Bismuto

El bismuto es un elemento químico de la tabla periódica cuyo símbolo es Bi y su número atómico es 83, escaso de color rosáceo

Este metal es pesado, quebradizo y blanco cristalino, se parece químicamente a los elementos que le preceden en el grupo, antimonio y arsénico (aunque estos se suelen considerar como semimetales). Es el metal con mayor diamagnetismo (dificultad para magnetizarse) y, después del mercurio, es el elemento con menor conductividad térmica.

Se emplea en algunas aleaciones y algunos de sus compuestos se emplean como cosméticos y en aplicaciones farmacéuticas.

Bismuto

Características del bismuto

Cuando es sólido flota sobre su estado liquido por tener menor densidad en el estado sólido. Esta característica es compartida con el: agua, galio, ácido acético, antimonio

Es un metal típico desde el punto de vista químico. En compuestos, tiene valencias de +3 o +5, siendo más estables los compuestos de bismuto trivalente. El bismuto se expande al solidificarse; esta extraña propiedad lo convierte en un metal idóneo para fundiciones. Algunas de sus aleaciones tienen puntos de fusión inusualmente bajos. Es un mal conductor del calor y la electricidad, y puede incrementarse su resistencia eléctrica en un campo magnético, propiedad que lo hace útil en instrumentos para medir la fuerza de estos campos. Es opaco a los rayos X y puede emplearse en fluoroscopia.

Entre los elementos no radiactivos, el bismuto tiene el número atómico y la masa atómica (208,98) más altos. Tiene un punto de fusión de 271 °C, un punto de ebullición de 1.560 °C y una densidad relativa de 9,8.

El principal uso del bismuto está en la manufactura de aleaciones de bajo punto de fusión, que se emplean en partes fundibles de rociadoras automáticas, soldaduras especiales, sellos de seguridad para cilindros de gas comprimido y en apagadores automáticos de calentadores de agua eléctricos y de gas. Algunas aleaciones de bismuto que se expanden al congelarse se utilizan en fundición y tipos metálicos. Otra aplicación importante es la manufactura de compuestos farmacéuticos.    

Es uno de los pocos metales que se expanden al solidificarse. Su conductividad térmica es menor que la de cualquier otro metal, con excepción del mercurio. El bismuto es inerte al aire seco a temperatura ambiente, pero se oxida ligeramente cuando está húmedo. Forma rápidamente una película de óxido a temperaturas superiores a su punto de fusión, y se inflama al llegar al rojo formando el óxido amarillo, Bi2O3. El metal se combina en forma directa con los halógenos y con azufre, selenio y telurio, pero no con nitrógeno ni fósforo. No lo ataca el agua desgasificada a temperaturas comunes, pero se oxida lentamente al rojo por vapor de agua.   

Efectos del Bismuto sobre la salud

El bismuto y sus sales pueden causar daños en el hígado, aunque el grado de dicho daño es normalmente moderado. Grandes dosis pueden ser mortales. Industrialmente es considerado como uno de los metales pesados menos tóxicos.  Envenenamiento grave y a veces mortal puede ocurrir por la inyección de grandes dosis en cavidades cerradas y de aplicación extensiva a quemaduras (en forma de compuestos solubles del bismuto). Se ha declarado que la administración de bismuto debe ser detenida cuando aparezca gingivitis, ya que de no hacerlo es probable que resulte en stomatitis ulcerosa. Se pueden desarrollar otros resultados tóxicos, tales como sensación indefinida de malestar corporal, presencia de albúmina u otra sustancia proteica en la orina, diarrea, reacciones cutáneas y a veces exodermatitis grave. 

Vías de entrada: Inhalación, piel e ingestión.

Efectos agudos: Inhalación: ENVENENAMIENTO. Puede ser un gas desagradable provocando irritación respiratoria. Puede causar mal aliento, sabor metálico y gingivitis. Ingestión: ENVENENAMIENTO. Puede causar náuseas, pérdida de apetito y de peso, malestar, albuminuria, diarrea, reacciones cutáneas, estomatitis, dolor de cabeza, fiebre, falta de sueño, depresión, dolores reumáticos y una línea negra se puede formar en las encías debido al depósito de sulfuro de bismuto. Piel: Puede provocar irritación. Ojos: Puede provocar irritación.

Afecciones generalmente agravadas por la exposición al bismuto: Desórdenes cutáneos y respiratorios pre-existentes.

El bismuto no se considera un carcinógeno para los humanos

Efectos ambientales del Bismuto 

El bismuto metálico no se considera tóxico y presenta una amenaza mínima para el medio ambiente. Los compuestos del bismuto son generalmente muy poco solubles pero deben ser manejados con cuidado, ya que solo se dispone de información limitada de sus efectos y destino en el medio ambiente.

Cobre

El cobre es un elemento químico, de símbolo Cu y número atómico 29. Se trata de un metal de transición e importante metal no ferroso de color rojizo que junto con la plata y el oro forman la llamada familia del cobre. Es un metal conocido desde el Neolítico. Una de sus mejores propiedades físicas es que es muy buen conductor de la electricidad, lo cual junto a su gran ductilidad lo hace la materia prima que más se utiliza para fabricar cables eléctricos.

Su utilidad se debe a la combinación de sus propiedades químicas, físicas y mecánicas, así como a sus propiedades eléctricas y su abundancia. El cobre fue uno de los primeros metales usados por los humanos.

Un metal comparativamente pesado, el cobre sólido puro, tiene una densidad de 8.96 g/cm3 a 20ºC, mientras que el del tipo comercial varía con el método de manufactura, oscilando entre 8.90 y 8.94. El punto de fusión del cobre es de 1083.0 (+/-) 0.1ºC (1981.4 +/- 0.2ºF). Su punto de ebullición normal es de 2595ºC (4703ºF). El cobre no es magnético; o más exactamente, es un poco

paramagnético. Su conductividad térmica y eléctrica son muy altas. Es uno de los metales que puede tenerse en estado más puro, es moderadamente duro, es tenaz en extremo y resistente al desgaste. La fuerza del cobre está acompañada de una alta ductibilidad. Las propiedades mecánicas y eléctricas de un metal dependen en gran medida de las condiciones físicas, temperatura y tamaño de grano del metal. 

La mayor parte del cobre del mundo se obtiene de los sulfuros minerales como la calcocita, covelita, calcopirita, bornita y enargita. Los minerales oxidados son la cuprita, tenorita, malaquita, azurita, crisocola y brocantita. El cobre natural, antes abundante en Estados Unidos, se extrae ahora sólo en Michigan. El grado del mineral empleado en la producción de cobre ha ido disminuyendo regularmente, conforme se han agotado los minerales más ricos y ha crecido la demanda de cobre. Hay grandes cantidades de cobre en la Tierra para uso futuro si se utilizan los minerales de los grados más bajos, y no hay probabilidad de que se agoten durante un largo periodo. 

El cobre es un metal duradero y reciclable de forma indefinida sin llegar a perder sus propiedades mecánicas. Después del acero y del aluminio es el metal más consumido en el mundo. Su empleo en las economías mundiales en el año 2000 se estima que fue de 20 millones de toneladas, de las cuales el 25% procedían de chatarras recicladas.

El cobre posee buenas propiedades mecánicas tanto puro como en las aleaciones que forma y por esa causa tiene gran variedad de aplicaciones técnicas.

La conductividad eléctrica del cobre merece especial mención por ser la adoptada por la Comisión Electrotécnica Internacional en 1913 como base de la norma IACS.La mayor parte del cobre romano vino de la isla de Chipre, que ellos llamaron Cyprium y de la cual derivó la palabra Cuprum dando origen a Cu como símbolo químico del cobre.

