El Aluminio, toxicidad y contaminantes. Alarcón J, Zambrano A. Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca Facultad de Ingeniería y Arquitectura Especialización en Edificación Sostenible Elemento químico metálico, de símbolo Al, número atómico 13, peso atómico 26.9815, que pertenece al grupo IIIA del sistema periódico. El aluminio puro es blando y tiene poca resistencia mecánica, pero puede formar aleaciones con otros elementos para aumentar su resistencia y adquirir varias propiedades útiles. Las aleaciones de aluminio son ligeras, fuertes, y de fácil formación para muchos procesos de metalistería; son fáciles de ensamblar, fundir o maquinar y aceptan gran variedad de acabados. Por sus propiedades físicas, químicas y metalúrgicas, el aluminio se ha convertido en el metal no ferroso de mayor uso. A temperaturas altas, reduce muchos compuestos que contienen oxígeno, sobre todo los óxidos metálicos. Estas reacciones se aprovechan en la manufactura de ciertos metales y aleaciones. EXTRACCION Y PROCESO El aluminio es el metal más abundante en la corteza terrestre y es un componente de muchos minerales. No obstante, el material con mayor contenido de aluminio y más libre de impurezas es la bauxita, que, por lo tanto, es prácticamente la única fuente de este metal en los procesos actuales. La bauxita es el nombre general dado a los óxidos de aluminio hidratado. Contiene cantidades variables de agua combinada y varias impurezas predominantes como el óxido férrico y sílice. Es esencial que el Al2O3 (alúmina) a obtenerse este sustancialmente libre de estas impurezas, ya que de lo contrario el óxido de hierro y silicio se reducirían y contaminarían el aluminio metálico producido por el Proceso Hall (Heroult). EXTRACCIÓN DE ALÚMINA El objetivo del procedimiento BAYER es, separar los hidróxidos de aluminio de la bauxita, de los óxidos de hierro y de la sílice que la impurifican. En el proceso Bayer estándar para refinar la bauxita para producir alúmina, la disolución de la alúmina permite formar aluminato sódico y se realiza en autoclaves bajo altas presiones que varían de 70 a 200 libras por pulgada cuadrada. Sin embargo, algunos minerales de bauxita son fácilmente solubles en un ambiente cáustico, lo que les permite ser lixiviado, o digerido, a presión atmosférica. Su aplicación en la construcción representa el mercado más grande de la industria del aluminio. Millares de casas emplean el aluminio en puertas, cerraduras, ventanas, pantallas, boquillas y canales de desagüe. El aluminio es también uno de los productos más importantes en la construcción industrial. El transporte constituye el segundo gran mercado. Muchos aviones comerciales y militares están hechos casi en su totalidad de aluminio. En los automóviles, el aluminio aparece en interiores y exteriores como molduras, parrillas, llantas (rines), acondicionadores de
aire, transmisiones automáticas y algunos radiadores, bloques de motor y paneles de carrocería. Se encuentra también en carrocerías, transporte rápido sobre rieles, ruedas formadas para camiones, vagones, contenedores de carga y señales de carretera, división de carriles y alumbrado. Existen cientos de aplicaciones químicas del aluminio y sus compuestos. El aluminio en polvo se usa en pinturas, combustible para cohetes y explosivos y como reductor químico. EFECTOS DEL ALUMINIO SOBRE LA SALUD El Aluminio es uno de los metales más ampliamente usados y también uno de los más frecuentemente encontrados en los compuestos de la corteza terrestre. Debido a este hecho, el aluminio es comúnmente conocido como un compuesto inocente. Pero todavía, cuando uno es expuesto a altas concentraciones, este puede causar problemas de salud. La forma soluble en agua del Aluminio causa efectos perjudiciales, estas partículas son llamadas iones. Son usualmente encontradas en soluciones de Aluminio combinadas con otros iones, por ejemplo, cloruro de Aluminio. La toma de Aluminio puede tener lugar a través de la comida, respirarlo y por contacto en la piel. La toma de concentraciones significantes de Aluminio puede causar un efecto serio en la salud como: • • • • •
Daño al sistema nervioso central Demencia Pérdida de la memoria Apatía Temblores severos
