Contagiar o no contaminar, sangría del cadmio

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

• Osasuna
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No es mucho tiempo que el cadmio entró en la sociedad, pero ha sido suficiente para contagiar cadmio y envenenar a la gente. En este sentido, está claro que es un elemento a tener en cuenta y a tener mucho cuidado.

XIX. Friedrich Strohmeyer descubrió por primera vez el cadmio a principios del siglo XX en Alemania. Al calentar el carbonato de zinc que contenía impurezas, vio que cambiaba de color, algo que no le ocurría al puro y descubrió en esas impurezas el cadmio. El nombre también lo recibe del latín cadmia del carbonato de zinc. Durante cien años, Alemania fue la única productora mundial de cadmio.

El cadmio se obtiene como producto lateral de la producción de otros metales, principalmente zinc, pero también cobre y plomo. Sin embargo, este producto de flancos no se desperdicia debido a sus múltiples aplicaciones industriales y tecnológicas.

De hecho, el cadmio tiene propiedades interesantes. Alta resistencia a la corrosión, especialmente en medios alcalinos y salinos. Además, tiene baja temperatura de fusión y alta conductividad térmica y eléctrica. Los compuestos de cadmio son muy persistentes, resisten altas temperaturas y los rayos ultravioletas pueden evitar la degradación de ciertos plásticos. Finalmente, algunos compuestos de cadmio presentan propiedades semiconductoras.

Con estas propiedades, el cadmio y sus compuestos tienen diversos usos: pigmentos, estabilizantes, recubrimientos, aleaciones especiales, compuestos electrónicos, etc. Pero el uso más importante en la actualidad es el de las pilas y baterías de níquel cadmio (NiCd). Para ello se utiliza más del 80% del cadmio.

De Van Gogh a la energía solar

La primera aplicación del cadmio fue probablemente pigmentos basados en sulfuro de cadmio. Se utilizaron por primera vez en 1850 y el cadmio es un elemento importante en las pinturas de Van Gogh de finales de este siglo.

Con sulfuro de cadmio y sulfoselenuro de cadmio se pueden obtener pigmentos que van desde su duración hasta el rojo vivo. Estos pigmentos son muy estables y pueden soportar altas temperaturas y presiones. Por ello, son de gran utilidad para aquellos materiales que deben soportar estas condiciones. Actualmente se utilizan en plásticos, cerámicas, vidrios, esmaltes, etc.

En la época en la que Van Gogh pintaba con cadmio, el ioduro cadmio también fue utilizado en medicina para tratar diversas enfermedades, aunque el cadmio era muy tóxico. De aquella época es también la primera pila de níquel cadmio. Fue inventada por el sueco Waldemar Jungnerr en 1899. Sin embargo, el éxito de esta pila vino más tarde y, en aquella época, el cadmio se utilizó principalmente como recubrimiento anticorrosivo para el acero.

En la actualidad, el acero, el aluminio y otros metales se recubren de cadmio cuando se pretende conseguir una resistencia a la corrosión y una lubricidad o baja fricción. Tiene varias aplicaciones eléctricas y electrónicas que requieren alta resistencia a la corrosión y baja resistencia a la electricidad.

También se utiliza en aleaciones especiales en las que el cadmio se utiliza en pequeñas cantidades para mejorar las propiedades físicas, mecánicas o electroquímicas de aleaciones basadas en cobre, estaño, plomo y zinc.

Éxito de baterías de NiCd. Llegó a partir de mediados del siglo XX y, sobre todo, a partir de la década de los 90, con pilas recargables. A finales de esa década se producían mil millones y medio de pilas y baterías al año.

Las pilas y baterías de NiCd tienen en el cátodo hidróxido de níquel y en el ánodo el hidróxido de cadmio. Son muy versátiles. Por un lado, hay baterías. Son habituales en trenes y aviones para obtener energía de partida y de emergencia. También son aptas para vehículos eléctricos con una buena proporción peso/energía. También se utilizan en dispositivos portátiles como portátiles, móviles, etc. Por otro lado, las pilas NiCd son reutilizables y se pueden utilizar en cualquier dispositivo con pilas.

En la actualidad, las propiedades semiconductoras de varios compuestos de cadmio tienen cada vez más aplicaciones tecnológicas. El teluro de cadmio y el sulfuro de cadmio, por ejemplo, se utilizan para la fabricación de módulos fotovoltaicos de placas solares. El telururo de cadmio, además de ser un semiconductor, es totalmente compatible con el espectro de la luz solar; el sulfuro de cadmio tiene propiedades semiconductoras, y gracias a su transparencia los rayos solares pueden atravesarlo perfectamente para llegar a la capa de teluro de cadmio.

Intencional o involuntariamente

En todas estas aplicaciones se utiliza de forma específica el cadmio aprovechando sus propiedades. Pero además, el cadmio está presente en otros productos, no por su uso propio en la fabricación, sino como impurezas. Puede estar presente en el zinc, cobre y plomo, en el hierro y en el acero, así como en combustibles fósiles (hidrocarburos, gas natural, carbón, madera), cemento y fertilizantes de fosfato.

Además, estos últimos están más relacionados con la contaminación por cadmio. Según un estudio, el 40% del cadmio que llega al ser humano proviene del uso de fertilizantes de fosfato y el 20% de los combustibles. Los productos que se fabrican con cadmio aportan un 2,5% como la producción de cemento.

