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Carlos del Porto Blanco

El cobalto (símbolo químico Co, número atómico 27) es un metal de transición, de color grisáceo azulado, brillante, duro y ferromagnético y con propiedades químicas y físicas únicas. Su relevancia ha crecido de manera exponencial en las últimas décadas. Aunque no es tan conocido como el cobre o el oro para el público general, su papel en tecnologías limpias, baterías de iones de litio y aleaciones de alta resistencia lo ha convertido en un elemento estratégico del siglo XXI. Hoy dedicaré la columna a este elemento con el fin de ofrecer una visión clara, actualizada y contextualizada del cobalto: su historia, usos, fuentes y los dilemas éticos y geopolíticos que rodean su producción.

La química comienza en las estrellas. Las estrellas son la fuente de los elementos químicos, que son los componentes básicos de la materia. Peter Atkins.

El nombre del cobalto proviene del alemán kobold («duende»), debido a las dificultades que enfrentaban los mineros medievales al intentar extraerlo. Es hoy un elemento crítico para la tecnología moderna, especialmente en la fabricación de baterías de iones de litio, motores aeroespaciales, imanes permanentes y catalizadores industriales.

La fecha del descubrimiento varía según las fuentes consultadas, entre 1730 y 1737. Mostrando que es un nuevo elemento hasta entonces desconocido diferente del bismuto y otros metales tradicionales, y decir que es un nuevo «semi-metal». Georg Brandt fue capaz de demostrar que el cobalto era el responsable del color azul del vidrio que previamente se atribuía al bismuto. El cobalto se convirtió en el primer metal descubierto desde la época prehistórica, en la que todos los metales conocidos (hierro, cobre, plata, oro, zinc, mercurio, estaño, plomo y bismuto) no tenían descubridores registrados.

Antes de su descubrimiento, los mineros alemanes de los Montes Metálicos de Sajonia del siglo XVI atribuían los fallos en la fundición de minerales a espíritus traviesos, llamados «kobolds», palabra del antiguo alemán que significa «duende» o «gnomo». Esa es la génesis de su nombre. Eso se debía a que al extraer mineral de plata o cobre, a veces encontraban un material grisáceo que, en lugar de fundirse como esperaban, desprendía vapores tóxicos de arsénico y no producía metal valioso. Además, debido a que los minerales primarios de cobalto siempre contienen arsénico, la fundición de esas menas oxidaba el contenido de arsénico para dar el altamente tóxico y volátil, óxido de arsénico, lo que también disminuía el aprecio de esas menas para los mineros.

Los compuestos de cobalto se han utilizado durante siglos para obtener un color azul intenso en el vidrio, esmaltes y cerámicas. Se ha detectado cobalto en esculturas egipcias y en joyas persas desde el tercer milenio a n. e., en las ruinas de Pompeya (destruida en el año 79), y en China, en la dinastía Tang (618-907) y la dinastía Ming (1368-1644). Se empleaba para colorear el vidrio desde la Edad del Bronce. La excavación del naufragio Uluburun encontró un lingote de cristal azul, que fue confeccionado durante el siglo XIV a. n. e. El vaso más antiguo coloreado con cobalto es de la época de la dinastía XVIII de Egipto (1550-1292 a. n. e). Se desconoce el lugar donde se obtuvieron los compuestos esos cobalto. Los vidrieros y ceramistas utilizaban óxidos de cobalto para producir el intenso y estable color azul «cobalto», famoso en las porcelanas de Sèvres y la vidriería gótica.

Durante el siglo XIX, una parte significativa de la producción mundial, entre el 70 y 80%, de azul cobalto (un tinte hecho con compuestos de cobalto y alúmina) y esmalte (vidrio de cobalto en polvo para uso con fines de pigmento en cerámica y pintura) se llevó a cabo en la fábrica noruega Blaafarveværket adquirida en 1823 por el barón W. C. Benecke y el industrial prusiano Benjamin Wegner. Las primeras minas para la producción de esmalte entre los siglos XVI al XVIII se encontraban en Noruega, Suecia, Sajonia y Hungría. Con el descubrimiento de mineral de cobalto en Nueva Caledonia en 1864 la extracción de cobalto en Europa disminuyó. Con el descubrimiento de yacimientos minerales en Ontario, Canadá en 1904 y de yacimientos aún mayores en la provincia de Katanga en el Congo en 1914, las operaciones mineras cambiaron de nuevo.