La Revolución Industrial

El cobre inició su protagonismo en el desarrollo industrial del mundo en 1831, cuando Faraday descubrió el generador eléctrico. Desde entonces la demanda por él ha crecido en forma muy notable.

Durante gran parte del siglo XIX Gran Bretaña fue el mayor productor de cobre del mundo, pero la importancia que el metal rojo

adquiría cada día motivó la apertura de nuevas minas en otros países, Estados Unidos, Chile y posteriormente África, superándose en 1911 el millón de toneladas de cobre fino.

Con el aumento de todas las ramas de la actividad humana que siguió a la revolución industrial, se descubrieron nuevos e importantes usos para el cobre y los adelantos logrados en metalurgia permitieron producir numerosas y nuevas aleaciones de este metal, incrementándose sus campos de aplicación.

Isótopos

Mineral de cobre.

De los cientos de compuestos de cobre, sólo unos cuantos son fabricados de manera industrial en gran escala. El más importante es el sulfato de cobre(II) pentahidratado o azul de vitriolo, CuSO4

.

5H2O. Otros incluyen la mezcla de Burdeos; 3Cu(OH)2CuSO4; verde de París, un complejo de metaarsenito y acetato de cobre; cianuro cuproso, CuCN; óxido cuproso, Cu2O; cloruro cúprico, CuCL2; óxido cúprico, CuO; carbonato básico cúprico; naftenato de cobre, el agente más ampliamente utilizado en la prevención de la putrefacción de la madera, telas, cuerdas y redes de pesca. Las principales aplicaciones de los compuestos de cobre las encontramos en la agricultura, en especial como fungicidas e insecticidas; como pigmentos; en soluciones galvanoplásticas; en celdas primarias; como mordentes en teñido, y como catalizadores.   

Los isótopos más ligeros que el Cu-63 estable se desintegran principalmente por emisión beta positiva, originando isótopos de níquel, mientras que los

Características del cobre

Características físicas

Entre las características físicas del cobre se tienen las siguientes:

Es un metal de transición, cuya densidad o peso específico es de 8920 kg/m3 .

Tiene un punto de fusión de 1083ºC (1356 aprox. K). El peso atómico del cobre es de 63,54. Es de color rojizo. Buen conductor del calor. Después de la plata es el de mayor conductividad eléctrica. Material abundante en la Naturaleza. Material fácil y barato de reciclar de forma indefinida. Forma aleaciones para mejorar las prestaciones mecánicas. Resistente a la corrosión y oxidación.

Características mecánicas

Entre las características mecánicas del cobre se tienen las siguientes:

De fácil mecanizado. Muy maleable, permite la producción de láminas muy

delgadas. Muy dúctil, permite la fabricación de cables eléctricos muy

finos. Material blando. Escala de Mohs 3. Resistencia en tracción

25-30 kg/mm2. Permite la fabricación de piezas por fundición y moldeo. Material soldable. Permite tratamiento térmico. Temple y recocido. En general sus propiedades mejoran con las bajas

temperaturas lo que permite utilizarlo en aplicaciones criogénicas.

Características químicas

En la mayoría de sus compuestos el cobre presenta estados de oxidación bajos, siendo el más común el +2, aunque también hay algunos con estado de oxidación +1.

Expuesto al aire, el color rojo salmón inicial se torna rojo violeta por la formación de óxido cuproso (Cu2O) para ennegrecerse posteriormente por la formación de óxido cúprico (CuO). La coloración azul del Cu2+ se debe a la formación del ion hexacobre [`Cu (OH2)6]+2].

Expuesto largamente al aire húmedo forma una capa adherente e impermeable de carbonato básico de color verde, característico de sus sales, denominada «cardenillo» («pátina» en el caso del bronce) que es venenoso. Cuando se empleaban cacerolas de cobre para la cocción de alimentos no eran infrecuentes las intoxicaciones ya que si se dejan enfriar en la misma cacerola se originan óxidos por la acción de los ácidos de la comida que contaminan los alimentos.

Los halógenos atacan con facilidad al cobre especialmente en presencia de humedad; en seco el cloro y el bromo no producen efecto y el flúor sólo le ataca a temperaturas superiores a 500°C. Los oxiácidos atacan al cobre, aprovechándose dicha circunstancia para emplearlos como decapantes (ácido sulfúrico) y abrillantadores (ácido nítrico). Con el azufre forma un sulfuro (CuS) de color negro.

El óxido de cobre se disuelve en ácido cítrico limpiando, lustrando el metal y formando citrato de cobre, si se vuelve a utilizar el ácido cítrico luego de limpiar el cobre para limpiar el plomo, el plomo se bañara de una capa externa de citrato de cobre y plomo que le da un color rojizo y negro.

Tipos de cobres

Los tipos de cobre actualmente comercializados son los siguientes:3

Cobre electrolítico Cu-a1, (Cu ETP: Electrolic Tough Pitch). Pureza mínima 99,90% de Cu, 200 a 400 ppm de O. Conductividad eléctrica en estado recocido de 100 IACS.

Cobre térmico, (refinado a fuego), Cu-a2: Cu-FRHC (Fire Refined High Conductivity). Es semejante en composición y conductividad eléctrica al Cu-a1, pero contiene mayor cantidad de impurezas como Se, Te y Pb.

Cobre térmico, Cu-a3 (Cu-FRTP: Fire Refined Tough Pitch). Es menos puro que el Cu-a2, composición mínima de cobre 99,85% de Cu y su conductividad no está garantizada.

Cobres desoxidados. Pueden ser cobres refinados electrolíticamente o térmicamente. La desoxidación se logra en la fundición agregando fósforo en forma de fosfuro de cobre. La desoxidación elimina la fragilización en atmósferas reductoras de alta temperatura, teniendo además, buena soldabilidad. El exceso de fósforo queda disuelto en solución sólida en el cobre, produciendo una fuerte reducción de la

conductividad eléctrica. Hay dos tipos de cobre con contenido mínimo de 99,90%, los cuales se nombran a continuación:

o Cobre Cu-b1 (Cu-DHP: desoxidado con fósforo y alto fósforo residual). Contiene 130 a 500 ppm de P con una conductividad eléctrica de 70 a 90 IACS. Se utiliza en tuberías de cobre y en planchas para techumbres.

o Cobre Cu-b2 (Cu-DLP: desoxidado con fósforo y bajo fósforo residual). Contiene 40 a 120 ppm de P y una conductividad eléctrica de 85 a 98 IACS. Se usa en soportes de componentes eléctricos.

Cobres libres de oxígeno. Estos se producen a partir de cobre electrolítico y se funden en hornos de atmósfera inerte o con desoxidante en cantidades muy controladas. Tienen alta conductividad eléctrica, alta deformabilidad e insensibilidad a las atmósferas reductoras. Son característicos del cobre libre de oxígeno los siguientes tipos:

o Cobre Cu-c1 (Cu-OF: Oxigen Free). Contenido mínimo de Cu es de 99,95%, poseen una conductividad eléctrica, una vez recocido, de 100 IACS.

o Cobre Cu-c2 (Cu-OFE: Oxigen Free Electronic Grade). Contenido mínimo de Cu es de 99,99%, poseen una conductividad eléctrica, una vez recocido, de 101 IACS.

Aleaciones de cobre

Instrumentos musicales de viento

Desde el punto de vista físico, el cobre puro posee una resistencia muy baja a la tracción y una dureza escasa. En cambio, unido en aleación con otros elementos, el cobre adquiere características mecánicas muy superiores.

Hay varios tipos de aleaciones, las más conocidas son las siguientes:

Los cobres débilmente aleados son aquellos que contienen un porcentaje inferior a 3% de algún elemento añadido para mejorar alguna de las características del cobre como por ejemplo cuando se le añade plomo (Pb) para mejorar su mecanizado.

