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¿Sabía que las cuerdas de guitarra contienen molibdeno? De hecho, este material mejora su resistencia a la corrosión y al desgaste. Este elemento químico con número atómico 42 simbolizado como Mo, ha despertado el interés de los investigadores gracias a sus propiedades físicas y químicas únicas. Hoy, el molibdeno es un elemento esencial en nuestra vida cotidiana. Se utiliza en numerosas industrias como la aeroespacial, la automotriz y la energética. ¿Cuáles son las propiedades, isótopos y usos del molibdeno? ¿Cómo pueden aplicarse estos conocimientos en la industria, el medio ambiente y la energía? Los detalles se abordarán en este artículo.
Antes del siglo XVIII, se sabía poco sobre el molibdeno y sus compuestos naturales que a menudo se confundían con los de otros elementos como el carbono o el plomo. En 1778, Carl Wilhelm Scheele aisló el óxido de molibdeno de la molibdenita. Este descubrimiento permitió distinguir este metal del grafito y del plomo. En 1782, al reducir el óxido de molibdeno con carbono, Peter Jacob Hjelm obtuvo un metal impuro.
Durante mucho tiempo, el molibdeno fue poco utilizado, pero su interés se reavivó a finales del siglo XIX. De hecho, el fabricante de acero francés Schneider produjo aleaciones de acero con molibdeno, especialmente para la fabricación de blindajes y piezas mecánicas. Durante la Primera Guerra Mundial, circuló un rumor según el cual el Gran Berta, una pieza de artillería alemana, contenía molibdeno como componente esencial de su acero. Aunque esta información resultó ser falsa, provocó estudios sobre el impacto de este metal en las propiedades del acero.
El molibdeno presenta propiedades físicas notables que lo convierten en un metal muy apreciado. Este metal de transición es duro y de color plateado similar al del grafito y la galena. Conocido por su gran resistencia a la corrosión, este material es muy valorado en aplicaciones industriales. Resistente al calor y al desgaste, el molibdeno se utiliza en la fabricación de lámparas incandescentes y tubos de vacío. Gracias a sus numerosas propiedades, el molibdeno se ha convertido en un elemento importante en diversas industrias. Las aplicaciones comunes del molibdeno incluyen su uso en aleaciones, electrodos y catalizadores.
El molibdeno tiene 33 isótopos diferentes con números másicos entre 83 y 115. Seis de ellos son estables, no cambian con el tiempo y representan casi la totalidad de los molibdenos existentes: 92Mo, 94Mo, 95Mo, 96Mo, 97Mo y 98Mo. El más abundante es el isótopo 96Mo que representa una cuarta parte de los molibdenos. Aunque los isótopos estables del molibdeno son teóricamente capaces de fisión espontánea, hasta la fecha no se ha realizado ninguna observación en este sentido. Dos isótopos en particular, 92Mo y 96Mo, se sospecha que son débilmente radiactivos. Podrían sufrir una desintegración por doble emisión beta β, respectivamente, en 92Zr y 98Ru.
La masa atómica estándar del molibdeno es de 95,95 u, lo que lo convierte en un elemento relativamente pesado. El molibdeno también posee ocho isómeros nucleares.
El molibdeno es ampliamente utilizado en diversos campos debido a su versatilidad.
La adición de molibdeno al acero mejora sus propiedades. Este último se vuelve más resistente a la corrosión, al desgaste, al calor y a las altas temperaturas, al mismo tiempo que se vuelve más duro y tenaz. Además, el molibdeno utilizado en la producción de aleaciones representa más de dos tercios de su producción. Las aleaciones con molibdeno, como el hastelloy, tienen una alta resistencia y no se corroen a altas temperaturas.
Material versátil, el molibdeno se utiliza en la fabricación de semiconductores de potencia como soporte del silicio. Además, proporciona buena resistencia y durabilidad en algunas aleaciones como el cromo-níquel y el cromo-cobalto, utilizados en coronas y puentes dentales. Finalmente, el molibdeno está presente en pequeñas cantidades en las ceras para esquís y snowboards.
