Tan pesado como el plomo

Galarraga Aiestaran, Ana

Elhuyar Zientzia

Hay Edad de Cobre, Edad de Bronce y Edad de Hierro, y el plomo no tiene tiempo. Sin embargo, ha sido un metal importante en la historia de la humanidad. Su fácil localización, extracción y laboreo le ha llevado a su uso hace 7.000 años y hasta la actualidad ha encontrado muchas aplicaciones. Pero le encuentran algo más: es peligroso. Sin embargo, para algunas aplicaciones no es fácil encontrar un sustituto adecuado.
Tan pesado como el plomo
01/06/2007 | Galarraga Aiestaran, Ana | Elhuyar Zientzia Komunikazioa

(Foto: De archivo)
Para muchos expertos, el plomo puede ser uno de los culpables del declive del Imperio romano. Es decir, creen que los romanos envenenaron los plomos que se tomaban junto con las bebidas de comida, lo que les debilitó.

Aunque para muchos la teoría es increíble, hay que tener en cuenta que la dieta no sólo afecta a la salud de las personas, sino también a la salud de las sociedades e incluso al desarrollo de las civilizaciones.

Por ejemplo, la quinoa era una semilla sagrada para los incas, que parece ser la que hizo que el imperio más poderoso de América del Sur se convirtiera en una época en la que la quinoa tiene más proteínas que el maíz o la patata que comían en otros países, lo que les hizo más fuertes que el resto.

Al parecer, en Roma ocurrió lo contrario. Abuso de plomo y muchas intoxicaciones. De hecho, los médicos de la época sabían que el plomo era venenoso. Hace más de 2.000 años, un poeta griego llamado Nikander escribió sobre el mal causado por el plomo. A esta enfermedad se le denominó luego saturnismo, ya que unían el plomo con el dios Saturno. De hecho, para los romanos el plomo era el padre de todos los metales, y Saturno, que comió a su hijo, era el primero de todos los dioses.

Los romanos asociaron el plomo al planeta Saturno.
NASA/JPL/Space Science Institute

No es de extrañar que el plomo sea considerado el padre de los metales. Era un metal barato, asequible y muy útil. Lo usaban para todo. Era un componente de maquillaje y máscaras, pigmento de muchas pinturas, un espermicida eficaz, un metal básico de monedas y utensilios domésticos, un deleite de alimentos y bebidas, y la materia prima de las tuberías de agua urbanas.

Al parecer, no creían que el uso de plomo fuera tan dañino. En el resto de los casos, sin duda alguna. Por ejemplo, era habitual que los mineros sufrieran una intoxicación aguda. Por ello, los romanos utilizaban esclavos para esta obra.

Para la extracción de plomo del mineral se fundía y en esta operación se producían gases tóxicos. Sin embargo, a los romanos superiores les importaba poco intoxicar al personal de forja. Ellos no corrían el riesgo de sufrir una intoxicación aguda, ya que no hacían ese trabajo.

Plomo, vino y gota

Según los expertos, el plomo ocasionó en parte el declive del Imperio romano.
De archivo
Pero el plomo también envenenaba a los ricos, que les causaban intoxicaciones crónicas. Sin darse cuenta, las pequeñas dosis de plomo eran casi constantes, lo que les producía gota. El plomo afecta a los túbulos de los riñones, por lo que el ácido úrico no se elimina y aparece la gota. Así, Virgilio, Juvenal, Ovidio y muchos escritores de la época mencionaron esta enfermedad y la consideraron una epidemia.

Según los escritos, el vino parece ser el principal causante de la intoxicación. Para la elaboración del vino se cocía en recipientes de plomo, y entonces se formaba un compuesto llamado azúcar de plomo. En realidad este compuesto es acetato de plomo, una sustancia eficaz contra los hongos.

Jerome Nridugu, científico de la Universidad de Michigan, ha estudiado la influencia de la intoxicación de plomo en el declive del Imperio Romano, y estima que el 60% del plomo que tomaban los romanos superiores procedía del vino. Según la cantidad de vino que tomaban, los ricos tomaban 250 mg de plomo al día. Por el contrario, la población normal y esclavina consumía entre 30-15 mg diarios.

La Organización Mundial de la Salud (OMS) limita a 40 mg/día, lo que supone un riesgo de intoxicación crónica. Por lo tanto, si los cálculos de Nriago son correctos, está claro que los ricos tenían una gran oportunidad de envenenarse. Y, como se explica en las crónicas de la época, se les veía, ya que presentaban claros síntomas de intoxicación del plomo: no sólo gota, sino esterilidad, pérdida de inteligencia, melancolía...

Por lo tanto, aunque para evitar el envenenamiento se consumía vino en vasos de oro, no hay duda de que consumían demasiado plomo. Sin embargo, no se sabe hasta qué punto influyó en el declive del Imperio, pero muchos expertos creen que fue uno de los factores en mayor o menor medida.

