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Los yacimientos de niobio (Nb), metal crítico para la transición energética, tienen al manto terrestre como principal lugar de origen. Esta es una de las tantas conclusiones de un trabajo doctoral del Departamento de Geología de la Universidad de Chile, realizado junto a instituciones académicas de Chile, Reino Unido y Brasil.
La investigación, desarrollada durante los últimos cinco años, concentró su trabajo en las minas de niobio de la Provincia Ígnea de Alto Paranaíba (APIP), ubicada en Brasil, entre los estados de Goiás y Minas Gerais. Prácticamente toda la producción de niobio a nivel global proviene de esta región del planeta.
Los resultados de la investigación, publicados en revistas de alto impacto científico, podrían tener grandes repercusiones en el desarrollo de la minería y exploración del niobio y consecuentemente, en el avance hacia soluciones tecnológicas que reduzcan la dependencia de los combustibles fósiles. El niobio es el elemento 41° de la tabla periódica y es un metal ideal en la construcción de trenes de alta velocidad, equipos de resonancia magnética y aceleradores de partículas, entre otros.
"Entender cómo se transporta el niobio en escala geológica y cómo se deposita en la corteza de la Tierra es clave para saber, después, dónde buscarlo", resume el Dr. Felipe Velásquez, investigador recientemente graduado en la U. Chile y autor principal de este proyecto doctoral.
En general, poco se sabe sobre los procesos geológicos que llevan a la formación de este tipo de yacimientos, lo que obliga a las empresas de exploración minera a buscarlos con información insuficiente y parcial.
Echando mano a la geoquímica, el Dr. Velásquez y su grupo de investigación (patrocinado por el Director del Departamento de Geología U. Chile, Dr. Martin Reich) se propuso analizar las fuentes de origen y los mecanismos que llevaron a este mineral a alojarse en depósitos de esta zona de Brasil.
En un periodo de dos años, el Dr. Velásquez publicó tres trabajos académicos en revistas de alto impacto científico (International Geology Review, 2022; Geochimica et Cosmochimica Acta, 2024 y Journal of Geochemical Exploration, 2024), cuyas conclusiones se presentan a continuación:
A diferencia del cobre, disponible en varios depósitos minerales del mundo (Chile, Perú, Indonesia, Australia, República del Congo, Estados Unidos y Rusia, entre otros), los depósitos de niobio son escasos en la corteza de la Tierra: prácticamente toda su producción se concentra en una única región del planeta, la Provincia Ígnea de Alto Paranaíba (APIP), entre los estados de Goiás y Minas Gerais, en Brasil. El principal mineral de niobio es el pirocloro, que es justamente el que se encuentra en los yacimientos brasileños.
El niobio es un metal valorado por su alta resistencia a la temperatura y la corrosión, donde es usado habitualmente en aplicaciones de ingeniería aeroespacial y automotriz. También tiene grandes posibilidades como superconductor, por su capacidad de conducir una corriente eléctrica sin perder energía, lo que lo convierte en un ingrediente perfecto en la construcción de trenes de alta velocidad, equipos de resonancia magnética y aceleradores de partículas, entre otros.
Pronosticando una alta demanda de niobio en los próximos años (actualmente está catalogado como "elemento crítico"), varios grupos académicos alrededor del mundo, vinculados a las ciencias de la Tierra, se han propuesto reconstruir la historia geológica de este metal.
Todos los procesos tectónicos de nuestra corteza, desde la formación de las montañas a los fondos oceánicos y yacimientos minerales, encuentran su explicación en los procesos profundos del manto.
Desde el punto de vista de la geología económica, existe consenso sobre la influencia del manto como la principal fuente de metales y no-metales disponibles en la corteza de la Tierra. En los últimos años, evidencias de lo anterior se han detectado en depósitos de oro en la Patagonia argentina, diversos elementos en Sudáfrica y diamantes en Rusia.
Sin embargo, la investigación del manto representa un enorme desafío técnico para los geólogos, dadas sus enormes profundidades (6 km bajo los fondos oceánicos y 33 km, como mínimo, bajo las masas continentales).
Gran parte del trabajo científico se desarrolla mediante técnicas indirectas, ya sea estudiando rocas mantélicas exhumadas (como aquellas presentes en la Patagonia, España, Marruecos, Francia, Japón y Hawaii) o bien por métodos geofísicos, detectando sus características en base a pulsos electromagnéticos enviados desde la superficie.
Entre las décadas de los '50 y '70, Estados Unidos y la Unión Soviética hicieron los primeros intentos serios por llegar al manto por métodos directos, es decir, perforando la corteza terrestre. Ambos esfuerzos fueron suspendidos por los enormes costos y desafíos técnicos de la tarea.
El Departamento de Geología U. Chile ha desarrollado amplia experiencia estudiando y analizando la influencia de esta zona del planeta en la formación de depósitos minerales, articulando el trabajo con equipos de otras universidades nacionales.
En este esfuerzo trabajan el Dr. Martin Reich (U. Chile), Dr. Fernando Barra (U. Chile), Dr. Santiago Tasara (U. de O'higgins), Dra. Irene del Real (U. Austral), junto a un grupo compuesto por estudiantes de pre y post-grado. Para profundizar en estos conocimientos, la Dra. María Isabel Varas-Reus, se integró al Departamento de Geología U. Chile en marzo de 2024.
Felipe Velásquez es Ingeniero Geólogo de la Universidad Nacional de Colombia (2013), Magíster en Geología por la Universidad de Brasilia (2017) y se integró al Departamento de Geología U. Chile en el año 2019 como estudiante de doctorado.
En enero de este año, el Dr. Velásquez se graduó como Doctor en Ciencias, Mención Geología. Durante esta carrera académica, el investigador ganó experiencia laboral en la industria de exploración de oro y plata en Colombia, su país natal.
Este trabajo doctoral fue defendido en el mes de enero 2024 en el Salón Domeyko del Departamento de Geología U. Chile, frente a una comisión compuesta por el Dr. Martin Reich (Director del Departamento de Geología U. Chile), el Dr. Fernando Barra (U. Chile), Dr. Diego Morata (U. Chile) y Dr. Santiago Tassara (U. O'higgins).
Publicado el jueves 30 de mayo de 2024