La adición de molibdeno al uranio metálico ha revolucionado la fabricación de combustible nuclear mejorando sus propiedades mecánicas y químicas. Esta técnica se utilizó en la fabricación de combustible para los primeros reactores nucleares grafito-gas de EDF en los años sesenta. Una pequeña cantidad de molibdeno (aproximadamente 1%) es suficiente para endurecer el uranio y darle una mayor resistencia a la corrosión, las altas temperaturas y la radiación.
En la industria aeroespacial, el molibdeno se utiliza para la producción de piezas de motores de aviones y misiles debido a su resistencia al calor y a la corrosión. Además, el molibdeno es un material de elección para la producción de filamentos de iluminación, ya que tiene una temperatura de fusión muy alta y una baja dilatación térmica.
En la industria petrolera, el molibdeno es un catalizador eficaz para eliminar los compuestos orgánicos sulfurados del petróleo. Las reacciones de oxidación selectiva con propano, propileno o acroleína en ácido se realizan comúnmente con catalizadores a base de molibdeno y óxido mixto. Las aleaciones de acero inoxidable que contienen molibdeno se utilizan a menudo en aplicaciones marinas y químicas donde la resistencia a la corrosión es esencial.
En la industria, se utiliza el molibdeno como elemento calefactor en hornos al vacío o en atmósfera gaseosa a alta temperatura. En una pieza de titanio o aleación de titanio, es una alternativa al grafito que contamina mediante depósitos de elementos de grafito durante los tratamientos térmicos. Sin embargo, debido a los rápidos cambios de temperatura y presión, el molibdeno puede ser frágil. Los granos se agrandan y la pieza se vuelve quebradiza.
Por otro lado, el uso del molibdeno requeriría un 25% más de energía para obtener la misma temperatura en el horno. Además, es más costoso de adquirir y a este costo se añade el de las piezas de repuesto. Sin embargo, cabe señalar que no se recomienda el uso del elemento grafito en caso de temperatura demasiado alta combinada con una presión demasiado baja. De hecho, se debe evitar exceder la tensión de vaporización, ya que todo el grafito se acumulará en la zona fría del horno.
El molibdeno también se emplea para revestimientos, espejos especiales y células solares. Los pigmentos naranjas de molibdeno están presentes en pinturas, tintas, plásticos y cauchos. A alta temperatura, el disulfuro de molibdeno se convierte en un excelente lubricante. En laboratorio, el molibdeno se encuentra como objetivo en los tubos de rayos X para la difracción en un monocristal. En mamografía, para resaltar el contraste de las partes blandas, los ánodos de los tubos de rayos X están hechos de molibdeno debido a su espectro de líneas.
La molibdenita (MoS2) constituye la fuente comercial más importante de molibdeno, aunque este metal puede encontrarse en minerales como la wulfenita (PbMoO4) o la powellita (CaMoO4). En las minas de cobre, su concentración varía de 0,01 a 0,5%. Se considera un subproducto aunque puede extraerse directamente de estas minas.
Estados Unidos representa casi la mitad de la producción minera mundial de molibdeno. Durante la Segunda Guerra Mundial, los alemanes importaban molibdeno de Portugal. El molibdeno está presente en numerosos compuestos, incluso en algunos de origen extraterrestre, como el hexamolibdeno. Este compuesto ha sido descubierto únicamente en los meteoritos de Allende y de Erfoud (NWA 1934 CV3) y sintetizado en laboratorio.
En 2014, Francia importaba mucho molibdeno, con un precio medio de 9.600 € por tonelada. Desde entonces, el costo promedio había aumentado considerablemente hasta alcanzar los 16.000 $ por tonelada en febrero de 2018. Una fluctuación que podría tener importantes consecuencias para las empresas dependientes del molibdeno. Tendrán que diversificar sus fuentes de suministro y considerar otras alternativas viables.
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