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El tungsteno tiene número atómico 74. Su símbolo es W y viene del alemán Wolfram. Etimológicamente, su nombre en francés proviene del sueco: tung que significa pesado y sten que significa piedra. Por lo tanto, literalmente significa “piedra pesada”.
Numerosos minerales como la wolframita y la scheelita contienen tungsteno. Este metal de transición de color gris acero blanquecino es pesado y duro. El tungsteno puro se utiliza en aplicaciones eléctricas como filamentos de lámparas incandescentes. En aleación, puede tener múltiples usos, especialmente en la fabricación de materiales que requieren una solidez eficaz. Se emplea en la fabricación de brocas y polvos abrasivos.
Existen 35 isótopos conocidos del tungsteno cuyo número de masa está comprendido entre 158 y 192. Tiene 11 isómeros nucleares. Cuatro isótopos son estables: 182W, 183W, 184W y 186W. Estos últimos forman con el 180W un radioisótopo de vida muy larga. El tungsteno 180 tiene la vida media más larga, que es de 1,8 × 1018 años. Constituyen también la totalidad del tungsteno natural con proporciones del 14 al 30%. El 180W representa el 0,12% de los tungstenos.
En principio, el tungsteno es inestable debido a que es más pesado que el zirconio. Se supone que sus isótopos estables son poco radiactivos y se desintegran en isótopos del hafnio bajo alfa. La masa atómica del tungsteno es de 183,84 ± 0,01 u.
La forma pura del tungsteno es un metal duro de color gris acero a blanco estaño. Esta forma puede ser fácilmente cortada con una sierra para metales. Por el contrario, la forma impura es difícil de manipular, ya que es frágil. Se trabaja mediante forjado, extrusión o estirado. De todos los metales, el tungsteno posee la presión de vapor más baja. También tiene la mayor resistencia a la tracción a una temperatura superior a 1.650°C. Su módulo de Young es de 406 GPa. Su punto de fusión es el más alto, elevándose a 3.422°C. Así, para trabajar el tungsteno y sus compuestos como el carburo de tungsteno, se sinterizan a alta temperatura. El tungsteno tiene además una buena resistencia a la corrosión. Los ácidos minerales sólo pueden degradarlo ligeramente. Al aire libre, forma una capa protectora de óxido. Para mejorar su dureza, se recomienda añadirle una cantidad ínfima de aleación de acero.
En teoría, todos los isótopos naturales del tungsteno son radiactivos emisores alfa con vidas medias muy largas. Esta teoría sólo ha sido confirmada para el 180W. Por lo tanto, es estable para las aplicaciones corrientes.
Al examinar la wolframita en 1778, Peter Woulfe insinuó la presencia del tungsteno. Primero lo marcó como sustancia desconocida. Carl Wilhelm Scheele demostró que un nuevo ácido podía formarse a partir de la tungstita. Con la ayuda de Tobern Bergman, Scheele teorizó que era posible obtener un nuevo metal reduciendo este ácido. En 1783, los hermanos Juan José y Fausto de Elhúyar revelaron un nuevo ácido derivado de la wolframita. Este último es idéntico al ácido túngstico. En el mismo año, lograron aislar el tungsteno reduciendo el ácido con carbón. Este experimento se llevó a cabo en Bergara, España. Se les atribuyó el descubrimiento del elemento.
En 2008, la producción anual de tungsteno fue de 55.900 t. Las reservas cuentan con aproximadamente 2.800.000 t. Esto equivale a 50 años de producción.
El tungsteno se encuentra en la wolframita, la scheelita, la ferberita y la hübnerita. La wolframita contiene tungstato de hierro (FeWO4) y de manganeso (MnWO4). La scheelita está compuesta por tungstato de calcio o CaWO4. Estos minerales se encuentran principalmente en Perú, Bolivia, China, Portugal, Rusia y Corea del Sur. También están disponibles en Estados Unidos, en California y Colorado. En 2006, China produjo el 84% del suministro mundial de tungsteno. El producto comercial se obtiene reduciendo el óxido de tungsteno con hidrógeno o carbono.
Las municiones utilizadas durante la Guerra del Golfo y la de los Balcanes contenían uranio empobrecido. Esto suscitó muchas discusiones. Sus consecuencias toxicológicas y ecotoxicológicas fueron cuestionadas. Las aleaciones de tungsteno (HMTA) fueron presentadas como alternativas “no tóxicas” al uranio.
