Contagiar o no contaminar, sagnia del cadmi

2007/06/01 Etxebeste Aduriz, Egoitz - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Osasuna
• Ingurumena

No és molt de temps que el cadmi va entrar en la societat, però ha estat suficient per a contagiar cadmi i enverinar a la gent. En aquest sentit, és clar que és un element a tenir en compte i a tenir molta cura.

XIX. Friedrich Strohmeyer va descobrir per primera vegada el cadmi a principis del segle XX a Alemanya. En escalfar el carbonat de zinc que contenia impureses, va veure que canviava de color, alguna cosa que no li ocorria al pur i va descobrir en aquestes impureses el cadmi. El nom també el rep del llatí cadmia del carbonat de zinc. Durant cent anys, Alemanya va ser l'única productora mundial de cadmi.

El cadmi s'obté com a producte lateral de la producció d'altres metalls, principalment zinc, però també coure i plom. No obstant això, aquest producte de flancs no es malgasta a causa de les seves múltiples aplicacions industrials i tecnològiques.

De fet, el cadmi té propietats interessants. Alta resistència a la corrosió, especialment en mitjans alcalins i salins. A més, té baixa temperatura de fusió i alta conductivitat tèrmica i elèctrica. Els compostos de cadmi són molt persistents, resisteixen altes temperatures i els raigs ultraviolats poden evitar la degradació de certs plàstics. Finalment, alguns compostos de cadmi presenten propietats semiconductores.

Amb aquestes propietats, el cadmi i els seus compostos tenen diversos usos: pigments, estabilizantes, recobriments, aliatges especials, compostos electrònics, etc. Però l'ús més important en l'actualitat és el de les piles i bateries de níquel cadmi (NiCd). Per a això s'utilitza més del 80% del cadmi.

De Van Gogh a l'energia solar

La primera aplicació del cadmi va ser probablement pigments basats en sulfur de cadmi. Es van utilitzar per primera vegada en 1850 i el cadmi és un element important en les pintures de Van Gogh de finals d'aquest segle.

Amb sulfur de cadmi i sulfoselenuro de cadmi es poden obtenir pigments que van des de la seva durada fins al vermell viu. Aquests pigments són molt estables i poden suportar altes temperatures i pressions. Per això, són de gran utilitat per a aquells materials que han de suportar aquestes condicions. Actualment s'utilitzen en plàstics, ceràmiques, vidres, esmalts, etc.

En l'època en la qual Van Gogh pintava amb cadmi, el ioduro cadmi també va ser utilitzat en medicina per a tractar diverses malalties, encara que el cadmi era molt tòxic. D'aquella època és també la primera pila de níquel cadmi. Va ser inventada pel suec Waldemar Jungnerr en 1899. No obstant això, l'èxit d'aquesta pila va venir més tard i, en aquella època, el cadmi es va utilitzar principalment com a recobriment anticorrosiu per a l'acer.

En l'actualitat, l'acer, l'alumini i altres metalls es recobreixen de cadmi quan es pretén aconseguir una resistència a la corrosió i una lubricitat o baixa fricció. Té diverses aplicacions elèctriques i electròniques que requereixen alta resistència a la corrosió i baixa resistència a l'electricitat.

També s'utilitza en aliatges especials en les quals el cadmi s'utilitza en petites quantitats per a millorar les propietats físiques, mecàniques o electroquímiques d'aliatges basats en coure, estany, plom i zinc.

Èxit de bateries de NiCd. Va arribar a partir de mediats del segle XX i, sobretot, a partir de la dècada dels 90, amb piles recarregables. A la fi d'aquesta dècada es produïen mil milions i mig de piles i bateries a l'any.

Les piles i bateries de NiCd tenen en el càtode hidròxid de níquel i en l'ànode l'hidròxid de cadmi. Són molt versàtils. D'una banda, hi ha bateries. Són habituals en trens i avions per a obtenir energia de partida i d'emergència. També són aptes per a vehicles elèctrics amb una bona proporció peso/energia. També s'utilitzen en dispositius portàtils com a portàtils, mòbils, etc. D'altra banda, les piles NiCd són reutilitzables i es poden utilitzar en qualsevol dispositiu amb piles.

En l'actualitat, les propietats semiconductores de diversos compostos de cadmi tenen cada vegada més aplicacions tecnològiques. El tel·luri de cadmi i el sulfur de cadmi, per exemple, s'utilitzen per a la fabricació de mòduls fotovoltaics de plaques solars. El telururo de cadmi, a més de ser un semiconductor, és totalment compatible amb l'espectre de la llum solar; el sulfur de cadmi té propietats semiconductores, i gràcies a la seva transparència els raigs solars poden travessar-ho perfectament per a arribar a la capa de tel·luri de cadmi.

Intencional o involuntàriament

En totes aquestes aplicacions s'utilitza de manera específica el cadmi aprofitant les seves propietats. Però a més, el cadmi està present en altres productes, no pel seu ús propi en la fabricació, sinó com a impureses. Pot estar present en el zinc, coure i plom, en el ferro i en l'acer, així com en combustibles fòssils (hidrocarburs, gas natural, carbó, fusta), ciment i fertilitzants de fosfat.

A més, aquests últims estan més relacionats amb la contaminació per cadmi. Segons un estudi, el 40% del cadmi que arriba a l'ésser humà prové de l'ús de fertilitzants de fosfat i el 20% dels combustibles. Els productes que es fabriquen amb cadmi aporten un 2,5% com la producció de ciment.

