabajar en condiciones de esclavitud por otros africanos que en realidad están siendo pagados por detrás de manera “fantasma” por sociedades de inversores blancos que les proporcionan armas, dinero y de vez en cuando un lujo que otro como por ejemplo un automóvil deportivo o cosas por el estilo. El Tántalo en estos países no es tan abundante como parece, pero destaca porque su extracción se realiza de forma violenta y en ocasiones, inhumanas. 

Las reservas más grandes están en Australia, Brasil y Canadá, con otras grandes minas presentes en Etiopía, China y Mozambique. El Tántalo es un metal irreemplazable ya que ningún otro puede servir en la medida en la que lo hace éste. Por eso su mp3 pesa diez gramos y no cincuenta, no sé si me explico. 

Existe una leyenda urbana más o menos conocida en España de que Osama Bin Laden compró miles de unidades de la consola PS2 de Sony para extraer de ellas las piezas de óxido de Tántalo con las que supuestamente fabricaría parte de su arsenal (misiles) o simplemente para la manufacturación de componentes electrónicos de todo tipo.  

La valía del metal ¿cuánto vale el Tántalo realmente?

Después de haber leído mi epígrafe anterior, hay una pequeña posibilidad de que usted piense que el Tántalo es el “nuevo Oro” o algo así. Lo mismo pensaron en Estados Unidos en los años 60' cuando el mundo entero estaba en un estado de paranoia constante debido entre otras cosas a la crisis de misiles cubanos que como ya sabe tienen que ver mucho con el Uranio ya que es el único elemento químico natural -físil- es decir, con el cual podemos fabricar bombas nucleares. El caso es que se vendieron miles de unidades de detectores de radiación alfa en este país porque más de uno se “lanzó al monte” como quien dice, para buscar Uranio pensando obtener un beneficio económico con este actínido que al final resultó acabar en fracaso. 

Lo mismo le pasará con el Tántalo en el remoto caso de que se plantee invertir o comprar piezas de éste metal. Lo digo porque cada vez que usted reciba una oferta del tipo “Le compramos su viejo móvil (celular) incluso si no funciona” es porque “algo” tendrá dentro que valga, ¿no? Pues bien, antes se decía que era Oro y Plata, etc... resulta que lo que realmente vale es el Tántalo y el Niobio, pero es tan diminuta la cantidad que aún si disuelve el teléfono entero y separa las piezas lo único que obtendrá será una pieza de tamaño ridículo que apenas le servirá de nada. Haga conciencia y piense en la gente que no tiene móvil y los niños africanos, no es chantaje emocional, es la verdad: devuelva el Tántalo si puede, y no se sienta mal. Tan sólo quiero que entienda que es un metal irreemplazable, sin él no hay smartphones, ni consolas, ni televisores LCD o LED, ni DVD's, ni nada de nada.

El nombre del metal

No se si aún lo he mencionado, pero dentro de mis aficiones y gustos se encuentra el estudio de las diversas mitologías de las grandes civilizaciones del pasado. Me gusta y tengo amplio conocimiento entre otras, de la greco-romana y la hallo la mar de interesante a la vez que compleja, entretenida y rica culturalmente. Pues bien, resulta que aquí un servidor que a usted se dirige a través de estas líneas desconocía la historia del semi-dios Tántalo. Como parte de la rica mitología de estas naciones, el personaje en cuestión fue víctima tras su muerte de la ira de Zeus (Júpiter), que ideó para él original y a la vez maquiavélico castigo. Si usted conoce la historia de Prometeo, le resultará familiar la historia que le voy a contar. De todos modos, como no doy por hecho que usted conozca lo que le pasó al bueno de Prometeo, ya le hago yo un resumen rápido para el cultivo de sus conocimientos.

Resulta que Prometeo robó el fuego del conocimiento del Olimpo y se lo ofreció a los hombres. Zeus, el dios entre los dioses del panteón Olímpico, enajenado ante semejante traición, llevó en cuerpo al osado Titán y lo sujetó con cadenas de Hierro a una roca en mitad de la mar. Cada jornada un águila (algunas fuentes citan que era el propio Zeus transformado) devoraba el vientre del reo, torturándolo en el proceso, pero sin llegar a matarlo del todo. Ya al caer la noche, el maltrecho cuerpo de Prometeo se regeneraba durante toda la noche hasta que al día siguiente el águila regresaba y lo atacaba una vez más, entrando en un bucle realmente infernal hasta que pasados unos años y como muestra de su heroísmo, Hércules acudió en auxilio del buen Titán y usando su fuerza descomunal lo liberó de semejante castigo. 