La combustión de combustibles, la fabricación de cemento y la industria de metales generan emisiones de cadmio al aire y al agua. El uso de fertilizantes de fosfato, en cambio, produce contaminación de suelos y aguas. Sin embargo, aunque un producto, cualquiera, termine en vertedero o incinerador, este cadmio finalmente será vertido y contaminará las tierras y aguas adyacentes.

Sin beneficio para la vida

Y el cadmio, biológicamente, no necesitamos los seres vivos para nada. Se conoce el caso de un solo viviente al que le es útil el cadmio. Parece ser que algunas diatomeas, con el zinc muy escaso en el medio en el que viven, utilizan como sustituto el cadmio. Pero el cadmio es tóxico para el resto de la vida.

En humanos y otros muchos animales, el cadmio se acumula en el cuerpo, sobre todo en el hígado y los riñones. Así, la acumulación de cadmio puede causar daños renales y reducir la reabsorción de ciertas moléculas, como proteínas, glucosa y aminoácidos.

Por otro lado, también es perjudicial para los huesos, ya que afecta al metabolismo del calcio. Así, los huesos se ablandan (osteomalacia), pierden masa y se debilitan (osteoporosis). Esto provoca dolor de espalda y articulaciones, aumentando el riesgo de fractura ósea.

Además, la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) clasifica al ser humano como carcinógeno y varios estudios lo relacionan con el cáncer de pulmón y otros. Parece que además de provocar mutaciones genéticas bloquea el sistema de reparación de estas mutaciones.

Verduras 'enriquecidas' con cadmio

En la actualidad, para la mayor parte de la población, la principal fuente de cadmio son los alimentos. De hecho, los fertilizantes de fosfato son muy utilizados en la agricultura y se contaminan con cadmio, tanto las tierras como las verduras. Sin embargo, en general, no es preocupante la cantidad de cadmio que se ingiere con los alimentos. Actualmente, la media diaria de consumo es de 10-25 g de cadmio, pudiendo ser de 60-70 g/día, según la Organización Mundial de la Salud.

En el caso de los fumadores, sin embargo, el tabaco puede duplicar la cantidad de cadmio ingerido. Y es que, aunque el tabaco no tiene por sí mismo más cadmio que otras plantas, se absorbe mucho más en los pulmones que en el aparato digestivo. Según diversos estudios, el 50% del cadmio inhalado puede ser absorbido en los pulmones, mientras que en el caso del cadmio ingerido a través de los alimentos, el porcentaje suele ser del 5%.

Por otro lado, el personal que trabaja con productos que contienen cadmio debe tener más cuidado y trabajar debidamente protegido. El riesgo también puede aumentar en las proximidades de las industrias que emiten cadmio. Sin embargo, a pesar de que en los años 50 y 60 la industria emitía bastante cadmio, desde entonces se han adoptado medidas que han disminuido considerablemente.

Varios gobiernos están adoptando medidas para combatir la contaminación del cadmio. La Unión Europea, por ejemplo, tiene en vigor diversas normativas para reducir el uso del cadmio. En 2002 elaboró la Directiva de baterías y pilas que reguló que las pilas no pueden tener más del 0,002% de su peso y que las pilas y baterías utilizadas deben ser recogidas y recicladas. Como consecuencia de estas normativas, muchos productores se desplazaron a países sin fronteras, sobre todo China y Japón. En 2004, por ejemplo, sólo en China, se produjeron 800 millones de pilas, un 20% más que el año anterior. A nivel mundial, el consumo de pilas ha crecido de forma ininterrumpida en los últimos 15 años.

Y no sólo pilas, también el cadmio se produce cada vez más en el mundo --China y Japón son los principales productores -. En 2005 se produjeron 19.400 toneladas de cadmio, 700 toneladas más que en 2004.

Además, no hay que olvidar que el cadmio es un producto lateral en la explotación de otros metales. Y que a medida que se vayan extrayendo estos otros metales también se procederá a la extracción del cadmio. Si este cadmio no se utilizase para nada, sería un residuo muy contaminante. Por tanto, hay que darle alguna solución.

Sin quemar con fuego

El uso del cadmio no significa ni quiere que deba contaminarse. No todo es blanco o negro y el cadmio puede ofrecer colores muy vivos, sino preguntar a Van Gogh.

Está claro que el cadmio puede causar mucho daño y es peligroso. Pero también es posible usarlo bien. Nadie se contamina por el uso de pilas de NiCd y si las recogemos son reciclables. Además, al ser recargables, ten en cuenta el número de pilas de un solo uso que se pueden sustituir. El problema surge cuando estas pilas acaban en el vertedero. Lamentablemente, cada año se tiran 2.000 toneladas de cadmio a la basura, en las pilas.

Con estas 2.000 toneladas de cadmio vertidas a la basura, se pueden alcanzar los 30 mil millones de vatios --15 en las centrales nucleares– en las células fotovoltaicas. En estas células, el cadmio está atrapado de forma segura por un periodo de unos 20-30 años. Después, este cadmio es totalmente reciclable. A lo largo de estos años se puede obtener electricidad de forma limpia. Recordar además que esta electricidad obtenida con energía solar se utiliza para alimentar vehículos eléctricos con batería NiCd. Estos vehículos no quemarán combustible. ¿Cuántos cadmios podrían evitarse?

Bueno, al fin y al cabo parece que un buen uso puede contribuir a contaminar menos. Contaminar o no contaminar está en nuestras manos.