{"id":565007,"date":"2025-10-23T13:45:12","date_gmt":"2025-10-23T16:45:12","guid":{"rendered":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=565007"},"modified":"2025-10-23T13:45:12","modified_gmt":"2025-10-23T16:45:12","slug":"brasil-centros-de-investigacion-y-empresas-nacionales-expanden-el-campo-de-aplicaciones-del-niobio","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/brasil-centros-de-investigacion-y-empresas-nacionales-expanden-el-campo-de-aplicaciones-del-niobio\/","title":{"rendered":"Brasil: centros de investigaci\u00f3n y empresas nacionales expanden el campo de aplicaciones del niobio"},"content":{"rendered":"

El niobio, un metal vers\u00e1til y abundante en Brasil, poco a poco est\u00e1 dejando de utilizarse solamente en aleaciones met\u00e1licas comunes o especiales. Ahora, este material est\u00e1 incursionando en nuevos territorios tecnol\u00f3gicos, en aplicaciones que van desde las bater\u00edas de los veh\u00edculos el\u00e9ctricos hasta las pomadas para tratar el acn\u00e9, pasando por fungicidas y catalizadores. En noviembre del a\u00f1o pasado, Companhia Brasileira de Metalurgia e Minera\u00e7\u00e3o (CBMM), una empresa privada nacional, l\u00edder mundial en la fabricaci\u00f3n y venta de productos industrializados de este metal, inaugur\u00f3 una nueva planta de producci\u00f3n en Arax\u00e1, en el interior del estado de Minas Gerais, en colaboraci\u00f3n con la firma brit\u00e1nica Echion Technologies para producir los \u00e1nodos de las bater\u00edas de iones de litio a base de niobio. En julio de 2024 lanzaron un nuevo producto que contiene niobio, tambi\u00e9n producido en Minas Gerais, que ya se encuentra a la venta en los anaqueles de las farmacias. Se trata de un ung\u00fcento para combatir el acn\u00e9 que contiene un ingrediente elaborado a partir de una nanotecnolog\u00eda patentada por Nanonib, una spin-off<\/em> de la Universidad Federal de Minas Gerais (UFMG).<\/p>\n

Las nuevas aplicaciones van m\u00e1s all\u00e1 de los usos consolidados desde hace d\u00e9cadas para este material. Brasil sobresale como el mayor productor y propietario de reservas de niobio, concentrando alrededor del 90 % de la producci\u00f3n mundial. El mayor yacimiento explotable de pirocloro \u2012un mineral que contiene hasta un 71 % de \u00f3xido de niobio\u2012 se encuentra en Arax\u00e1 y es explotado por CBMM, propiedad de la familia Moreira Salles (lea en <\/em>Pesquisa FAPESP, edici\u00f3n n\u00ba 277<\/em><\/a>).<\/p>\n

Desde la d\u00e9cada de 1970, el niobio se utiliza en la fabricaci\u00f3n de aceros especiales empleados en oleoductos y gasoductos, ya que dota de una mayor seguridad a las zonas de soldadura, y en la industria automovil\u00edstica. En las empresas del sector de la construcci\u00f3n civil, se utiliza como materia prima en estructuras de puentes y grandes edificios.<\/p>\n

\u201cEntre un 80 % y un 90 % de los productos que comercializamos se elabora a base de ferroniobio, una aleaci\u00f3n met\u00e1lica compuesta por niobio y hierro\u201d, dice el ingeniero de materiales Rafael Mesquita, director de Tecnolog\u00eda de CBMM. \u201cLa ventaja principal del niobio reside en que aumenta la resistencia mec\u00e1nica de los aceros, ofreciendo como resultado un producto m\u00e1s fuerte y seguro. En consecuencia, es posible reducir la cantidad de acero en el producto final, disminuyendo as\u00ed las emisiones de CO2<\/sub> [di\u00f3xido de carbono]\u201d.<\/p>\n

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L\u00e9o Ramos Chaves\u2009\/\u2009Revista Pesquisa FAPESP<\/span>El niobio en sus diversas presentaciones: en el centro, una aleaci\u00f3n met\u00e1lica de ferroniobio, que aumenta la resistencia mec\u00e1nica de los acerosL\u00e9o Ramos Chaves\u2009\/\u2009Revista Pesquisa FAPESP<\/span><\/p><\/div>\n