La combustió de combustibles, la fabricació de ciment i la indústria de metalls generen emissions de cadmi a l'aire i a l'aigua. L'ús de fertilitzants de fosfat, en canvi, produeix contaminació de sòls i aigües. No obstant això, encara que un producte, qualsevol, acabi en abocador o incinerador, aquest cadmi finalment serà abocat i contaminarà les terres i aigües adjacents.

Sense benefici per a la vida

I el cadmi, biològicament, no necessitem els éssers vius per a res. Es coneix el cas d'un sol vivent al qual li és útil el cadmi. Sembla ser que algunes diatomees, amb el zinc molt escàs en el mitjà en el qual viuen, utilitzen com a substitut el cadmi. Però el cadmi és tòxic per a la resta de la vida.

En humans i molts altres animals, el cadmi s'acumula en el cos, sobretot en el fetge i els ronyons. Així, l'acumulació de cadmi pot causar danys renals i reduir la reabsorció de certes molècules, com a proteïnes, glucosa i aminoàcids.

D'altra banda, també és perjudicial per als ossos, ja que afecta el metabolisme del calci. Així, els ossos s'estoven (osteomalacia), perden massa i s'afebleixen (osteoporosi). Això provoca dolor d'esquena i articulacions, augmentant el risc de fractura òssia.

A més, l'Agència Internacional per a la Recerca del Càncer (IARC) classifica a l'ésser humà com a carcinogen i diversos estudis el relacionen amb el càncer de pulmó i uns altres. Sembla que a més de provocar mutacions genètiques bloqueja el sistema de reparació d'aquestes mutacions.

Verdures 'enriquides' amb cadmi

En l'actualitat, per a la major part de la població, la principal font de cadmi són els aliments. De fet, els fertilitzants de fosfat són molt utilitzats en l'agricultura i es contaminen amb cadmi, tant les terres com les verdures. No obstant això, en general, no és preocupant la quantitat de cadmi que s'ingereix amb els aliments. Actualment, la mitjana diària de consum és de 10-25 g de cadmi, podent ser de 60-70 g/dia, segons l'Organització Mundial de la Salut.

En el cas dels fumadors, no obstant això, el tabac pot duplicar la quantitat de cadmi ingerit. I és que, encara que el tabac no té per si mateix més cadmi que altres plantes, s'absorbeix molt més en els pulmons que en l'aparell digestiu. Segons diversos estudis, el 50% del cadmi inhalat pot ser absorbit en els pulmons, mentre que en el cas del cadmi ingerit a través dels aliments, el percentatge sol ser del 5%.

D'altra banda, el personal que treballa amb productes que contenen cadmi ha de tenir més cuidat i treballar degudament protegit. El risc també pot augmentar en les proximitats de les indústries que emeten cadmi. No obstant això, a pesar que en els anys 50 i 60 la indústria emetia bastant cadmi, des de llavors s'han adoptat mesures que han disminuït considerablement.

Diversos governs estan adoptant mesures per a combatre la contaminació del cadmi. La Unió Europea, per exemple, té en vigor diverses normatives per a reduir l'ús del cadmi. En 2002 va elaborar la Directiva de bateries i piles que va regular que les piles no poden tenir més del 0,002% del seu pes i que les piles i bateries utilitzades han de ser recollides i reciclades. Com a conseqüència d'aquestes normatives, molts productors es van desplaçar a països sense fronteres, sobretot la Xina i el Japó. En 2004, per exemple, només a la Xina, es van produir 800 milions de piles, un 20% més que l'any anterior. A nivell mundial, el consum de piles ha crescut de manera ininterrompuda en els últims 15 anys.

I no sols piles, també el cadmi es produeix cada vegada més en el món --Xina i el Japó són els principals productors -. En 2005 es van produir 19.400 tones de cadmi, 700 tones més que en 2004.

A més, cal no oblidar que el cadmi és un producte lateral en l'explotació d'altres metalls. I que a mesura que es vagin extraient aquests altres metalls també es procedirà a l'extracció del cadmi. Si aquest cadmi no s'utilitzés per a res, seria un residu molt contaminant. Per tant, cal donar-li alguna solució.

Sense cremar amb foc

L'ús del cadmi no significa ni vol que hagi de contaminar-se. No tot és blanc o negre i el cadmi pot oferir colors molt vius, sinó preguntar a Van Gogh.

És clar que el cadmi pot causar molt de mal i és perillós. Però també és possible usar-ho bé. Ningú es contamina per l'ús de piles de NiCd i si les recollim són reciclables. A més, en ser recarregables, tingues en compte el nombre de piles d'un sol ús que es poden substituir. El problema sorgeix quan aquestes piles acaben en l'abocador. Lamentablement, cada any es tiren 2.000 tones de cadmi a les escombraries, en les piles.

Amb aquestes 2.000 tones de cadmi abocades a les escombraries, es poden aconseguir els 30 mil milions de watts --15 en les centrals nuclears– en les cèl·lules fotovoltaiques. En aquestes cèl·lules, el cadmi està atrapat de manera segura per un període d'uns 20-30 anys. Després, aquest cadmi és totalment reciclable. Al llarg d'aquests anys es pot obtenir electricitat de manera neta. Recordar a més que aquesta electricitat obtinguda amb energia solar s'utilitza per a alimentar vehicles elèctrics amb bateria NiCd. Aquests vehicles no cremaran combustible. Quants cadmis podrien evitar-se?

Bé, al cap i a la fi sembla que un bon ús pot contribuir a contaminar menys. Contaminar o no contaminar és a les nostres mans.