Las micropartículas de HMTA contienen 91,1% de tungsteno, 6% de cobalto y 2,9% de níquel. La inyección de estas micropartículas en ratas provocó rápidamente el desarrollo de cánceres. Sin embargo, los mecanismos celulares y moleculares implicados todavía no se comprenden bien. Estos experimentos de laboratorio mostraron que estos cánceres agresivos están en fase metastásica. Los militares, e incluso los civiles durante las guerras, son susceptibles de inhalar HMTA emitido por el impacto de las balas.
El WNiCo contiene 92% de tungsteno, 5% de níquel y 3% de cobalto. El WNiFe se compone de 92% de tungsteno, 5% de níquel y 3% de hierro. Un experimento instiló por vía intratraqueal una sustancia que expuso una toxicidad pulmonar en ratas. Era una mezcla homóloga de polvos metálicos de WNiCo, de WNiFe, de metales puros o de una solución salina. Esta toxicidad fue evaluada a partir del fluido de lavado broncoalveolar 24 h después de la instilación. Varios parámetros fueron estudiados:
Estos productos provocaron una inflamación pulmonar. Indujeron especialmente la expresión de marcadores de estrés oxidativo y metabólico, con producción de radicales libres tóxicos y lesiones pulmonares. Para investigar la causa de grupos de leucemias infantiles en Estados Unidos, un estudio utilizó la dendroquímica. Consiste en medir los metales y los metaloides en los anillos de los árboles durante su crecimiento. Así se realizó en Fallon, Sierra Vista y Elk Grove. Este estudio pretende, en particular, determinar la exposición anormal de los niños o de sus padres a un metal o metaloide. Esto mostró una elevación del nivel de tungsteno a medida que pasaban los años. Un estudio sobre tejidos humanos mostró esta anomalía. Este estudio fue emprendido por los Centers for Disease Control and Prevention en Fallon. En la misma ciudad, un estudio del United States Geological Survey también lo mostró en el agua potable. En Sierra Vista, el aire exterior contenía un nivel elevado de tungsteno. Muchos estudios han revelado al menos un posible vínculo entre el tungsteno y la leucemia.
El tungsteno sirve en numerosas aplicaciones. Se utiliza comúnmente en forma de carburo de tungsteno (WC) y de subcarburo de tungsteno (W2C). Sus formas corrientes se emplean en la fabricación de piezas de desgaste en la metalurgia, en la industria minera y la industria petrolera. También se explotan en la confección de filamentos para las bombillas eléctricas, electrodos y tubos catódicos de televisores.
Gracias a su elevado punto de fusión, el tungsteno es ideal para su uso a muy alta temperatura. Es por tanto útil para la penetración atmosférica de vehículos espaciales o el divertor del reactor termonuclear experimental internacional. Esta propiedad, sumada a su densidad, es beneficiosa para los penetradores de energía cinética. El tungsteno es adecuado para las aleaciones de metales en armamento, disipadores de calor, pesos y contrapesos. Esto se debe a su densidad y dureza. Su coeficiente de dilatación es equivalente al del vidrio de borosilicato. Es, en consecuencia, utilizable en las soldaduras de vidrios sobre metal.
También es eficaz para la elaboración de piezas de desgaste como las herramientas de alta velocidad. También se maneja como electrodo refractario en la soldadura TIG. Por otro lado, puede ser adoptado como catalizador o pigmento inorgánico. El disulfuro de tungsteno sirve como lubricante estable por encima de 500°C. El tungstato de sodio compone el reactivo de Folin Denis. Las superaleaciones con tungsteno son importantes para las palas de turbinas, las herramientas de acero y el chapado. Los contactos de arco de los disyuntores de alta tensión están creados parcialmente con tungsteno. Los ánodos de tubos de rayos X están especialmente hechos de tungsteno asociado con renio y tántalo. Además, el Dense Inert Metal Explosive o DIME está elaborado con tungsteno. El DIME es un nuevo armamento letal con muchos daños y solo en un radio de algunos metros.
Antes de 1961, las bolas de los bolígrafos eran de carburo de tungsteno. Actualmente son de acero inoxidable. En 2016, un tokamak generó plasma en una cámara de vacío de tungsteno. Este experimento, que implica un modelo reducido de reactor termonuclear, se desarrolló en Cadarache, en las Bocas del Ródano. El plasma es un gas calentado a varios millones de grados. Es la primera fase hacia la fusión nuclear para la producción de energía.
El tungsteno reciclado representa el 34% del tungsteno consumido en el mundo. La reconversión de los restos de producción representa el 10% del tungsteno empleado a escala mundial. El reciclaje de productos fuera de uso se hace por cuatro procedimientos.
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