Otro uso muy extendido transcurre en la producci\u00f3n de superaleaciones, cuya base en este caso no es el hierro, sino otros metales, especialmente el n\u00edquel. Este material, que resiste temperaturas extremadamente altas, suele utilizarse en la industria aeroespacial, para la fabricaci\u00f3n de turbinas de aviones. Tambi\u00e9n se emplea para fabricar turbinas generadoras de energ\u00eda.<\/p>\n

Las aleaciones superconductoras fabricadas con niobio est\u00e1n presentes en los magnetos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el acelerador de part\u00edculas de la Organizaci\u00f3n Europea para la Investigaci\u00f3n Nuclear (Cern) y en los aparatos de resonancia magn\u00e9tica. \u201cEl hilo que genera el campo magn\u00e9tico en estos equipos est\u00e1 fabricado a base de una aleaci\u00f3n de niobio-titanio\u201d, informa Mesquita, quien recibi\u00f3 apoyo de la FAPESP durante su maestr\u00eda, centrada en las aleaciones de aluminio y desarrollada en la Universidad Federal de S\u00e3o Carlos (UFSCar). \u201cLas aplicaciones del niobio por s\u00ed solo son limitadas y de escasa relevancia. Pero el panorama cambia cuando se lo combina y se lo a\u00f1ade a otros materiales\u201d.<\/p>\n

El V<\/strong>ibranium<\/em><\/strong> de la vida real
\n<\/strong>Uno de los grupos brasile\u00f1os de investigaci\u00f3n en el \u00e1rea es coordinado por el qu\u00edmico Luiz Carlos Alves de Oliveira, del Departamento de Qu\u00edmica de la UFMG, quien desde 2006 estudia las propiedades y aplicaciones del niobio. El investigador estima que este conocimiento ha generado hasta ahora una decena de patentes y alrededor de 70 art\u00edculos cient\u00edficos. \u201cSolemos decir que el niobio es el vibranium<\/em> de la vida real\u201d, comenta Alves de Oliveira en tono broma, en una alusi\u00f3n al material ficticio con poderes especiales que aparece en las pel\u00edculas del universo Marvel, como Pantera Negra<\/em>.<\/p>\n

La estructura qu\u00edmica del niobio, seg\u00fan explica el qu\u00edmico, es la responsable de su versatilidad y la multiplicidad de aplicaciones. \u201cSu unidad fundamental se asemeja a un tetraedro [figura geom\u00e9trica con cuatro caras triangulares] y la forma en que estas unidades m\u00ednimas se unen y c\u00f3mo se ordenan los \u00e1tomos vecinos es lo que lo hace tan especial\u201d, destaca Alves de Oliveira.<\/p>\n

El investigador y su equipo, especializados en la qu\u00edmica de la superficie de los materiales, notaron que era posible modular la propiedad oxidante de la superficie del \u00f3xido de niobio, un compuesto qu\u00edmico derivado del niobio que contiene ox\u00edgeno y tiene diversas aplicaciones (v\u00e9ase la infograf\u00eda abajo<\/em>). \u201cSeg\u00fan c\u00f3mo obten\u00edamos su forma qu\u00edmica, el ox\u00edgeno se volv\u00eda muy reactivo, capaz de desprenderse de la superficie. Y es este ox\u00edgeno, por ejemplo, el que es capaz de matar bacterias\u201d.<\/p>\n<\/div>

\n \n \n \n <\/picture>Alexandre Affonso \/ Revista Pesquisa FAPESP<\/span><\/div>
\n

Alves de Oliveira comenta que realiz\u00f3 pruebas con otros elementos qu\u00edmicos similares, pero solamente el niobio exhibi\u00f3 esta propiedad. \u201cHemos llevado a cabo innumerables ensayos a lo largo de los a\u00f1os. Hay elementos que retienen este ox\u00edgeno reactivo especial, pero el material pierde actividad muy r\u00e1pidamente. Funciona para la investigaci\u00f3n b\u00e1sica, pero no es viable para convertirse en un producto\u201d.<\/p>\n

En la estela la pandemia de covid-19, el grupo cre\u00f3 un espray l\u00edquido a base de niobio para combatir el virus Sars-CoV-2, al que denominaron Innib-41, que se roc\u00eda en las manos. \u201cEl l\u00edquido forma una pel\u00edcula o una nanopel\u00edcula como si fuera un guante invisible. Cuando se topa con un virus o una bacteria, el ox\u00edgeno se desprende del niobio y reacciona con la pared celular del microorganismo, provocando su asfixia\u201d, explica.<\/p>\n