Muestra de cobalto puro

Un hito clave llegó en 1907, cuando el inventor estadounidense Elwood Haynes patentó una aleación de cromo y cobalto llamada Stellite, notable por su extrema dureza y resistencia al calor, ideal para herramientas de corte. Pero su papel contemporáneo se definió en el siglo XX con dos innovaciones: las superaleaciones para turbinas de aviación y, decisivamente, la química de las baterías recargables.

Por el conflicto de Shaba, en la actual República Democrática del Congo,  a partir de 1978, la principal fuente de cobalto, las minas de cobre de la provincia de Katanga, casi detuvieron su producción. El impacto en la economía mundial de cobalto de ese conflicto fue menor de lo esperado, porque la industria establecida formas efectivas para reciclar de materiales de cobalto y en algunos casos fue capaz de cambiar a alternativas sin cobalto. En 1938 John Livingood y Glenn Seaborg descubrieron el cobalto-60. La primera máquina de radioterapia, bomba de cobalto, construida en Canadá por un equipo liderado por Ivan Smith y Roy Errington y se utilizó en un paciente el 27 de octubre de 1951. El equipo se encuentra actualmente expuesto en el Saskatoon Cancer Centre, en la ciudad de Saskatoon (Saskatchewan, Canadá).

Después de la Segunda Guerra Mundial, los Estados Unidos. querían asegurase de que nunca le faltaría el mineral de cobalto necesario, como le había ocurrido a los alemanes y fue a la exploración de una fuente dentro de sus fronteras. Un buen suministro de los minerales necesarios se encuentra en Idaho cerca del cañón Blackbird en la ladera de una montaña. La Compañía Minera Calera comenzó la producción en ese lugar. La única refinería electrolítica de cobalto de Iberoamérica se encuentra en San Pablo, Brasil, y fue construida en 1981.

Sus propiedades físicas son las siguientes: Densidad: 8.9 gramos por centímetro cúbico, Punto de fusión: 1495 grados Celsius, Punto de ebullición: 2927 grados Celsius, Ferromagnetismo: Similar al hierro y al níquel, Resistencia: Alta dureza y resistencia al desgaste, lo que lo hace ideal para aleaciones de alto rendimiento.

En cuanto a sus propiedades químicas, se mencionan: Estados de oxidación: +2 y +3 (los más comunes), Electronegatividad: 1.88 en la escala de Pauling, Reactividad: Reacciona con oxígeno, azufre y fósforo a altas temperaturas, pero es estable en el aire y el agua, Isótopos: Se han caracterizado 22 radioisótopos siendo los más estables el Co-60, el Co-57 y el Co-56 con periodos de semidesintegración de 5.2714 años, 271.79 días y 70.86 días respectivamente. Los demás isótopos radiactivos tienen periodos de semidesintegración inferiores a 18 horas y la mayoría menores de un segundo. El cobalto presenta además cuatro meta-estados, todos ellos con periodos de semidesintegración menores de 15 minutos.

La masa atómica de los isótopos del cobalto oscila entre 50 uma (Co-50) y 73 uma (Co-73). Los isótopos más ligeros que el estable (Co-59) se desintegran principalmente por captura electrónica originando isótopos de hierro, mientras que los más pesados que el isótopo estable se desintegran por emisión beta dando lugar a isótopos de níquel.

Capa electrónica del átomo de Cobalto

El cobalto es un metal eminentemente de aleación, al igual que el níquel o el zinc, por ejemplo. Dichos metales suelen agregarse a otros que actúan de base, aunque cuando el cobalto actúa de base suele hacerlo en aleaciones con cromo. Su principal característica es su elevadísima dureza y resistencia al desgaste. Son aleaciones normalmente poco usadas ya que su virtud no compensa la gran cantidad de dinero que hay que abonar por ellas. El cobalto posee características muy similares a sus elementos vecinos, hierro y níquel, con los cuales comparte más rasgos que con los elementos de su propio grupo en la tabla periódica. Ni el cobalto ni níquel suelen mezclarse con la plata ni el mercurio (siendo ambos elementos excepciones raras) además de que comparten el efecto magnético del hierro.