Las dos aleaciones más importantes son el latón y el bronce

Latón

El latón es una aleación de cobre y zinc, además de otros metales. El latón tiene un color amarillo brillante, con gran parecido al oro y por eso se utiliza mucho en joyería conocida como bisutería, y elementos decorativos.

El latón es blando, fácil de mecanizar, grabar y fundir. Es altamente resistente al ambiente salino, por lo cual se emplea para accesorios en la construcción de barcos.

Existe una gran variedad de aleaciones de latón. Las más comunes contienen 30-45% de zinc, y se aplican en todo tipo de objetos domésticos: tornillos, tuercas, candados, ceniceros y candelabros.

Bronce

Estatua de bronce. David desnudo.

Tradicionalmente el bronce es una aleación de cobre y estaño, aunque ya se incorporan varios metales en los diversos tipos de bronce que existen en al actualidad. Los tipos de bronce más conocidos son: bronce fucustán, bronce fosforoso, bronces de campana.

Dependiendo de los porcentajes del estaño, se obtienen bronces de distintas propiedades. Con un bronce de 5-10% de estaño se genera un producto de máxima dureza (usado en el pasado para la fabricación de espadas y cañones).

El bronce que contiene entre 17-20% de estaño tiene alta calidad de sonido, ideal para la elaboración de campanas, y sobre un 27%, una óptima propiedad de pulido y reflexión (utilizado en la Antigüedad para la fabricación de espejos).

En la actualidad, las aleaciones de bronce se usan en la fabricación de bujes, cojinetes y descansos, entre otras piezas de maquinaria pesada, y como resortes en aplicaciones eléctricas

Todas las aleaciones de cobre son altamente resistentes al ataque atmosférico, pero para la exposición a la intemperie son preferibles las que contienen más de 80% de cobre (o el cobre mismo) a causa de su resistencia al agrietamiento por esfuerzos introducidos en la elaboración.

Tratamiento térmico del cobre

Tubería de cobre recocido

Aplicaciones y usos del cobre

Escultura de bronce.

Ya sea considerando la cantidad o el valor del metal empleado, el uso industrial del cobre es muy elevado. Es un material importante en multitud de actividades económicas y ha sido considerado un recurso estratégico en situaciones de conflicto.

Cobre no metálico

El sulfato de cobre (II) también conocido como sulfato cúprico es el compuesto de cobre de mayor importancia industrial y se emplea como abono y pesticida en agricultura, algicida en la depuración del agua y como conservante de la madera

Sulfato de cobre está especialmente elaborado para suplir funciones principales del cobre en la planta, en el campo de las enzimas: Oxidazas del ácido ascórbico, polifenol, citocromo, etc. También forma parte de la plastocianina contenida en los cloroplastos y que participa en la cadena de transferencia de electrones de la fotosíntesis. Su absorción se realiza mediante un proceso activo metabólicamente. Prácticamente, no es afectado por la competencia de otros catiónes. Por el contrario, afecta a los demás cationes. Este producto puede ser aplicado a todo tipo de cultivo y en cualquier zona climática en condiciones.

Cobre metálico

Bobina de tubo de cobre

Moneda Euro. Aleación de cobre

Cobre (II). Nitrato trhydrate

El cobre o sus aleaciones se utilizan tanto con un gran nivel de pureza en torno al 100%, como si es aleado con otros metales. El cobre puro se emplea principalmente en la fabricación de cables eléctricos. .

Los principales usos industriales de las aleaciones metálicas de cobre son:

Acuñación de monedas. Azulejos y componentes de Cerámica decorativa. Bisutería. Bombillas y tubos fluorescentes. Calderería. Circuitos integrados. Electroimanes. Estatuas y ornamentos. Instrumentos musicales de viento. Interruptores eléctricos y enchufes. Radiadores de automóviles. Sistemas de calefacción y aire acondicionado. Transmisión eléctrica. Fontanería Microondas. Motores eléctricos. El cobre, el bronce y latón son aptos para los diversos

tratamientos de dorado y plateado Diferentes y variados componentes de todo tipo de

maquinaria. Casquillos, cojinetes, embellecedores, etc.

Algunas construcciones que emplean el cobre al exterior reciben una cubierta para proteger el material de la oxidación.

Procesos industriales del cobre

Minería del cobre

El cobre nativo suele acompañar a sus minerales en bolsas que afloran a la superficie explotándose en minas a cielo abierto. Aunque no suele tener mucha importancia como mena, se han encontrado ejemplares notables e incluso peñones de cobre de 400 toneladas en Michigan. Generalmente en la capa superior se encuentran los minerales oxidados (cuprita, melaconita), junto a cobre nativo en pequeñas cantidades, lo que explica su elaboración milenaria ya que el metal podía extraerse fácilmente en hornos de fosa. A continuación, por debajo del nivel freático, se encuentran las piritas (sulfuros) primarias calcosina (S2Cu) y covellina (SCu) y finalmente la secundaria calcopirita (S2FeCu) cuya explotación es más rentable que la de las anteriores. Acompañando a estos minerales se encuentran otros como la bornita (Cu5FeS4), los cobres grises y los carbonatos azurita y malaquita que suelen formar masas importantes en las minas de cobre por ser la forma en la que usualmente se alteran los sulfuros.

Si bien es un metal menos abundante en la corteza terrestre que otros, la tecnología de obtención está muy bien desarrollada aunque es laboriosa debido a la pobreza de la ley de los minerales. Se considera económicamente viable aquél mineral que tenga contenidos superiores al 0,5% de cobre y muy rentable a partir del 2,5%.

La producción del cobre comienza con la extracción del mineral. Esta puede realizarse a cielo abierto (la explotación más común) en galerías subterráneas o in situ; éste último procedimiento, minoritario, consiste en filtrar ácido sulfúrico en la mena de cobre bombeando posteriormente a la superficie las soluciones ácidas ricas en cobre. El mineral extraído por métodos mecánicos, óxidos y sulfuros, se tritura posteriormente obteniendo un polvo que contiene

usualmente menos del 1% de cobre. Este deberá ser enriquecido o concentrado obteniendo una pasta con un 15% de cobre que posteriormente se seca, a partir de este punto pueden seguirse dos métodos metalúrgicos para forma el cobre puro.

Metalurgia del cobre

La metalurgia del cobre depende de que el mineral sean sulfuros o sean óxidos.

Para los sulfuros se utiliza para producir cátodos la vía llamada piromometalurgia, que consiste en el siguiente proceso:

Concentración del mineral -> fundición en horno -> paso a convertidores -> afino -> moldeo de ánodos -> electro refinación -> cátodo.

Otros componentes que se obtienen de este proceso son hierro (Fe), azufre (S), además de muy pequeñas cantidades de plata (Ag) y oro (Au). Como impurezas del proceso se extraen también plomo (Pb), arsénico (As) y mercurio (Hg).

Como regla general una instalación metalúrgica de cobre que produzca 300.000 t/año de ánodos, consume 1.000.000 t/año de concentrado de cobre y como subproductos produce 900.000 t/año de ácido sulfúrico y 300.000 t/año de escorias.

Los ánodos pasan finalmente al proceso de refinado que es la fase final de producción de los cátodos con un contenido del 99,9% de cobre. Los cátodos son unas planchas de un metro cuadrado y un peso de 55 kg.

Cátodo de cobre

Cuando se trata de aprovechar los residuos minerales, la pequeña concentración de cobre que hay se encuentra en forma de óxidos y

sulfuros, y para recuperar ese cobre se emplea la tecnología llamada hidrometalurgia, más conocida por su nomenclatura anglosajona Sx-Ew.