El descubrimiento de que una mol\u00e9cula con niobio mataba a las bacterias se produjo cuando los investigadores estaban desarrollando un blanqueador dental. Seg\u00fan un art\u00edculo publicado en por el equipo de la UFMG en la revista Clinical Oral Investigations<\/em> en 2023, la modificaci\u00f3n de la estructura del \u00f3xido de niobio a partir de su combinaci\u00f3n con per\u00f3xido de hidr\u00f3geno, adem\u00e1s de blanquear los dientes, mataba a las bacterias que causan la caries dental. El grupo acab\u00f3 creando una startup<\/em> \u2012Nanonib\u2012 para desarrollar patentes y licenciar productos.<\/p>\n

Aunque el espray ha sido aprobado por Anvisa, no se est\u00e1 fabricando por decisi\u00f3n del grupo, que en primera instancia prefiri\u00f3 enfocarse en otros productos. El primer producto a la venta con esta misma tecnolog\u00eda \u2012que contiene un principio activo denominado Blue Active\u2012 fue lanzado en julio de 2024. Se trata de la pomada antiacn\u00e9 Acnano. \u201cHemos suscrito un convenio con Yeva, una empresa fabricante de cosm\u00e9ticos de Minas Gerais, que se encarga de la producci\u00f3n y la comercializaci\u00f3n de los productos de esta l\u00ednea\u201d.<\/p>\n

La startup<\/em> est\u00e1 realizando pruebas de campo para una tercera gama de productos destinada a la agroindustria. \u201cHemos presentado las solicitudes de registro de dos mol\u00e9culas ante los organismos competentes. Tambi\u00e9n se encuentra en estudio una tercera\u201d, informa Alves de Oliveira. Se trata de dos fungicidas, uno para utilizarlo en semillas y otro en hojas que ya se est\u00e1n probando. Los tres productos destinados al sector agropecuario utilizan el mismo principio del espray antivirus Innib-41: forma una pel\u00edcula de niobio sobre la superficie de las hojas o las semillas.<\/p>\n

Fotocatalizadores
\n<\/strong>En el Instituto Tecnol\u00f3gico de Aeron\u00e1utica (ITA), el qu\u00edmico Andr\u00e9 Esteves Nogueira, del Departamento de Qu\u00edmica, investiga aplicaciones del niobio en dos vertientes. Una de ellas est\u00e1 vinculada con los fotocatalizadores, centrada en la conversi\u00f3n del CO2<\/sub> en productos de mayor valor agregado, tales como etanol, metanol, \u00e1cido ac\u00e9tico y metano: los fotocatalizadores son materiales que al ser activados por la luz aceleran las reacciones qu\u00edmicas.<\/p>\n

La segunda ruta que se est\u00e1 investigando, con el apoyo de la FAPESP, tiene como objetivo la producci\u00f3n de hidr\u00f3geno para la generaci\u00f3n de energ\u00eda. \u201cEstamos realizando pruebas con niobio como catalizador en el proceso de hidr\u00f3lisis del borohidruro de sodio\u201d, dice Esteves Nogueira. Seg\u00fan el qu\u00edmico, al ser s\u00f3lido \u2012se trata de una sal blanca que se comercializa en forma de polvo\u2012, el borohidruro de sodio puede ofrecer ventajas en la producci\u00f3n de hidr\u00f3geno, lo que facilitar\u00eda su transporte y permitir\u00eda producirlo en el lugar de empleo.<\/p>\n

\u201cLa idea es comprar hidruro de boro, que posee una gran capacidad de almacenamiento de hidr\u00f3geno, llevarlo al lugar donde se va a generar energ\u00eda, disolverlo y a\u00f1adirle el catalizador. Todo ello sin necesidad de una fuente de energ\u00eda externa, como ocurre en el proceso convencional de producci\u00f3n del hidr\u00f3geno verde, a partir de la hidr\u00f3lisis del agua\u201d, dice el investigador del ITA.<\/p>\n

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YEVA Laboratoires<\/span>L\u00ednea de cosm\u00e9ticos con nanotecnolog\u00eda a base de niobio creada en los laboratorios de la UFMGYEVA Laboratoires<\/span><\/p><\/div>\n