El cobalto es el metal más escaso de esos tres, es el menos rentable y también el más caro. Encuentra pocos usos en la industria en comparación a sus vecinos inmediatos. Se trata de uno de los pocos elementos químicos monoisotópicos. El cobalto tiene poca resistencia química, aunque es más estable que el hierro ya que se mantiene en aire y agua siempre que no se encuentren otros elementos corrosivos en dichos medios.

Principales usos en la industria

El cobalto es un metal versátil con aplicaciones en múltiples sectores, debido a que posee únicas, como son:

  • Alta resistencia al calor y a la corrosión.
  • Capacidad de formar aleaciones duraderas (como el acero rápido).
  • Excelente rendimiento electroquímico en baterías.

Entre sus principales aplicaciones se cuentan:

  1. Baterías de iones de litio:
    • Vehículos eléctricos: El cobalto mejora la densidad energética y la estabilidad de las baterías. En 2025, el 55% del cobalto mundial se destina a ese sector, y se espera que alcance el 68% para 2030.
    • Dispositivos electrónicos: Teléfonos inteligentes, laptops y sistemas de almacenamiento de energía renovable.
  2. Industria aeroespacial:
    • Superaleaciones: Usadas en turbinas de gas y motores a reacción por su resistencia a altas temperaturas.
  3. Herramientas de corte y materiales resistentes:
    • Aleaciones con carburos de tungsteno para herramientas de alta durabilidad.
  4. Catalizadores:
    • En la industria petrolera y química para facilitar reacciones como la hidrogenación.
  5. Imanes permanentes:
    • Alnico (aleación de aluminio, níquel y cobalto) para motores eléctricos, altavoces y sistemas de frenos antibloqueo en automóviles (ABS).
  6. Medicina:
    • Vitamina B12 (cobalamina): Esencial para la formación de glóbulos rojos.
    • Radioterapia: El isótopo Co-60 se usa en tratamientos contra el cáncer.
  7. Pigmentos y cerámica:
    • Azul de cobalto para vidrios, esmaltes y cerámicas.

Principales Reservas y Productores (2025)

Según el Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS) en su informe más reciente de enero de 2025, las reservas mundiales de cobalto se estiman en 8.8 millones de toneladas. La distribución geográfica es altamente concentrada:

El cobalto rara vez se encuentra en forma nativa. Es principalmente un subproducto de la minería de níquel (aproximadamente el 60% de la producción mundial) y del cobre (alrededor del 35%). Solo un pequeño porcentaje proviene de minas primarias de cobalto. Esa condición de subproducto tiene profundas implicaciones: su oferta está ligada a los ciclos de mercado y las decisiones de inversión del níquel y el cobre, haciéndola intrínsecamente inelástica.

 

1  República Democrática del Congo 3 500 000
2  Australia 1 400 000
3  Indonesia 600 000
4  Cuba 500 000
5  Filipinas 260 000
6  Rusia 250 000
7  Canadá 220 000
8  Madagascar 100 000
9  China 80 000
10  Estados Unidos 69 000
11  Papúa Nueva Guinea 47 000
12  Marruecos 13 000

Los principales productores en el 2025 son:

    1. República Democrática del Congo: 75% de la producción mundial, con empresas como Glencore y CMOC Group (China) dominando la extracción.
    2. Australia: Segundo productor, con minas como Murin Murin.
    3. Indonesia, Rusia y Cuba: Contribuyen con el resto de la producción.
    4. Chile: Emerge como un actor clave al descubrir cobalto en relaves mineros, lo que permite una extracción más sostenible y económica.

A partir de los planes que han elaborado muchos países para la Transición Energética se estima que la demanda de cobalto se triplique entre 2023 y 2050, impulsada por:

    • Vehículos eléctricos: Cada auto requiere de 8 a 12 kilogramos de cobalto (un teléfono inteligente requiere ocho 8 gramos).
    • Energías renovables: Baterías para almacenamiento de energía solar y eólica.
  • Reciclaje: El 30% del cobalto podría provenir de baterías recicladas para 2035, reduciendo la dependencia de la minería primaria.
  • Alternativas: Se investigan baterías con menos cobalto (NMC, Níquel-Manganeso-Cobalto, 811) o sin cobalto (LFP, Fosfato de Hierro y Litio), pero su rendimiento aún es inferior.

