Contaminación por metales

Para iniciar es importante definir que es un metal, para de esta manera poder abordarlos de mejor manera. Es complicado encontrar una definición exacta, pero, si se analiza químicamente, se puede decir que un metal es aquel que tiene la capacidad para formar iones positivos, mejor conocidos como cationes, y formar enlaces metálicos.

Es claro que la definición puede sonar por lo más ambigua, sin embargo, se trata de un concepto que abarca en su totalidad los elementos de la tabla periódica considerados como metales. Aunado a esto, los metales tienen otras características especiales, que son la maleabilidad y ductilidad.

Dentro de la tabla periódica, podemos encontrar metales en los cuatro bloques, siendo el d donde podemos distinguir a algunos de los más famosos y útiles, aunque, todos tienen una gran cantidad de aplicaciones, con excepción de algunos como el polonio.

Si se pretende hablar de las características de los metales, estos suelen tener incompletas sus capas de electrones internas, razón por la que no tienen la capacidad de formar un enlace iónico y covalente, esto se puede ver si se analizan los periodos en la regla de Aufbau. Esta característica es la que ocasiona que los metales tengan características físicas muy interesantes, aplicadas en la industria.

Las características físicas de los metales son varias, una de las que más partido se les ha sacado en la química experimental es la capacidad para formar hojas delgadas. Esto se hace con metales como el oro (Au) o la plata (Ag), lo que permite realizar bombardeos de electrones, a fin de conocer la polaridad de algunas partículas, como Rutherford y sus discípulos hicieran para descubrir algunas partículas subatómicas.

Además, los metales tienen la capacidad de ser dúctiles, a esto se le saca gran provecho, especialmente si analizamos nuestro entorno. La ductilidad es lo que permite que los metales formen cables, sin los cuales no podríamos tener casi nada de la tecnología que nos rodea. Existen diferentes metales en los que se pueden fabricar los cables, generalmente se utiliza cobre (Cu), esto debido a su capacidad de conducción comparado con el precio, pero en algunos dispositivos, como celulares, también se utiliza oro (Au), esto debido a que es un mejor conductor que el anteriormente mencionado, pero por su precio se suele utilizar en pequeñas cantidades.

Por otro lado, tenemos que los metales son buenos conductores de electricidad y calor. En el primer caso, se conecta de forma directa con lo mencionado previamente, donde ya se dejo claro que no todos los metales conducen corriente de la misma manera. Pero de ese mismo modo, no todos los metales tienen la misma capacidad de conducir el calor. Uno de los metales que mejor lo hace, además de soportar temperaturas relativamente altas, es el aluminio (Al), material muy utilizado, en algunas aleaciones o como elemento puro, para fabricar aviones o transbordadores espaciales, esto debido a su bajo peso, gran capacidad para conducir el calor de manera uniforme y resistencia.

Esa resistencia de los metales se debe a su capacidad de tensión, aunque no todos funcionan por igual, pues dependen en gran medida de su punto de fusión, uno de los principales factores que marca la resistencia. Resulta imposible imaginar un metal como el galio (Ga), que se funde a temperatura ambiente, formando parte de grandes estructuras. Si de estructuras se habla, el fierro (Fe) es el predilecto por la industria, esto se debe a su gran capacidad para resistir la tensión, altas temperaturas de fusión y alta disponibilidad a nivel mundial.

Sin embargo, el fierro tiene un problema por demás importante, es altamente reactivo frente al oxígeno, generando óxidos en muy poco tiempo. Esto se puede frenar al momento de agregar diversos metales, lo que le proporciona nuevas propiedades al fierro. Uno de esos elementos es el níquel (Ni), que al añadirse con fierro da origen al acero, una aleación con mayor dureza, que además tiene la capacidad de resistir de mejor forma la generación de óxidos.

Actualmente, la industria del Ni es rentable debido a su capacidad de formar aleaciones, pero este no es el único metal. El caso del cromo (Cr), es muy parecido, como elemento suele carecer de aplicaciones en estado puro, sin embargo, su aleación con fierro y un poco de carbono da origen al acero inoxidable, de gran aplicación para la fabricación de herramientas o utensilios de cocina.

Pero, si de dureza se quiere hablar, es necesario comentar un poco acerca del wolframio o tungsteno (W), el cual, es reconocido por su gran dureza, que no es para nada despreciable. Su principal aplicación la podemos encontrar en la industria armamentista, en donde, durante la Segunda Guerra Mundial, se comenzó a utilizar para reforzar las balas, esto con el fin de lograr penetrar los blindajes de los tanques. Su uso fue principalmente por parte de los nazis, aunque, cuando se conocieron sus propiedades los aliados también comenzaron a utilizarlo.

Hablar de la Segunda Guerra Mundial, de forma irremediable dirige la plática hacía las bombas atómicas, las cuales funcionan con dos elementos principalmente uranio (U) y plutonio (Pt), aunque luego de las pruebas se vio que eran más efectivas las de uranio, aunque el proceso de enriquecimiento suele ser complicado. Ambos elementos, de alta radioactividad, suelen tener una reacción en cadena, esto debido al desprendimiento de partículas gamma, las cuales comienzan a chocar con otros elementos y da origen a la liberación de una gran cantidad de energía.

Esta energía no solamente se utiliza para la guerra, actualmente, se emplea para centrales nucleares, debido a su gran capacidad para producir energía, que puede ser hasta cien mil veces más lo que da el carbón o gas natural. Sin embargo, estas han sido señaladas, debido a la generación de residuos radioactivos, los cuales llegan a tener una vida media de más de 20,000 años, pero esto dista un poco de la realidad.

Es obvio que un inicio se utilizaba principalmente uranio o plutonio, esto también despertaba otro miedo, que se pudieran generar bombas nucleares a partir de ambos elementos, algo que, al igual que el argumento anterior, dista mucho de la realidad, ya que para hacer funcionar las plantas nucleares los elementos se deben enriquecer al 5%, mientras que para una bomba se necesita que estén a más del 90%. Ahora, volviendo al argumento anterior, hoy en día la mayoría de los reactores funcionan con cesio (Cs), otro elemento radioactivo, con una pequeña diferencia, su vida media ronda los 30 a 60 años, un tiempo corto, si se tiene en cuenta la cantidad de energía que desprende, que comparados con los residuos suelen ser pocos.

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