El proceso que sigue esta técnica es el siguiente:

Mineral de cobre-> lixiviación-> extracción-> electrólisis-> cátodo

Esta tecnología se utiliza muy poco porque la casi totalidad de concentrados de cobre está formando sulfuros, siendo la producción mundial estimada de recuperación de residuos en torno al 15% de la totalidad de cobre producido.

Reciclado

La sustitución histórica de las doce monedas nacionales por el euro ha sido el cambio monetario más grande de la historia. Ahora que los nuevos euros están en circulación, se han eliminando de la circulación unas 260.000 toneladas de las monedas de las doce naciones de la Eurozona. Estas monedas, que contienen aproximadamente 147.496 toneladas de cobre, han sido fundidas y recicladas para su uso en una amplia gama de productos, desde nuevas monedas hasta diferentes productos industriales.

El desarrollo sostenible se basa en la optimización altamente compleja de muchos factores, que incluyen la conservación de recursos, la minimización de residuos, la eficiencia energética, la mitigación del cambio climático, ciclos de vida más largos de los productos y el reciclado eficaz.

El cobre es 100% reciclable. Conserva todas sus ventajosas propiedades. El número de veces que el cobre puede ser reciclado es casi ilimitado sin ninguna pérdida de rendimiento. Es además imposible distinguir si el cobre está hecho de fuentes primarias o recicladas. Esto hace que el cobre sea de todos los materiales uno de los más reciclados.

El reciclado proporciona una parte fundamental de las necesidades totales de cobre metal en Europa. Se estima que el 45% de la demanda anual de esta área se suministra mediante cobre reciclado.

El reciclado del cobre energéticamente no es tan intensivo como la extracción minera de cobre. A pesar de que el reciclado requiere recoger y clasificar, la cantidad de energía necesaria para reciclar el cobre es alrededor de un 25% de la requerida para convertir el mineral de cobre en metal.10

Reservas mundiales de cobre

Los recursos mundiales de cobre se estima que ascienden a 1600 millones de toneladas en la corteza terrestre y a 700 millones en el lecho marino. Las reservas demostradas, según datos de la agencia estadounidense de prospecciones geológicas (US Geological Survey), son de 940 millones de toneladas, estando casi el 40% de ellas en Chile, el principal productor con cerca de 5 millones de toneladas anuales (aproximadamente el 36% de la producción mundial).

Biología e higiene

Biología del cobre

El cobre posee un importante papel biológico en el proceso de fotosíntesis de las plantas, aunque no forme un compuesto de la clorofila. Para los seres humanos el cobre es importante en la formación de los huesos y en la síntesis de la hemoglobina. Síntomas de carencia de cobre son la anemia y un escaso desarrollo de los huesos. Afortunadamente tal tipo de deficiencias son raras porque el cobre está presente en la mayor parte de los alimentos. 12

La enfermedad de Wilson es un trastorno hereditario que provoca la acumulación de cobre en el hígado y en otros órganos pudiendo producir hepatitis y alteraciones renales si no es tratada y diagnosticada adecuadamente.

Precauciones sanitarias del cobre

Todos los compuestos de cobre tendrían que tratarse como si fuesen tóxicos, ingerir una cantidad de 30 g de sulfato de cobre es potencialmente letal en los humanos.

El cobre en polvo es combustible y su inhalación puede provocar tos, dolor de cabeza, mareos, etc., por lo que se recomienda el uso de guantes, gafas y mascarillas en el manejo de de este producto

en los centros de trabajo donde se elabore y manipule. El valor límite tolerado es de 0,2 mg/m³ para el humo y 1 mg/m³ para el polvo y la niebla. Reacciona con oxidantes fuertes tales como cloratos, bromatos y yoduros, originando un peligro de explosión.

El agua con contenidos superiores a 1 mg/l puede ensuciar con cobre a la ropa y objetos lavados con ella si los contenidos 5 mg/l se decoloran y tiene un sabor desagradable.

Estructura de 1968 diseñada con cobre expuesto a la intemperie.

La Organización Mundial de la Salud (OMS) en la Guía de la calidad del agua potable recomienda un nivel máximo de 2 mg/l, el mismo valor ha sido adoptado en la Unión Europea como valor límite de cobre en el agua potable, mientras que en Estados Unidos la Agencia de Protección Ambiental ha establecido un máximo de 1,3 mg/l.

Las actividades mineras pueden provocar la contaminación de ríos y aguas subterráneas con cobre y otros metales durante su explotación así como una vez abandonada la minería en la zona.

El color turquesa del agua y las rocas se debe a la acción que el cobre y otros metales desarrollan durante su explotación minera.13 14

Consideraciones lingüísticas Etimología. La etimología de la palabra «cobre» proviene del

latín cuprum (con el mismo significado). Sustantivo. Existen otras acepciones de la palabra. Verbo. “Cobre” es una de las formas en la conjugación del

verbo "cobrar". Siglas y abreviaciones. Así como el símbolo químico del

cobre es “Cu”, el uso de la combinación de las letras C, U, es común al referirse a algún área universitaria de gran tamaño

como "Ciudad Universitaria". También es común ver “c.u.” (o “c/u”) al abreviar “cada uno”.

Expresiones lingüísticas. Hay expresiones idiomáticas empleadas en el lenguaje Español que son reconocidas por la Real Academia de la Lengua Española ("batir el cobre", "ver el cobre").

Adjetivo. La cualidades particulares del cobre, específicamente a lo referente a su color y lustre, han engendrado la raíz del calificativo cobrizo. La misma particularidad del material ha sida empleada al nombrar coloquialmente a algunas serpientes de India, Australia y Estados Unidos de Norteamérica como “cabeza de cobre” (Véase: Agkistrodon contortrix, Austrelaps, Elaphe radiata).

La gente que vive en casas que todavía tiene tuberías de cobre están expuestas a más altos niveles de Cobre que la mayoría de la gente, porque el Cobre es liberado en sus aguas a través de la corrosión de las tuberías.

La exposición profesional al Cobre puede ocurrir. En el Ambiente de trabajo el contacto con Cobre puede llevar a coger gripe conocida como la fiebre del metal. Esta fiebre pasará después de dos días y es causada por una sobre sensibilidad.

Exposiciones de largo periodo al cobre pueden irritar la nariz, la boca y los ojos y causar dolor de cabeza, de estómago, mareos, vómitos y diarreas. Una toma grande de cobre puede causar daño al hígado y los riñones e incluso la muerte. Si el Cobre es cancerígeno no ha sido determinado aún.

Hay artículos científicos que indican una unión entre exposiciones de largo término a elevadas concentraciones de Cobre y una disminución de la inteligencia en adolescentes.

Efectos ambientales del Cobre 

La producción mundial de Cobre está todavía creciendo. Esto básicamente significa que más y más Cobre termina en le medioambiente. Los ríos están depositando barro en sus orillas que están contaminados con Cobre, debido al vertido de aguas residuales contaminadas con Cobre. El Cobre entra en el aire, mayoritariamente a través de la liberación durante la combustión de fuel. El Cobre en el aire permanecerá por un período de tiempo eminente, antes de depositarse cuando empieza a llover. Este

terminará mayormente en los suelos, como resultado los suelos pueden también contener grandes cantidades de Cobre después de que esté sea depositado desde el aire.

El Cobre puede ser liberado en el medioambiente tanto por actividades humanas como por procesos naturales. Ejemplo de fuentes naturales son las tormentas de polvo, descomposición de la vegetación, incendios forestales y aerosoles marinos. Unos pocos de ejemplos de actividades humanas que contribuyen a la liberación del Cobre han sido ya nombrados. Otros ejemplos son la minería, la producción de metal, la producción de madera y la producción de fertilizantes fosfatados.