El plomo empezó a adicionarse a la gasolina para aumentar la eficiencia de los motores de los coches.
Continental Automotive Systems/ATE

Combustible posterior

Sin embargo, a pesar de saber que el plomo es tóxico, ha sido muy utilizado tras la caída del Imperio romano. Además de sus aplicaciones anteriores, le buscaron nuevas. En la Edad Media, por ejemplo, los alquimistas trataban de convertir metales baratos en oro, y en sus experimentos el plomo era un componente básico. Pero más importante fue el uso que hizo Guttenberg, ya que las letras de la imprenta eran de plomo.

Otros usos no eran tan nobles. Por ejemplo, los aristócratas del Renacimiento aprovecharon para envenenar a sus enemigos. Aunque no mataba enseguida, era difícil de percibir y muy eficaz. Más adelante se utilizó para hacer armas de fuego y munición.

Y se fueron utilizando para más cosas. Así, XX. En el siglo XVIII estaba muy extendida. En 1980, por ejemplo, en el mundo se consumían 3,25 millones de toneladas, de las que el 40% se consumían en un solo país: EEUU. Esto significa que cada estadounidense utilizaba 5.221 gramos de plomo al año, ¡10 veces más que los ciudadanos del Imperio Romano! Sin embargo, los ricos romanos tomaban el plomo a través del vino, mientras que los estadounidenses y, en general, los habitantes de los países industrializados asimilaban el plomo que mezclaban al combustible.

Los aviones siguen utilizando combustible con plomo.
R. Bewersdorf/Lufthansa
De hecho, aunque actualmente está prohibida la mezcla de plomo a la gasolina, durante décadas todas las gasolinas llevaban plomo. La gasolina es una mezcla de hidrocarburos cuyas gasolinas contienen ocho átomos de carbono (C 8 H 18). Pero hay muchos compuestos de la misma fórmula, 18, y no todos tienen las mismas características. Por ejemplo, el isooctano y el n-octano producen el mismo calor cuando se queman con presencia de oxígeno, pero el isooctano comienza a quemarse mucho antes que el otro.

Pues es muy importante cuándo empieza a quemarse la gasolina. Los motores de gasolina incluyen vapor de gasolina y aire en el cilindro del motor. Allí comprime los pistones y entonces se produce una chispa en la bujía y se quema la mezcla. Sin embargo, en función de los hidrocarburos presentes en el combustible, puede ocurrir que comience a quemarse sin necesidad de chispa por simple compresión. Sin embargo, el hecho de incendiarse solo perjudica al motor y reduce su eficacia. Esto sucedía con las gasolinas con poco octano.

Sin embargo, en 1921 un químico que trabajaba para General Motors (Thomas Midgley) demostró que el tetraetileno de plomo era muy bueno para subir el octanaje. Es decir, si añadimos este compuesto a la gasolina no comenzaba a quemarse hasta que se encendía la chispa y la combustión era lenta y eficaz. Por ello, a partir de entonces todas las gasolinas llevaban el plomo tetraetileno.

Pronto vieron que el plomo añadido a la gasolina era peligroso. El propio Midgley se intoxicó y enfermó y varios operarios que fabricaban plomo tetraetileno murieron con la cabeza perdida. En mayo de 1925, el departamento de Salud Pública de EE.UU. prohibió la producción y venta de gasolina con plomo y puso en marcha un estudio para analizar la relación entre la gasolina con plomo y esas muertes. Pero sólo en un plazo de siete meses para comprobar si había alguna relación y no consiguieron la prueba definitiva. Sin pruebas y con la presión de la industria, la gasolina con plomo se expandió por todo el mundo.

Sin embargo, no se eliminó la sospecha de que era perjudicial para la salud. Se establecieron ciertas medidas de control que fueron disminuyendo progresivamente la cantidad de plomo que se podía utilizar en las gasolinas. Finalmente, en 1995 se prohibió la venta de gasolina con plomo en EEUU y en 2000 en la Unión Europea.

Las pantallas de plomo se utilizan desde hace tiempo para protegerse de los rayos X.
Hospital Cedars Sinai

Plomo en todas partes

Las prohibiciones han afectado. Los análisis en la atmósfera, en el agua y sobre todo en el suelo demuestran la relación directa entre la cantidad de plomo añadido a la gasolina y la cantidad encontrada en el medio ambiente, y a medida que se adoptan las medidas, la cantidad de plomo detectado en el medio ambiente ha ido disminuyendo. Sin embargo, esto ha ocurrido sobre todo en los países desarrollados, donde todavía se utilizan gasolinas con plomo en otros países.