El Aluminio es un riesgo para ciertos ambientes de trabajo, como son las minas, donde se puede encontrar en el agua. La gente que trabaja en fábricas donde el Aluminio es aplicado durante el proceso de producción puede aumentar los problemas de pulmón cuando ellos respiran el polvo de Aluminio. El Aluminio puede causar problemas en los riñones de los pacientes, cuando entra en el cuerpo durante el proceso de diálisis. EFECTOS AMBIENTALES DEL ALUMINIO Los efectos del Aluminio han atraído bastante atención, mayormente debido a los problemas de acidificación. El Aluminio puede acumularse en las plantas y causar problemas de salud a animales que consumen esas plantas. Las concentraciones de Aluminio parecen ser muy altas en lagos acidificados. En estos lagos un número de peces y anfibios están disminuyendo debido a las reacciones de los iones de Aluminio con las proteínas de las agallas de los peces y los embriones de las ranas. Elevadas concentraciones de Aluminio no sólo causan efectos sobre los peces, pero también sobre los pájaros y otros animales que consumen peces contaminados e insectos y sobre animales que respiran el Aluminio a través del aire. Las consecuencias para los pájaros que consumen peces contaminados es que la cáscara de los huevos es más fina y los pollitos nacen con bajo peso. Las consecuencias para los animales que respiran el Aluminio a través del aire son problemas de pulmones, pérdida de peso y declinación de
la actividad. Otro efecto negativo en el ambiente del Aluminio es que estos iones pueden reaccionar con los fosfatos, los cuales causan que el fosfato no esté disponible para los organismos acuáticos. Altas concentraciones de Aluminio no sólo pueden ser encontrados en lagos ácidos y aire, también en aguas subterráneas y suelos ácidos. Hay fuertes indicadores de que el Aluminio puede dañar las raíces de los árboles cuando estas están localizadas en las aguas subterráneas. TOXICIDAD Este metal fue considerado durante muchos años como inocuo para los seres humanos. Debido a esta suposición se fabricaron de forma masiva utensilios de aluminio para cocinar alimentos, envases para alimentos, y papel de aluminio para el embalaje de alimentos frescos. Sin embargo, su impacto sobre los sistemas biológicos ha sido objeto de mucha controversia en las décadas pasadas y una profusa investigación ha demostrado que puede producir efectos adversos en plantas, animales acuáticos y seres humanos. La exposición al aluminio por lo general no es dañina, pero la exposición a altos niveles puede causar serios problemas para la salud. La exposición al aluminio se produce principalmente cuando: •
Se consumen medicamentos que contengan altos niveles de aluminio.
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Se inhala polvo de aluminio que esté en la zona de trabajo.
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Se vive donde se extrae o procesa aluminio.
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Se ingieren alimentos cítricos preparados sobre una superficie de aluminio.
Cualquier persona puede intoxicarse con aluminio o sus derivados, pero algunas personas son más propensas a desarrollar toxicidad por aluminio. TOXICIDAD EN EL ÁMBITO LABORAL Aunque el aluminio no figure en el cuadro de las enfermedades profesionales, se han descrito cuadros tóxicos en trabajadores que lo trabajan (expuestos a dosis bajas de forma crónica) en su actividad profesional. Algunos estudios señalan efectos adversos en las vías respiratorias con síntomas similares al asma, que abarcan disnea, sibilancias, fibrosis pulmonar y enfermedad pulmonar obstructiva crónica (Donoghue, 2011; Taiwo, 2006). A estas manifestaciones se pueden asociar otras a nivel del sistema nervioso central como pérdida de memoria, coordinación y problemas de equilibrio (Meyer-Baron, 2007). La Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer (IARC) ha clasificado la producción de aluminio como una situación del Grupo 1: exposición humana cancerígena conocida. Igual que en las enfermedades antes descritas, la carcinogenicidad probablemente pueda atribuirse a otras sustancias presentes (por ejemplo, hidrocarburos aromáticos policíclicos y polvo de sílice), aunque se desconoce el papel exacto desempeñado por el polvo de óxido de aluminio. Se ha observado la absorción de niveles elevados de aluminio y daños en el tejido nervioso en individuos que requieren diálisis renal. Esos elevados niveles de aluminio llegan a producir daños cerebrales graves, e incluso fatales