El Cobre es a menudo encontrado cerca de minas, asentamientos industriales, vertederos y lugares de residuos.

Cuando el Cobre termina en el suelo este es fuertemente atado a la materia orgánica y minerales. Como resultado este no viaja muy lejos antes de ser liberado y es difícil que entre en el agua subterránea. En el agua superficial el cobre puede viajar largas distancias, tanto suspendido sobre las partículas de lodos como iones libres.

El Cobre no se rompe en el ambiente y por eso se puede acumular en plantas y animales cuando este es encontrado en suelos. En suelos ricos en Cobre sólo un número pequeño de plantas pueden vivir. Por esta razón no hay diversidad de plantas cerca de las fábricas de Cobres, debido al efecto del Cobre sobre las plantas, es una seria amenaza para la producción en las granjas. El Cobre puede seriamente influir en el proceso de ciertas tierras agrícolas, dependiendo de la acidez del suelo y la presencia de materia orgánica. A pesar de esto el estiércol que contiene Cobre es todavía usado.

El Cobre puede interrumpir la actividad en el suelo, su influencia negativa en la actividad de microorganismos y lombrices de tierra. La descomposición de la materia orgánica puede disminuir debido a esto.

Cuando los suelos de las granjas están contaminados con Cobre, los animales pueden absorber concentraciones de Cobre que dañan su salud. Principalmente las ovejas sufren un gran efecto por envenenamiento con Cobre, debido a que los efectos del Cobre se manifiestan a bajas concentraciones.

Cadmio

Elemento químico relativamente raro, símbolo Cd, número atómico 48; tiene relación estrecha con el zinc, con el que se encuentra asociado en la naturaleza. Es un metal dúctil, de color blanco argentino con un ligero matiz azulado. Es más blando y maleable que el zinc, pero poco más duro que el estaño. Peso atómico de 112.40 y densidad relativa de 8.65 a 20ºC (68ºF). Su punto de fusión de 320.9ºC (610ºF) y de ebullición de 765ºC (1410ºF) son inferiores a los del zinc. Hay ocho isótopos estables en la naturaleza y se han descrito once radioisótopos inestables de tipo artificial. El cadmio es miembro del grupo IIb (zinc, cadmio y mercurio) en la tabla periódica, y presenta propiedades químicas intermedias entre las del zinc metálico en soluciones ácidas de sulfato. El cadmio es divalente en todos sus compuestos estables y su ion es incoloro.

Es un metal pesado, blanco azulado, relativamente poco abundante. Es uno de los metales más tóxicos, aunque podría ser un elemento químico esencial, necesario en muy pequeñas cantidades, pero esto no está claro. Normalmente se encuentra en menas de zinc y se emplea especialmente en pilas.

La toxicidad que presenta es similar a la del mercurio; posiblemente se enlace a residuos de cisteína. La metalotioneína, que tiene residuos de cisteína, se enlaza selectivamente con el cadmio.

El cadmio fue descubierto en 1817 por el químico alemán Friedrich Stromeyer, en las incrustaciones de los hornos de cinc. El elemento ocupa el lugar 65 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre. Tiene un punto de fusión de 321 °C, un punto de ebullición de 765 °C y una densidad de 8,64 g/cm3; la masa atómica del cadmio es 112,40. Al calentarlo arde en el aire con una luz brillante, formando el óxido CdO.

El cadmio sólo existe como componente principal de un mineral, la greenockita (sulfuro de cadmio), que se encuentra muy raramente. Casi todo el cadmio industrial se obtiene como subproducto en el refinado de los minerales de cinc. Para separar el cadmio del cinc se utiliza la destilación fraccionada o la electrólisis.

El Cadmio puede ser encontrado mayoritariamente en la corteza terrestre. Este siempre ocurre en combinación con el Zinc. El Cadmio también consiste en las industrias como inevitable subproducto de extracciones de Zinc, plomo y cobre. Después de

ser aplicado este entra en el ambiente mayormente a través del suelo, porque es encontrado en estiércoles y pesticidas. La toma por los humanos de Cadmio tiene lugar mayormente a través de la comida. Los alimentos que son ricos en Cadmio pueden en gran medida incrementar la concentración de Cadmio en los humanos. Ejemplos son patés, champiñones, mariscos, mejillones, cacao y algas secas. Una exposición a niveles significativamente altas ocurren cuando la gente fuma. El humo del tabaco transporta el Cadmio a los pulmones. La sangre transportará el Cadmio al resto del cuerpo donde puede incrementar los efectos por potenciación del Cadmio que está ya presente por comer comida rico en Cadmio. Otra alta exposición puede ocurrir con gente que vive cerca de los vertederos de residuos peligrosos o fábricas que liberan Cadmio en el aire y gente que trabaja en las industrias de refinerías del metal. Cuando la gente respira el Cadmio este puede dañar severamente los pulmones. Esto puede incluso causar la muerte. El Cadmio primero es transportado hacia el hígado por la sangre. Allí es unido a proteínas para formar complejos que son transportados hacia los riñones. El Cadmio se acumula en los riñones, donde causa un daño en el mecanismo de filtración. Esto causa la excreción de proteínas esenciales y azúcares del cuerpo y el consecuente daño de los riñones. Lleva bastante tiempo antes de que el Cadmio que ha sido acumulado en los riñones sea excretado del cuerpo humano. Otros efectos sobre la salud que pueden ser causados por el Cadmio son: • Diarréas, dolor de estómago y vómitos severos • Fractura de huesos • Fallos en la reproducción y posibilidad incluso de infertilidad • Daño al sistema nervioso central • Daño al sistema inmune • Desordenes psicológicos • Posible daño en el ADN o desarrollo de cáncer.

El cadmio puede depositarse electrolíticamente en los metales para recubrirlos, principalmente en el hierro o el acero, en los que forma capas químicamente resistentes. El cadmio desciende el punto de fusión de los metales con los que forma aleaciones; se usa con plomo, estaño y bismuto en la fabricación de extintores, alarmas de incendios y de fusibles eléctricos. También se utiliza una aleación de cadmio, plomo y cinc para soldar el hierro. Las sales de cadmio se usan en fotografía y en la fabricación de fuegos artificiales, caucho, pinturas fluorescentes, vidrio y porcelana. El cadmio se ha utilizado como material de control o protección en las plantas de energía, debido a su capacidad para absorber neutrones de baja energía. El sulfuro de cadmio se utiliza en un tipo de pila (batería)

fotovoltaica (véase Energía Solar), y las pilas eléctricas de níquel-cadmio tienen habitualmente usos especializados.

El sulfato de cadmio (3CdSO4·8H2O) se utiliza como astringente. El sulfuro de cadmio (CdS), que aparece como un precipitado amarillo brillante cuando se pasa sulfuro de hidrógeno a través de una disolución de sal de cadmio, es un pigmento importante conocido como amarillo de cadmio. El seleniuro (CdSe), se utiliza también como pigmento. El cadmio y las disoluciones de sus compuestos son altamente tóxicos, con efectos acumulativos similares a los del envenenamiento por mercurio.

Efectos ambientales del Cadmio

De forma natural grandes cantidades de Cadmio son liberadas al ambiente, sobre 25.000 toneladas al año. La mitad de este Cadmio es liberado en los ríos a través de la descomposición de rocas y algún Cadmio es liberado al aire a través de fuegos forestales y volcanes. El resto del Cadmio es liberado por las actividades humanas, como es la manufacturación. Las aguas residuales con Cadmio procedentes de las industrias mayoritariamente terminan en suelos. Las causas de estas corrientes de residuos son por ejemplo la producción de Zinc, minerales de fosfato y las bioindustrias del estiércol. El Cadmio de las corrientes residuales puede también entrar en el aire a través de la quema de residuos urbanos y de la quema de combustibles fósiles. Debido a las regulaciones sólo una pequeña cantidad de Cadmio entra ahora en el agua a través del vertido de aguas residuales de casas o industrias.

