El Club de Ciencias: Las propiedades del aluminio (Al)

¿Qué es el aluminio?

El aluminio es un elemento químico de número atómico 13, lo que significa que cada átomo de aluminio cuenta con 13 protones en su núcleo atómico. Se representa con el símbolo Al y se encuentra en el grupo 13 y el periodo 3 de la tabla periódica, por lo que pertenece al grupo de los metales del bloque p, el grupo de los metales situados al lado de los metaloides en la misma tabla periódica y que tienen a ser más blandos y tener puntos de fusión más bajos. En la Tierra, a temperatura y presión estándar el aluminio se encuentra en estado sólido formando parte de numerosos minerales, pero nunca se encuentra en estado puro en la naturaleza.

El aluminio es el elemento metálico más abundante en la corteza terrestre y el metal no ferroso más utilizado. Acumulado principalmente en los primeros 16 kilómetros de la corteza, de la que supone un 8% de su peso, el aluminio también es el tercer elemento más abundante en esta, solo por detrás del oxígeno y el silicio. Se encuentra formando parte de numerosos minerales, generalmente silicatos, pero su extracción se produce únicamente del mineral conocido como Bauxita, una roca sedimentaria con un alto contenido de dióxido de aluminio (Al2O3), mediante su transformación en alúmina y posterior electrólisis. El aluminio también es un metal muy abundante en la Luna, donde se haya en una proporción del 15%.

El aluminio es uno de los metales más modernos que conocemos, aunque sin saber que se trataba de este metal ya era empleado en la antigüedad en forma de alumbre. Fue descubierto por el químico danés Hans Cristian Oersted quien lo aisló por primera vez en el año 1825. Dos años más tarde el químico alemán Friedrich Wöhler lo obtuvo en forma de polvo y hubo que esperar al año 1845 para que el mismo Wöhler describiera por primera vez las propiedades del metal. Sin embargo el aluminio no se consiguió aislar en su forma metálica hasta el año 1954 por el químico Henri Sainte-Claire Deville, quién lo presentó al mundo en forma de lingotes en la Exposición Universal de París de 1855.

Propiedades químicas del aluminio

El átomo de aluminio tiene una configuración electrónica 1s2, 2s2, 2p6, 3s2,3p1.
El aluminio no se encuentra en la naturaleza en su forma pura, sino formando parte de numerosos minerales, generalmente silicatos.
El punto de ebullición del aluminio se encuentra a los 2.450 ºC y el punto de fusión a los 660 ºC.
Es aluminio es un metal de baja densidad y extremadamente ligero, blando, maleable y de color blanco-plateado.
El aluminio es buen conductor, tanto eléctrico como térmico y refleja bien la radiación electromagnética del espectro visible.
La capa de valencia del aluminio cuenta con 3 electrones, por lo que su estado normal de oxidación es +3, lo que motiva que al reaccionar con el oxígeno de la atmósfera, forme con rapidez una capa de alúmina (Al2O3) que tiene una gran capacidad aislante y protectora ante los fenómenos de oxidación.
El aluminio tiene 22 isótopos conocidos, de los cuales el 27Al, el único estable, y el 26Al, radiactivo, se producen de forma natural.
El aluminio en su forma pura se extrae básicamente de la bauxita, mediante la obtención de alúmina en un primer paso, y la posterior electrólisis.
Los minerales de aluminio de mayor importancia son: la bauxita, el corindón, el hidrargirito, el diásporo y la criolita.
Por sus propiedades, el aluminio es el metal más utilizado del siglo XX solo por detrás del acero.
Al aluminio reciclado se le conoce como aluminio secundario, pero mantiene las mismas propiedades que el aluminio primario. Además en el proceso de reciclado solo se emplea el 5% de la energía necesaria para su producción.

Efectos del aluminio sobre la salud

El aluminio es uno de los metales más abundantes de la Tierra y uno de los más empleados en la actualidad en todo tipo de ámbitos. Se trata de un elemento muy estable, con poca incidencia negativa en la salud de las personas, sin embargo, administrado en cantidades elevadas en la dieta, por la respiración o por contacto con la piel. el aluminio puede tener efectos perjudiciales en la salud. Entre los peligros asociados al aluminio se encuentran daños en el sistema nervioso central, pérdida de memoria, demencia o temblores severos. La respiración prolongada de aire contaminado con polvo de aluminio también puede provocar la enfermedad conocida como aluminosis del pulmón, caracterizada por la dificultad para respirar del paciente. En niños, la concentración de altos niveles de aluminio en el cuerpo puede provocar daños cerebrales y en el desarrollo de los huesos. También ha sido observado que algunas personas que padecen algunas enfermedades renales acumulan una gran cantidad de aluminio en sus cuerpos.

Efectos ambientales del aluminio

A día hoy los principales efectos ambientales del aluminio se producen como resultado de la precipitación ácida y el consiguiente aumento de la concentración de aluminio en el suelo y el agua dulce. Así, cuando se encuentra en altas concentraciones, el aluminio ha sido reconocido como un agente tóxico, sobre todo para los organismos acuáticos. Así, en el medio ambiente acuático, el aluminio actúa como un agente tóxico en los animales que respiran por branquias, como los peces y los invertebrados, produciendo fallos en la osmorregulación.

El aluminio en exceso obtenido en la dieta puede absorberse fácilmente e interferir en procesos metabólicos importantes de mamíferos y aves. Las micorrizas y los sistemas de raíces finas de las plantas terrestres también se ven afectados negativamente por los altos niveles de aluminio. Al igual que en los animales, en las plantas el aluminio parece tener su efecto principal en los sistemas enzimáticos importantes para la absorción de nutrientes. Otro problemas es su acumulación, ya que los invertebrados y plantas contaminados con aluminio podrían ser un eslabón para que el aluminio entre en las cadenas alimentarias terrestres