Con la mira puesta en acelerar esta reacci\u00f3n, para poder utilizarla a escala industrial, el investigador y sus alumnos estudian variantes de catalizadores de niobio modificado con cobalto. \u201cUn art\u00edculo publicado en la revista International Journal of Hydrogen Energy<\/em> describe las modificaciones que hicimos con nanopart\u00edculas de cobalto en la superficie del \u00f3xido de niobio\u201d. Los resultados, informa Esteves Nogueira, fueron alentadores. \u201cAhora estamos intentando mejorar la actividad del catalizador utilizando distintas fuentes de cobalto\u201d.<\/p>\n

El niobio tambi\u00e9n cumple un papel importante en la fabricaci\u00f3n de componentes para implantes ortop\u00e9dicos. A\u00f1adido al titanio, este elemento, adem\u00e1s de ser biocompatible, permite obtener materiales con alta resistencia mec\u00e1nica y propiedades el\u00e1sticas que minimizan los efectos nocivos que algunos tipos de implantes provocan en el cuerpo humano.<\/p>\n

El ingeniero mec\u00e1nico Rubens Caram, de la Universidad de Campinas (Unicamp), coordina un proyecto de investigaci\u00f3n financiado por la FAPESP cuya meta consiste en aplicar t\u00e9cnicas de manufactura aditiva \u2012tambi\u00e9n conocida como impresi\u00f3n 3D\u2012 en la producci\u00f3n de componentes a base de titanio y niobio con caracter\u00edsticas optimizadas.<\/p>\n

En los \u00faltimos a\u00f1os, el grupo de Caram ha publicado decenas de art\u00edculos cient\u00edficos relacionados con el efecto del niobio en las aleaciones de titanio, siempre con el apoyo de CBMM. Uno de ellos, escrito en colaboraci\u00f3n con la Universidad del Norte de Texas (EE.\u00a0UU.), aborda el dise\u00f1o de placas de fijaci\u00f3n para la reparaci\u00f3n \u00f3sea con gradientes de propiedades y comportamiento mec\u00e1nico optimizado utilizando aleaciones de titanio que contienen niobio.<\/p>\n

En Arax\u00e1, CBMM lleva a\u00f1os desarrollando un programa tendiente a promover nuevos usos del niobio. Cada a\u00f1o, la compa\u00f1\u00eda viene invirtiendo 250 millones de reales en investigaci\u00f3n y desarrollo (I&D) de tecnolog\u00eda, el 90 % de esta suma en el modelo de innovaci\u00f3n abierta, junto a otras empresas, universidades y centros de investigaci\u00f3n. \u201cContamos con una capacidad productiva muy superior a la demanda total del mercado del niobio. El factor limitante de nuestro negocio lo constituyen las aplicaciones\u201d, declara Mesquita.<\/p>\n

Gran parte del monto invertido en I&D durante los \u00faltimos a\u00f1os se destina al estudio de bater\u00edas. La nueva unidad para la producci\u00f3n de \u00e1nodos a base de niobio \u2012la tecnolog\u00eda denominada XNO, propiedad de Echion\u2012 cuenta con capacidad para producir 2.000 toneladas anuales de este material, el equivalente a 1 gigavatio de bater\u00edas de iones de litio. La tecnolog\u00eda XNO, seg\u00fan la compa\u00f1\u00eda de Minas Gerais, aumenta la eficiencia y durabilidad de las bater\u00edas, permitiendo una carga ultrarr\u00e1pida y segura.<\/p>\n

En las instalaciones de CBMM, circula desde junio del a\u00f1o pasado un \u00f3mnibus el\u00e9ctrico de demostraci\u00f3n que funciona con bater\u00edas de iones de litio con niobio desarrolladas en forma conjunta con Toshiba. En lugar de las convencionales ocho horas o m\u00e1s de recarga, el proceso tarda ocho minutos.<\/p>\n

La empresa forma parte de un proyecto coordinado por el Instituto de Investigaciones Tecnol\u00f3gicas (IPT), con sede en S\u00e3o Paulo, cuyo objetivo es el desarrollo de nuevas aleaciones de materiales, entre ellos el niobio, para la producci\u00f3n de componentes met\u00e1licos v\u00eda manufactura aditiva. La iniciativa, financiada por la FAPESP, cuenta con la participaci\u00f3n de otras instituciones del estado.<\/p>\n

\u201cLa idea es partir de un polvo met\u00e1lico que contiene niobio y llegar a una pieza final, v\u00eda manufactura aditiva, en lugar del proceso de fabricaci\u00f3n convencional\u201d, explica el director de CBMM. \u201cTomemos el caso de una pieza automotriz: para fabricarla se necesita producir el acero, fabricar una barra de acero, darle forma a la pieza, practicarle perforaciones, etc. Se trata de un largo proceso. Mediante la manufactura aditiva, podemos partir del polvo y llegar r\u00e1pidamente a la pieza final\u201d.<\/p>\n