Aplicaciones Aproximadamente tres cuartas partes del cadmio producido se

emplea en la fabricación de baterías. Especialmente en las baterías de níquel-cadmio.

Una parte importante se emplea en galvanoplastia (como recubrimiento).

Algunas sales se emplean como pigmentos. Por ejemplo, el sulfuro de cadmio se emplea como pigmento amarillo.

Se emplea en algunas aleaciones de bajo punto de fusión. Debido a su bajo coeficiente de fricción y muy buena

resistencia a la fatiga, se emplea en aleaciones para cojinetes. Muchos tipos de soldaduras contienen este metal. En barras de control en fisión nuclear.

Algunos compuestos fosforescentes de cadmio se emplean en televisores.

Se emplea en algunos semiconductores. Algunos compuestos de cadmio se emplean como

estabilizantes de plásticos como el PVC.

Abundancia y obtención

Es un elemento escaso en la corteza terrestre. Las Minas de cadmio son difíciles de encontrar, y suelen estar en pequeñas cantidades. Suele sustituir al zinc en sus minerales debido a su parecido químico. Se obtiene generalmente como subproducto; el cadmio se separa del zinc precipitándolo con sulfatos o mediante destilación. Generalmente el zinc y el cadmio están en sus minerales como sulfuros, al tostarlos se obtiene una mezcla de óxidos y sulfatos, y el cadmio se separa aprovechando la mayor facilidad para reducirlo.

El mineral más importante de zinc es la esfalerita, (Zn, Fe)S, siendo el mineral análogo de cadmio la greenockita, CdS. Además de obtenerse de la minería y metalurgia de sulfuros de zinc, también se obtiene, en menor medida, de los de plomo y cobre. Existen otras fuentes secundarias: del reciclado de chatarra de hierro y acero se obtiene aproximadamente el 10% del cadmio consumido.

Toxicidad del cadmio

El cadmio es un metal pesado que produce efectos tóxicos en los organismos vivos, aun en concentraciones muy pequeñas.

La exposición al cadmio en los humanos se produce generalmente a través de dos fuentes principales: la primera es la vía oral (por agua e ingestión de alimentos contaminados.) La segunda vía es por inhalación. La población fumadora es la más expuesta al cadmio, porque los cigarrillos lo contienen.

Algunos órganos vitales son blancos de la toxicidad del cadmio. En organismos sobreexpuestos, el cadmio ocasiona graves enfermedades al actuar sobre dichos órganos. Existen actualmente algunas descripciones de posibles mecanismos de toxicidad del cadmio. Sin embargo, la implicación real que este elemento tiene como agente tóxico ha sido poco estudiada, por lo que se considera que debe ser monitoreado. Es de gran importancia llevar a cabo

estudios para profundizar en los factores de riesgo y así realizar medidas preventivas en la población.

El cadmio es un elemento que se encuentra de manera natural en la corteza terrestre. El cadmio puro es un metal blando, de un brillo muy parecido al de la plata, pero en esta forma no es muy común encontrarlo en el ambiente. Este metal se encuentra más a menudo combinado con otros elementos (tales como oxígeno, cloro o azufre) formando compuestos. Todos estos compuestos son sólidos estables que no se evaporan (sólo el óxido de cadmio también se encuentra en el aire en forma de pequeñas partículas.)

Una gran parte del cadmio utilizado con fines industriales es obtenido como un producto a partir del fundimiento de rocas que contienen zinc, plomo o cobre. El cadmio tiene muchas aplicaciones en la industria, pero es utilizado con más frecuencia en la elaboración de pigmentos, pilas eléctricas y plásticos.

Pequeñas cantidades de cadmio se encuentran naturalmente en el aire, en el agua, en el suelo y en la comida. Para muchas personas, la comida es la principal causa de exposición al cadmio, debido a que muchos alimentos tienden a absorberlo y a retenerlo. Por ejemplo, las plantas toman el cadmio del suelo, los peces lo toman del agua, etc.

La aplicación de ciertos fertilizantes o de excremento de animales en el suelo destinado al cultivo de alimentos puede aumentar su nivel de cadmio lo cual, a su vez, causa un aumento en el nivel de cadmio de los productos. El cadmio no se encuentra en cantidades preocupantes en el agua; sin embargo, puede contaminarla cuando ésta viaja a través de las tuberías (que muchas veces están soldadas con materiales que lo contienen) o cuando entra en contacto con desechos químicos.

La fuente más importante de descarga de cadmio al medio ambiente es la quema de combustibles fósiles (como carbón o petróleo) o la incineración de la basura doméstica común. El cadmio también contamina el aire cuando se funden rocas para extraer zinc, cobre o plomo. Trabajar o vivir cerca de una de estas fuentes contaminantes puede resultar en una sobreexposición al cadmio.

Fumar es otra importante fuente de cadmio. Como muchas plantas, el tabaco contiene cadmio, algo del cual es inhalado en el humo.

Muchos fumadores tienen alrededor del doble de cadmio en sus organismos que los no fumadores.

El cadmio entra al torrente sanguíneo por absorción en el estómago o en los intestinos luego de la ingestión de comida o agua, o por absorción en los pulmones después de la inhalación. Muy poco cadmio entra al cuerpo a través de la piel. Usualmente sólo es absorbido por la sangre alrededor del 1 al 5% del cadmio que es ingerido por la boca, mientras que se absorbe alrededor del 30 al 50% del que es inhalado.

Un fumador que consuma un paquete de cigarros por día puede absorber, durante ese lapso, casi el doble del cadmio absorbido por un no fumador.

De cualquier forma, una vez que el cadmio se absorbe es fuertemente retenido; así que incluso bajas dosis de este metal pueden constituir un nivel significativo en el organismo si la exposición se prolonga durante un largo periodo.

Una vez absorbido el cadmio, es transportado por el torrente circulatorio hasta el hígado, en donde se une a una proteína de bajo peso molecular. Pequeñas cantidades de ese complejo proteína-cadmio pasan continuamente del hígado al torrente sanguíneo, para ser transportado a los riñones y filtrado a través de los glomérulos, para posteriormente ser reabsorbido y almacenado en las células tubulares del riñón. Este último órgano excreta del 1 al 2% del cadmio tomado directamente de las fuentes ambientales, lo que provoca una gran acumulación de cadmio en los riñones. La concentración del metal en el riñón es aproximadamente 10 mil veces más alta que en el torrente sanguíneo. La excreción fecal del metal representa una mínima cantidad de cadmio no absorbido en el sistema gastrointestinal. Por otra parte, se estima que la vida biológica del cadmio en los humanos varía entre 13 y 40 años.

No se sabe que el cadmio tenga algún efecto benéfico. Más bien puede causar algunos efectos adversos en la salud. Aunque las exposiciones prolongadas son extremadamente raras actualmente, la ingestión de altas dosis es causa de severas irritaciones del estómago, vómito y diarrea y su inhalación causa graves irritaciones en los pulmones.

Causan mayor preocupación los efectos de las exposiciones bajas al cadmio y a largo plazo. Algunos efectos de varios niveles y duraciones de exposición son los siguientes:

En personas que han estado expuestas a un exceso de cadmio en su dieta o por el aire se ha observado un daño en los riñones. Esta enfermedad renal normalmente no es mortal, pero puede ocasionar la formación de cálculos y sus efectos en el sistema óseo se manifiestan a través de dolor y debilidad.