Por otra parte, la gasolina no es el origen de todo el plomo presente en el medio ambiente, ya que tiene muchos usos. Algunos de ellos están desapareciendo al igual que ocurrió con la gasolina porque han demostrado su peligrosidad. Por ejemplo, se utilizó mucho para la fabricación de pigmentos o tuberías de agua, pero ahora está prohibido en muchos lugares, ya que por ellos es fácil pasar a las personas y al medio ambiente. Sin embargo, todavía tienen mucho plomo, como las cerámicas, latones y vinilos fabricados en China (para cubiertas de cables eléctricos).

En la actualidad se utiliza mayoritariamente en baterías de plomo ácido de los coches. De hecho, el 88% del plomo consumido en EE.UU. se utiliza en baterías de automoción e industria. Y aunque en los coches está prohibida la gasolina con plomo, el combustible de los aviones lleva plomo. También se utiliza para la fabricación de municiones y velas, la recogida de cables de alta tensión y la adición a refrigerantes de reactores rápidos, entre otros. No se puede negar su utilidad, pero como es peligroso, en la mayoría de las aplicaciones se están buscando alternativas.

Tras la revolución industrial, el uso del plomo aumentó considerablemente. En el hielo de Groenlandia se demostró que en 1980 el hielo tenía 20 veces más plomo que en 1780.
De archivo
En cualquier caso, no será fácil sustituir todo el plomo. Los últimos datos se remontan a 2005, año en el que se obtuvieron 3,27 millones de toneladas en minas de todo el mundo, un 5% más que el año anterior. A pesar de que las minas de plomo se encuentran en treinta y ocho países, en seis de ellos extraen el 82% del total. China es el mayor productor (30%), seguido de Australia (23%), EEUU (13%), Perú (10%), México (4%) y Canadá (2%).

Las previsiones realizadas por el Departamento de Geología de EE.UU. en 2005 preveían incrementar el uso del plomo refinado en los dos próximos años. En 2007 se estimó que la demanda en EE.UU disminuiría un 3% (sobre todo en baterías de plomo ácido) y que Europa mantendría la demanda de años anteriores. En China, por su parte, se esperaba que la demanda aumentara un 10% y se preveía una subida similar en India, México y Tailandia. Sí, es muy difícil sustituir todo el plomo.

Algunas características del plomo
En la tabla periódica el símbolo del plomo es Pb (en latín plumbum) y su número atómico, 82. Tiene, por tanto, el mayor número atómico entre elementos estables, si bien el siguiente elemento, el bismuto, con una vida tan larga, puede considerarse estable.
Es un metal sencillo, pesado, blando y maleable. En realidad es blanco azulado, pero en el aire se vuelve grisáceo. Al ser muy resistente a la corrosión, se utiliza para almacenar líquidos corrosivos como el ácido sulfúrico. La mezcla de antimonio u otros metales en el plomo endurece. Es un pobre conductor de electricidad y el efecto Thomson es el único metal que vale cero (es decir, un cable de plomo, con temperaturas diferentes de un extremo a otro, no absorbe calor al pasar la corriente eléctrica a través del cable).
Sustitutos de plomo
El plomo tiene muchas aplicaciones, pero ante el peligro para la salud y el medio ambiente, los investigadores buscan alternativas. Algunos ejemplos son:
Las baterías se sustituyen por baterías de polímero de litio-ion o de otro tipo. Aunque las de litio-ion polímero son seis veces más caras que las de plomo ácido, duran dos o tres veces más. Intentan bajar el precio.
El plomo utilizado para la recogida de cables se puede sustituir por recubrimientos basados en polietileno (PE/XLPE) en cables de baja tensión. No son válidos para cables marinos ni de alta tensión terrestre.
Batería de plomo ácido.
(Foto: Shaddack)
En la industria química se utilizan planchas de plomo para evitar la corrosión y se puede sustituir por acero inoxidable. Se colocan planchas de plomo, también en chimeneas y ventanas, y se pueden sustituir por zinc y aluminio.
Por otro lado, aunque la munición se fabrica mayoritariamente con plomo, muchos materiales pueden ser sustituidos por acero, hierro, bismuto, estaño, polvo de wolframio en una base de polímero... Pero la munición con estos materiales es mucho más cara que la de plomo. El acero, por ejemplo, es un 25% más caro, el de estaño un 50-100% y el de wolframio/bismuto un 200-400% más caro. Esto, por supuesto, dificulta su sustitución, pero en algunos territorios, como Dinamarca, está prohibida la munición de plomo, por lo que es imprescindible que te sustituyan.
También se puede sustituir el plomo que se utiliza en las artes de pesca y existen en el mercado “plomos” de zinc, hierro o estaño. El que se utiliza en las redes de arrastre también puede ser de hierro y se están probando los sustitutos de las cuerdas con plomo. Eso sí, como ocurre con la munición, los sustitutos son más caros.
Galarraga de Aiestaran, Ana
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