Tántalo fue un semidiós nacido entre el encuentro de Zeus y la ninfa Pluto (no confundir con Hades – Plutón o simplemente Pluto para los ingleses) que tuvo tres hijos: Pélope, Níobe y Broteas, cada una de ellos representando algo en particular. Fue rey y un invitado usual en la mesa del Olimpio, donde cenaban los dioses. En una ocasión, Tántalo tuvo la maquiavélica idea de ofrecer a su hijo Pélope como sacrificio a los dioses (se les ofrecía animales, pero muy raramente personas), sólo que él fue un paso más allá: lo asesinó, lo descuartizó y lo cocinó (lo siento si he herido su sensibilidad, no se tome usted esto a pecho es sólo mitología). Después de ofrecerlo (sin decir que se trataba de su hijo) a los dioses, éstos hicieron el amago de comer de él ignorando que se trataba de un muchacho, pues Zeus fue alertado a tiempo, pero decidió mantener el silencio hasta bien entrada la cena, si bien se aseguró que ninguno de los Olímpicos comiese de su cuerpo. De todos los dioses, solamente Deméter (la diosa del fuego elemental) comió parte del hombro del chico pero porque no sabía lo que estaba haciendo. Ya cuando el regocijo de la bacanal invadió a todos, Zeus decidió dos cosas: primero, reconstruyó el cuerpo de Pélope pieza por pieza y ordenó una de las tres suertes (ancianas que controlaban el destino) que revivieran el cuerpo del chico usando un caldero mágico, tras lo cual regresó a la vida siendo un “apuesto” joven el cual Poseidón acogió bajo su tutela a modo de padrino y se lo llevó consigo para enseñarle el arte ecuestre, concretamente a manejar los carros de caballos, un lujo en aquella época. De todos modos, Zeus estaba tan enojado (o aberrado) por la acción de Tántalo, que lo arrastró violentamente hasta el interior del Tártaro (la cárcel de las cárceles – peor que el inframundo) donde tenían asilo los Titanes a los que había derrotado en la guerra conocida como Titanomaquia y lo confinó a una sala para él sólo en la que una vez más, demostraría una tenebrosa capacidad para crear castigos la mar de ingeniosos. Atándolo de manos y pies, lo situó debajo de un árbol el cual producía algunas de las frutas más jugosas y apetecibles de todo el mundo conocido, mientras que la propia sala estaba llena de agua (le llegaba a la altura de las rodillas a Tántalo). Hasta ahí todo bien... el problema era que Tántalo no podía comer ni beber ya que cuando estiraba el brazo para coger las frutas que apenas colgaban unos centímetros sobre su cabeza, las ramas del árbol se contraían, mortificándolo, y cuando estaba sediento, se agachaba para beber pero el nivel del agua bajaba tanto que no podía inclinarse más (estaba encadenado) con lo cual estaba doblemente castigado. Al ser un semidiós, no podía morir aún padeciendo hambruna y sed eternas, con lo cual su castigo se puede considerar una verdadera pesadilla. El porqué el Tántalo (metal) se llama así se debe a que Gustavo Ekenberg le dió ese bautizo en alusión al semidiós condenado, ya que cuando él (Ekenberg) sumergía el óxido que contenía el metal, éste no se disolvía ante ningún ácido (ni siquiera el agresivo Aqua Regia), como si el metal no quisiera “beber” de los ácidos. 

El nombre alternativo del antigüamente (aunque aún se sigue llamando así en algunos lugares) llamado Colombio, Niobio, es una derivación del nombre Níobe, una de las hijas de Tántalo, cuyas suertes fueron la mar de distintas. 

Otro detalle curioso a propósito de la mitología relativa a estos dos metales es que también el Vanadio (que encabeza su familia – el grupo 5 de la tabla periódica) debe su nombre a una diosa, aunque no greco-romana sino nórdica, Vanadís, la diosa de la belleza.