En trabajadores de fábricas, en donde el nivel de concentración de cadmio en el aire es alto, han sido observados severos daños en los pulmones, tales como enfisema.

En animales expuestos durante largos periodos al cadmio por inhalación, se ha observado la aparición de cáncer de pulmón. Estudios en seres humanos también sugieren que una inhalación prolongada de cadmio puede resultar en incrementar el riesgo de contraer cáncer pulmonar, como en el caso de los fumadores. No hay evidencia de que la ingestión de cadmio por la vía oral sea causante de cáncer.

Ha sido también observada alta presión arterial en animales expuestos al cadmio. Aún no se sabe si la exposición al cadmio desempeña un papel importante en la hipertensión humana.

Otros tejidos también son dañados por exposición al cadmio (en animales o humanos) incluyendo al hígado, los testículos, el sistema inmunológico, el sistema nervioso y la sangre. Efectos en la reproducción y el desarrollo han sido observados en animales expuestos al cadmio, pero no han sido reportados aún en seres humanos.

Es importante tomar medidas preventivas para regular las descargas de cadmio al ambiente. Asimismo, se debe proteger a las personas que por una otra causa se encuentren sobreexpuestas a este metal. Debe también considerarse aumentar la información acerca del cadmio a la población en general.

A pesar de que son claras las evidencias de la toxicidad del cadmio, aún no se realizan estudios formales acerca de las consecuencias

reales que tiene la acción de este metal sobre los organismos vivos, especialmente en el humano. Es muy posible que algunos de nuestros padecimientos (tales como el cáncer, enfermedades renales, hepáticas, pulmonares, etc.), estén ligados con la exposición prolongada al cadmio. La investigación ayudaría, además, a profundizar en los mecanismos básicos de daño y permitiría un mejor entendimiento de la toxicidad del cadmio y su posible tratamiento.

Recientemente, en un estudio se ha comprobado su relación con el cáncer de mama en mujeres con alto contenido de cadmio en la orina.

El cadmio no se encuentra en estado libre en la naturaleza, y la greenockita (sulfuro de cadmio), único mineral de cadmio, no es una fuente comercial de metal. Casi todo el que se produce es obtenido como subproducto de la fundición y refinamiento de los minerales de zinc, los cuales por lo general contienen de 0.2 a 0.4%. Estados Unidos, Canadá, México, Australia, Bélgica, Luxemburgo y República de Corea son fuentes importantes, aunque no todos son productores.  

En el pasado, un uso comercial importante del cadmio fue como cubierta electro depositada sobre hierro o acero para protegerlos contra la corrosión. La segunda aplicación es en baterías de níquel-cadmio y la tercera como reactivo químico y pigmento. Se recurre a cantidades apreciables en aleaciones de bajo punto de fusión semejantes a las del metal de Wood, en rociadoras automáticas contra el fuego y en cantidad menor, en aleaciones de latón (latón), soldaduras y cojinetes. Los compuestos de cadmio se emplean como estabilizadores de plásticos y en la producción de cadmio fosforado. Por su gran capacidad de absorber neutrones, en especial el isótopo 113, se usa en barras de control y recubrimiento de reactores nucleares.    

Efectos del Cadmio sobre la salud  

El Cadmio puede ser encontrado mayoritariamente en la corteza terrestre. Este siempre ocurre en combinación con el Zinc. El Cadmio también consiste en las industrias como inevitable subproducto del Zinc, plomo y cobre extracciones. Después de ser aplicado este entra en el ambiente mayormente a través del suelo, porque es encontrado en estiércoles y pesticidas.  

La toma por los humanos de Cadmio tiene lugar mayormente a través de la comida. Los alimentos que son ricos en Cadmio pueden en gran medida incrementar la concentración de Cadmio en los humanos. Ejemplos son patés, champiñones, mariscos, mejillones, cacao y algas secas.  

Una exposición a niveles significativamente altas ocurren cuando la gente fuma. El humo del tabaco transporta el Cadmio a los pulmones. La sangre transportará el Cadmio al resto del cuerpo donde puede incrementar los efectos por potenciación del Cadmio que está ya presente por comer comida rico en Cadmio. Otra alta exposición puede ocurrir con gente que vive cerca de los vertederos de residuos peligrosos o fábricas que liberan Cadmio en el aire y gente que trabaja en las industrias de refinerías del metal. Cuando la gente respira el Cadmio este puede dañar severamente los pulmones. Esto puede incluso causar la muerte. El Cadmio primero es transportado hacia el hígado por la sangre. Allí es unido a proteínas para formar complejos que son transportados hacia los riñones. El Cadmio se acumula en los riñones, donde causa un daño en el mecanismo de filtración. Esto causa la excreción de proteínas esenciales y azúcares del cuerpo y el consecuente daño de los riñones. Lleva bastante tiempo antes de que el Cadmio que ha sido acumulado en los riñones sea excretado del cuerpo humano.  

Otros efectos sobre la salud que pueden ser causados por el Cadmio son:

Diarreas, dolor de estómago y vómitos severos Fractura de huesos Fallos en la reproducción y posibilidad incluso de infertilidad Daño al sistema nervioso central Daño al sistema inmune Desordenes psicológicos Posible daño en el ADN o desarrollo de cáncer.

Efectos ambientales del Cadmio  

De forma natural grandes cantidades de Cadmio son liberadas al ambiente, sobre 25.000 toneladas al año. La mitad de este Cadmio es liberado en los ríos a través de la descomposición de rocas y algún Cadmio es liberado al aire a través de fuegos forestales y volcanes. El resto del Cadmio es liberado por las actividades humanas, como es la manufacturación.  

Las aguas residuales con Cadmio procedentes de las industrias mayoritariamente terminan en suelos. Las causas de estas corrientes de residuos son por ejemplo la producción de Zinc, minerales de fosfato y las bioindustrias del estiércol. El Cadmio de las corrientes residuales puede también entrar en el aire a través de la quema de residuos urbanos y de la quema de combustibles fósiles. Debido a las regulaciones sólo una pequeña cantidad de Cadmio entra ahora en el agua a través del vertido de aguas residuales de casas o industrias.  

Otra fuente importante de emisión de Cadmio es la producción de fertilizantes fosfatados artificiales. Parte del Cadmio terminará en el suelo después de que el fertilizante es aplicado en las granjas y el resto del Cadmio terminará en las aguas superficiales cuando los residuos del fertilizante son vertidos por las compañías productoras.

El Cadmio puede ser transportado a grandes distancias cuando es absorbido por el lodo. Este lodo rico en Cadmio puede contaminar las aguas superficiales y los suelos.  

El Cadmio es fuertemente adsorbido por la materia orgánica del suelo. Cuando el Cadmio está presente en el suelo este puede ser extremadamente peligroso, y la toma a través de la comida puede incrementar. Los suelos que son ácidos aumentan la toma de Cadmio por las plantas. Esto es un daño potencial para los animales que dependen de las plantas para sobrevivir. El Cadmio puede acumularse en sus cuerpos, especialmente cuando estos comen muchas plantas diferentes. Las vacas pueden tener grandes cantidades de Cadmio en sus riñones debido a esto.  

Las lombrices y otros animales esenciales para el suelo son extremadamente sensibles al envenenamiento por Cadmio. Pueden morir a muy bajas concentraciones y esto tiene consecuencias en la estructura del suelo. Cuando las concentraciones de Cadmio en el suelo son altas esto puede influir en los procesos del suelo de microorganismos y amenazar a todo el ecosistema del suelo.