RECICLAJE DEL ALUMINIO El reciclaje del aluminio es un proceso mediante el cual, los desechos de aluminio pueden ser convertidos en otros productos tras su utilidad primaria. Este proceso implica simplemente refundir el metal, lo cual es mucho más barato y consume mucho menos energía que la producción de aluminio a partir de la electrólisis de la alúmina (Al2O3), la cual primero tiene que extraerse de la mina de bauxita y después ha de refinarse usando el proceso Bayer. Reciclar aluminio desechado requiere solamente el 5% de la energía que se consumiría para producir aluminio de la mina. Por este motivo, aproximadamente el 31% de todo el aluminio producido en los Estados Unidos viene de chatarra reciclada. Fue una práctica común desde principios del siglo XX, y se usó con mucha frecuencia durante la Segunda Guerra Mundial, por lo que el reciclaje del aluminio no es una nueva tendencia. De todas formas, hasta finales de los años 1960, fue una práctica minoritaria, cuando la popularidad del aluminio creció exponencialmente debido al uso de las latas de refresco, que propició la conciencia del reciclaje del aluminio.3 Las fuentes de las que se toma el aluminio para su posterior reciclaje incluyen aeronaves, automóviles, bicicletas, botes, ordenadores, material de menaje, canalones, frisos, cables, y otros muchos productos que requieren un material ligero pero fuerte, o un material con alta conductividad térmica. Ya que el reciclaje no daña la estructura del metal, el aluminio puede ser reciclado indefinidamente y ser usado para producir cualquier producto que hubiera necesitado aluminio nuevo
Fuente: https://twitter.com/reciclaccion/status/1063382465077800960
REFERENCIAS • • • • •
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https://www.lenntech.es/periodica/elementos/al.htm#:~:text=La%20toma%20de%20conc entraciones%20significantes,P%C3%A9rdida%20de%20la%20memoria https://search.cdc.gov/search/?query=aluminum https://search.epa.gov/epasearch/?querytext=aluminio&areaname=&areacontacts=&area searchurl=&typeofsearch=epa&result_template=2col.ftl#/ https://www.epa.gov/air-emissions-factors-and-quantification https://wiki.ead.pucv.cl/Proceso_de_Fabricaci%C3%B3n_del_Aluminio
https://www.unioviedo.es/sid-metmat/TECNOLOGIASIDEROMETALURGICA/La%20Metalurgia%20del%20Aluminio%20(web). pdf https://es.slideshare.net/mfriz/aluminio-en-la-construccin https://www.ecofestes.com/aluminio-bauxita-impacto-socioambiental-alternativas-deconsumo-n-47es#:~:text=Impacto%20ambiental%20del%20aluminio&text=La%20contaminaci%C3%B3n %20que%20genera%20la,y%20el%20%C3%B3xido%20de%20nitr%C3%B3geno. https://www.atsdr.cdc.gov/es/phs/es_phs22.html https://www.interempresas.net/Reciclaje/Articulos/47930-El-ciclo-de-vida-delaluminio.html https://www.google.com/search?q=ciclo+de+vida+del+aluminio&rlz=1C1EJFC_enCO831C O835&sxsrf=ALeKk032sHluVQPHEXwIaTbphWfyce8eQ:1604024995263&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=2ahUKEwiAtrbgotv sAhUmwVkKHVmlAvQQ_AUoAXoECBAQAw&biw=1366&bih=600#imgrc=FQRuIfl5WorZ1M https://www.reciclaccion.cl/noticias/aluminio-diamante-los-metales/attachment/cicloaluminio/ https://revistaindustria.com.mx/articulo/latas-de-aluminio-el-envase-ecologico-porexcelencia/ https://twitter.com/reciclaccion/status/1063382465077800960 https://es.slideshare.net/MiguelAngelCaniumil/aluminio-mg-cayumil https://ovacen.com/ventanas-de-pvc/ https://es.wikipedia.org/wiki/Reciclaje_de_aluminio https://www.911metallurgist.com/metalurgia/proceso-extraccion-aluminio/ https://es.institut-seltene-erden.de/tierras-raras-y-metales/metales-debase/aluminio/#:~:text=La%20extracci%C3%B3n%20se%20realiza%20en%20fundiciones% 20de%20aluminio,aluminio%20%28Al2O3%29%20se%20produjeron%20en%20todo%20el %20mundo. https://www.insst.es/documents/94886/162520/Cap%C3%ADtulo+63.+Metales+propieda des+qu%C3%ADmicas+y+toxicidad