En respuesta al impacto medioambiental del cobalto y a la preocupación por los derechos humanos, varias empresas entre las que se encuentran Apple y Tesla, se han comprometido a reducir su uso de cobalto o a abastecerse de productores más responsables. Tesla, ha reducido su consumo medio de cobalto en más de un 60 % y ahora utiliza baterías sin cobalto en sus nuevos modelos de automóviles. El fabricante de vehículos eléctricos también ha firmado un acuerdo a largo plazo con Glencore, la mayor empresa minera del mundo, para adquirir 6000 toneladas anuales de cobalto procedente de la República Democrática del Congo.

El acuerdo sugiere que el cobalto congoleño seguirá siendo un recurso crucial para los fabricantes de baterías, según el libro blanco del Foro Económico Mundial sobre la extracción artesanal de cobalto en la República Democrática del Congo.

El reciclaje de esos dispositivos recargables podría ser una solución importante para disminuir la dependencia mundial de la minería, al tiempo que se abarata el coste para los consumidores y se reduce el impacto ambiental de los residuos electrónicos. Redwood Materials, una empresa de reciclaje de baterías y residuos electrónicos fundada por el ex director de tecnología de Tesla, JB Straubel, está especializada en la recuperación de materiales como el cobalto. La empresa recoge baterías de iones de litio usadas, las descompone y extrae sus metales -como cobalto, litio, cobre y níquel- para reutilizarlos en nuevas baterías.

Para 2025, Redwood Materials calcula que producirá materiales reciclados suficientes para un millón de vehículos eléctricos al año.

Hechos Importantes y Desafíos Actuales

  1. La Sombra de la Minería Artesanal (ASM): En la República Democrática del Congo, se estima que entre el 15% y el 30% de la producción proviene de la minería artesanal y de pequeña escala, donde miles de personas, incluidos niños, trabajan en condiciones peligrosas, sin equipo de protección y por bajos salarios. Ese es el aspecto más controvertido de la cadena de suministro del cobalto.
  2. Esfuerzos de Trazabilidad y Debida Diligencia: Iniciativas como la Responsible Minerals Initiative (RMI) y regulaciones como la Ley de Minerales de Conflicto de Estados Unidos y el Reglamento de Minerales Críticos de la Unión Europea buscan impulsar cadenas de suministro libres de abusos. La tecnología blockchain se está probando para rastrear el mineral desde la mina hasta el producto final.
  3. Innovación y Sustitución: La presión por costos, riesgos de suministro y cuestiones éticas está acelerando la investigación. Se desarrollan químicas de baterías con alto contenido en níquel (Níquel-Manganeso-Cobalto 811, con solo 10% de Co) y libres de cobalto, como las de fosfato de hierro y litio (Litio-Hierro-Fosfatos, -LFP), que ya dominan en segmentos del mercado. Sin embargo, para aplicaciones de gama alta que requieren máxima densidad energética, el cobalto sigue siendo, por ahora, insustituible.
  4. Reciclaje como Futuro Imperativo: Actualmente, menos del 10% del cobalto se recicla, principalmente de desechos electrónicos y chatarra de superaleaciones. El reciclaje de baterías de vehículos eléctricos, que comenzará a escalar masivamente a partir de 2030, es visto como una fuente secundaria crucial para mitigar la dependencia de la minería primaria y crear una economía circular.

El cobalto es un metal cuya historia pasó de colorear vidrieras medievales a impulsar la movilidad eléctrica del futuro. Su valor estratégico es innegable, pero su extracción plantea dilemas éticos, ambientales y geopolíticos que no pueden ignorarse. Este elemento encapsula los dilemas de la transición tecnológica y energética del siglo XXI. Es un material cuya propiedad funcional es difícil de replicar, convirtiéndolo en un pilar para un futuro electrificado y descarbonizado. Sin embargo, su trayectoria desde la tierra hasta los dispositivos está marcada por desafíos geopolíticos, sociales y ambientales considerables.

El camino a seguir requerirá un esfuerzo multidisciplinario: innovación científica para reducir la dependencia, inversión responsable en minería industrial con los más altos estándares, apoyo real a la formalización de la minería artesanal, políticas robustas de trazabilidad y el desarrollo rápido de una industria de reciclaje eficiente. Comprender la historia y la complejidad del cobalto no es solo un ejercicio de cultura científica; es una necesidad para tomar decisiones informadas como consumidores y como sociedad sobre el modelo de progreso que queremos construir. El cobalto, en definitiva, no es solo un recurso técnico: es un espejo de los desafíos de nuestro tiempo.

Referencias.

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