En ecosistemas acuáticos el Cadmio puede bioacumularse en mejillones, ostras, gambas, langostas y peces. La susceptibilidad al Cadmio puede variar ampliamente entre organismos acuáticos. Organismos de agua salada se sabe que son más resistentes al envenenamiento por Cadmio que organismos de agua dulce. Animales que comen o beben Cadmio algunas veces tienen la

presión sanguínea alta, daños del hígado y daños en nervios y el cerebro.

PROCEDENCIA Y APLICACIONES

Aplicaciones:El cadmio metálico se utiliza para proteger al hierro contra los agentes corrosivos y como aleación en la industria automotriz. Sus compuestos se utilizan como pigmentos (especialmente el sulfuro de cadmio) y como estabilizador plástico en el PVC; se utiliza también en acumuladores y en fungicidas así como en los acumuladores (baterías) de níquel-cadmio y como agentes moderadores y de control en los reactores nucleares.

Procedencia / fabricación:

Los minerales de cadmio son raros. Se los encuentra con frecuencia en forma isomorfa en casi todos los yacimientos de cinc (95% de la producción de cadmio). El cadmio se separa del cinc por destilación o por precipitación a partir de soluciones de sulfato con ayuda de polvo de cinc.

Cantidades producidas:

Producción mundial en 1980: 18 x 103 t (MERIAN, 1984).

Efectos característicos

Seres humanos/mamíferos:

Además del tracto gastrointestinal y el pulmón, es el riñón el órgano más afectado por exposición crónica al cadmio. El cadmio es una toxina de acumulación; su rápida solvólisis en ácidos débiles constituye un prerrequisito fundamental para su fácil asimilación en el organismo: en el tracto gastrointestinal se resorbe un 5% del cadmio, que se deposita en el hígado y en los riñones. En Asia, las altas concentraciones de cadmio en el arroz, son las responsables de la enfermedad "Itai-Itai" que destruye los eritrocitos y produce proteinuria, rinitis, enfisema y bronquitis crónica. El cadmio y sus compuestos son carcinógenos. Un síntoma típico de intoxicación crónica es la excreción de ß-microglobulina en la orina debido a la disfunción renal. También puede producir deformaciones óseas.

Plantas:El cadmio disminuye la tasa de fotosíntesis y transpiración y aumenta la frecuencia respiratoria. Aún pequeñas concentraciones de cadmio en el suelo conducen a cuadros de lesiones muy extendidas, como por ejemplo al acortamiento del eje caulinar y un rayado de color amarillo intenso en las hojas más viejas. La absorción se produce no sólo por raíz sino también por los brotes y las hojas. Además de disminuir el rendimiento, la mayor amenaza reside en la contaminación de (acumulación en) las plantas de cultivo, dado que es así como el cadmio ingresa a la cadena alimentaria como toxina de acumulación.

COMPORTAMIENTO EN EL MEDIO AMBIENTE

Agua:Entre dos tercios y tres cuartos del cadmio que se encuentra en los cuerpos de agua superficial y subterránea está adsorbido a partículas en suspensión. Por acción de los agentes formadores de complejos puede ser removido de los sedimentos y removilizado. Su toxicidad para los peces depende, entre otros factores, del contenido de calcio del agua. En general, cuanto mayor el contenido de calcio en el agua, tanto menor será el efecto tóxico del cadmio sobre los peces.

La capacidad de auto depuración biológica de las aguas superficiales y subterráneas se ve perturbada a partir de una cantidad de 0,1 mg/l de cadmio (DVGW, 1988).

Aire:El cadmio es resistente a la intemperie, dado que se recubre de una capa de óxido que lo protege.

Suelo:La capacidad de retención del cadmio depende del contenido de álcalis intercambiables. Debido a que se adsorbe a partículas orgánicas del suelo, casi no se produce lixiviación. El horizonte de acumulación para el cadmio es la rizosfera (raíces). Con un pH de 6,5, la disponibilidad es mínima; al disminuir el pH del suelo, aumenta la asimilación de cadmio por parte de las plantas.

Degradación, productos de la descomposición, tiempo de vida media:El cadmio se acumula en el organismo. 50% de la cantidad acumulada se deposita en el hígado y en los riñones. La excreción

de cadmio se produce preferentemente a través de la orina, en un promedio de 2 g/d (0,2-3,1 g/l). El tiempo de vida media biológica1) del cadmio en el cuerpo humano oscila entre 15 y 25 años (medido en los riñones, GROSSKLAUS, 1989).

Cadena alimentaría:

El ser humano incorpora a su organismo aproximadamente un tercio del cadmio al que está expuesto con los alimentos de origen animal que consume y dos tercios con los de origen vegetal. Fumar aumenta considerablemente esta contaminación.

Nota1) Se entiende por tiempo de vida media biológica al tiempo necesario para que una concentración dada del elemento en el cuerpo se reduzca a la mitad de su valor inicial por procesos metabólicos y de excreción.

Notas: En el tratamiento del agua potable:

A - identifica los límites de contaminación hasta los que el agua puede utilizarse como agua potable.

En el tratamiento del agua potable:

B - identifica los límites de contaminación hasta los que puede potabilizarse el agua, recurriendo a los procedimientos físico-químicos conocidos y probados.

En el tratamiento del agua potable:

A1 = tratamiento físico simple y esterilización.

A2 = tratamiento físico y químico normal y esterilización.

A3 = tratamiento físico y químico más exhaustivo, oxidación, adsorción y esterilización.

Contaminación con metales pesados, en 10 años.

En abonos mixtos orgánico-minerales.

Media aritmética anual, en el polvo atmosférico en suspensión.

Media aritmética anual en base a valores medios diarios - objeto a proteger: ser humano.

Media aritmética anual en base a valores medios mensuales - objetos a

Proteger: bienes culturales, plantas y animales sensibles.

Tiempo promedio: 1 año (áreas rurales) - objeto a proteger: ser humano.

tiempo promedio: 1 año (áreas urbanas) - objeto a proteger: ser humano.

Valor medio.

Valor de corta exposición.

Valor de larga exposición.

Asimilación semanal admisible

El cadmio y sus compuestos inorganicos en los sedimentos de polvo están designados bajo el símbolo Cd

El polvo atmosférico de cadmio y sus compuestos inorganicos está designado bajo el símbolo Cd

El polvo atmosférico en suspensión cadmio y sus compuestos inorganicos está designado bajo el símbolo Cd

Otras reglamentaciones se hallarán en:

- la Reglamentación sobre cosméticos de la RFA („Kosmetik-Verordnung"), 1985: Prohibiciones de uso.

- Ley sobre colorantes de la RFA („Farbengesetz"), 1987: Prohibe su uso en la fabricación de alimentos, bienes semisuntuarios y objetos de uso cotidiano. El uso de compuestos de cadmio como plaguicidas ha sido prohibido en Alemania.

EVALUACIÓN Y OBSERVACIONES

El cadmio, como elemento traza, circula ininterrumpidamente en las estructuras biológicas y no biológicas del medio ambiente. El

impacto que el cadmio ejerce en forma natural sobre el medio ambiente (unas 40 toneladas anuales en todo el mundo) es leve si se lo compara con la estimación de las emisiones antrópicamente inducidas. El cadmio se considera uno de los metales más tóxicos. Se han registrado intoxicaciones agudas y crónicas por exposición en el lugar de trabajo. El cadmio pertenece a aquellos elementos traza que han provocado intoxicaciones masivas comprobadas en grupos poblacionales, por exposiciones ambientales crónicas.

La acumulación demostrada del elemento en diferentes sedimentos y, por lo tanto, la posibilidad de su removilización así como la tendencia a la bioacumulación constituyen las mayores amenazas para el medio ambiente. De ser posible, deberían reciclarse todos los productos de desecho que contienen cadmio.