Este art\u00edculo sali\u00f3 publicado con el t\u00edtulo \u201cNuevas fronteras para el niobio<\/strong>\u201d en la edici\u00f3n impresa n\u00b0 348 de febrero de 2025. <\/p>\n

Proyectos
\n1.<\/strong> Desarrollo de la cadena de producci\u00f3n de componentes met\u00e1licos mediante manufactura aditiva (no <\/sup>20\/06984-6<\/a>); Modalidad<\/strong> N\u00facleos de Investigaciones Orientadas a Problemas de S\u00e3o Paulo; Investigador responsable <\/strong>M\u00e1rio Boccalini J\u00fanior (IPT); Inversi\u00f3n <\/strong>R$ 3.846.662,90.
\n2. <\/strong>Aleaciones de AI solidificadas r\u00e1pidamente: microestructuras y propiedades (no <\/sup>00\/00218-6<\/a>); Modalidad<\/strong> Beca de maestr\u00eda; Investigador responsable<\/strong> Walter Jos\u00e9 Botta Filho (UFSCar); Becario <\/strong>Rafael Agnelli Mesquita; Inversi\u00f3n <\/strong>R$ 2.910,00.
\n3.<\/strong> Desarrollo de catalizadores multifuncionales de niobio: los avances en la conversi\u00f3n de CO2<\/sub> y en la generaci\u00f3n de H2<\/sub><\/a> (no <\/sup>23\/17686-4) Modalidad <\/strong>Ayuda de investigaci\u00f3n \u2013 Regular; Investigador responsable <\/strong>Andr\u00e9 Esteves Nogueira (ITA); Inversi\u00f3n <\/strong>R$ 267.313,49.
\n4.<\/strong> Aleaciones de titanio: transformaciones de fases y manufactura aditiva aplicadas a la obtenci\u00f3n de materiales con gradientes funcionales (no<\/sup> 18\/18293-8<\/a>); Modalidad<\/strong> Proyecto Tem\u00e1tico; Investigador responsable<\/strong> Rubens Caram Junior; Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 5.576.609,50.<\/p>\n

Art\u00edculos cient\u00edficos
\n<\/strong>GRIFFITH, K. J. et al. <\/em>Titanium niobium oxide: From discovery to application in fast-charging lithium-ion batteries<\/a>. Chemistry of Materials<\/strong>. v. 33, n. 1. dic. 2020.
\nCANESCHI, C. S. et al<\/em>. Bleaching e\ufb00ectiveness and cytotoxicity of new experimental formulation of niobium\u2011based bleaching gel<\/a>. Clinical Oral Investigations.<\/strong> v. 27, n. 4. p. 1613-21. abr. 2023.
\nLIMA D. D. et al.<\/em> Laser additive processing of a functionally graded internal fracture fixation plate<\/a>.\u00a0Materials & Design<\/strong>.\u00a0v. 130, p. 8-15. 15 sep. 2017.
\nVALENTIN, M. et al.<\/em> Investigating multi-material Ti-42Nb lattice structures fabricated via laser powder bed fusion using a genetic algorithm to optimize Ti-5553 reinforcement band position<\/a>. Materials Science and Engineering: A<\/strong>.\u00a0v. 925,\u00a0147833. mar. 2025.
\nSANTOS, F. L. et al. <\/em>Hydrogen generation via NaBH4 hydrolysis over cobalt-modified niobium oxide catalysts<\/a>. International Journal of Hydrogen Energy<\/strong>. v. 92, p.113-23. oct. 2024.
\nBRUZIQUESI, C. G. O. et al<\/em>. Ni\u00f3bio: Um elemento qu\u00edmico estrat\u00e9gico para o Brasil<\/a>. Qu\u00edmica Nova<\/strong>. v. 42, n. 10. oct. 2019.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Innovaciones realizadas con este material como base apuntan hacia la producci\u00f3n de bater\u00edas, cosm\u00e9ticos, fungicidas y catalizadores","protected":false},"author":468,"featured_media":565008,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[297,312],"coauthors":[778],"class_list":["post-565007","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-tecnologia-es","tag-ingenieria","tag-innovacion"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/565007","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/468"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=565007"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/565007\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":565028,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/565007\/revisions\/565028"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/565008"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=565007"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=565007"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=565007"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=565007"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}