Artillero Nordberg
Ocurrencia y usos
El aluminio es el metal más abundante en la corteza terrestre, donde se encuentra combinado con oxígeno, flúor, sílice, etc., pero nunca en estado metálico. La bauxita es la principal fuente de aluminio. Consiste en una mezcla de minerales formada por la meteorización de rocas que contienen aluminio. Las bauxitas son la forma más rica de estos minerales erosionados y contienen hasta un 55 % de alúmina. Algunos minerales lateríticos (que contienen porcentajes más altos de hierro) contienen hasta un 35 % de Al2O3· Los depósitos comerciales de bauxita son principalmente gibbsita (Al2O3· 3H2O) y boehmita (Al2O3· H2O) y se encuentran en Australia, Guyana, Francia, Brasil, Ghana, Guinea, Hungría, Jamaica y Surinam. La producción mundial de bauxita en 1995 fue de 111,064 millones de toneladas. La gibbsita es más fácilmente soluble en soluciones de hidróxido de sodio que la boehmita y, por lo tanto, se prefiere para la producción de óxido de aluminio.
El aluminio se usa ampliamente en la industria y en mayores cantidades que cualquier otro metal no ferroso; La producción mundial de metales primarios en 1995 se estimó en 20,402 millones de toneladas. Está aleado con una variedad de otros materiales, incluidos cobre, zinc, silicio, magnesio, manganeso y níquel, y puede contener pequeñas cantidades de cromo, plomo, bismuto, titanio, circonio y vanadio para fines especiales. Los lingotes de aluminio y aleaciones de aluminio se pueden extruir o procesar en trenes de laminación, fábricas de alambre, forjas o fundiciones. Los productos terminados se utilizan en la construcción naval para accesorios internos y superestructuras; la industria eléctrica de hilos y cables; la industria de la construcción para marcos, techos y revestimientos de casas y ventanas; industria aeronáutica para fuselajes y revestimientos de aeronaves y otros componentes; industria del automóvil para carrocerías, bloques de motor y pistones; ingeniería ligera para electrodomésticos y equipos de oficina y en la industria de la joyería. Una de las principales aplicaciones de la hoja es en envases de bebidas o alimentos, mientras que el papel de aluminio se utiliza para embalaje; una forma de partículas finas de aluminio se emplea como pigmento en pinturas y en la industria pirotécnica. A los artículos fabricados de aluminio se les da frecuentemente un acabado superficial protector y decorativo mediante anodización.
El cloruro de aluminio se utiliza en el craqueo de petróleo y en la industria del caucho. Se evapora en el aire para formar ácido clorhídrico y se combina explosivamente con agua; en consecuencia, los envases deben mantenerse bien cerrados y protegidos de la humedad.
Compuestos de alquil aluminio. Estos están creciendo en importancia como catalizadores para la producción de polietileno de baja presión. Presentan un peligro tóxico, de quemaduras y de incendio. Son extremadamente reactivos con el aire, la humedad y los compuestos que contienen hidrógeno activo y, por lo tanto, deben mantenerse bajo una capa de gas inerte.
Peligros
Para la producción de aleaciones de aluminio, el aluminio refinado se funde en hornos alimentados con petróleo o gas. Se añade una cantidad regulada de endurecedor que contiene bloques de aluminio con un porcentaje de manganeso, silicio, zinc, magnesio, etc. Luego, la masa fundida se mezcla y se pasa a un horno de mantenimiento para desgasificar al pasar argón-cloro o nitrógeno-cloro a través del metal. La emisión de gases resultante (ácido clorhídrico, hidrógeno y cloro) se ha asociado con enfermedades profesionales y se debe tener mucho cuidado para que los controles de ingeniería apropiados capturen las emisiones y también eviten que lleguen al ambiente externo, donde también pueden causar daños. La escoria se elimina de la superficie de la masa fundida y se coloca en contenedores para minimizar la exposición al aire durante el enfriamiento. Se agrega al horno un fundente que contiene sales de fluoruro y/o cloruro para ayudar en la separación del aluminio puro de la escoria. Es posible que se desprendan vapores de óxido y fluoruro de aluminio, por lo que este aspecto de la producción también debe controlarse cuidadosamente. Es posible que se requiera equipo de protección personal (EPP). El proceso de fundición de aluminio se describe en el capítulo Industria metalúrgica y de procesamiento de metales. En los talleres de fundición también puede ocurrir exposición al dióxido de azufre.
Se utiliza una amplia gama de diferentes formas cristalinas de óxido de aluminio como materia prima de fundición, abrasivos, refractarios y catalizadores. Una serie de informes publicados entre 1947 y 1949 describieron una fibrosis intersticial no nodular progresiva en la industria de abrasivos de aluminio en la que se procesaban óxido de aluminio y silicio. Esta condición, conocida como enfermedad de Shaver, fue rápidamente progresiva y, a menudo, fatal. La exposición de las víctimas (trabajadores que producían alundum) fue a un humo denso compuesto por óxido de aluminio, sílice libre cristalina y hierro. Las partículas eran de un rango de tamaño que las hacía altamente respirables. Es probable que la preponderancia de la enfermedad se deba a los efectos pulmonares altamente dañinos de la sílice libre cristalina finamente dividida, más que al óxido de aluminio inhalado, aunque no se conoce la etiología exacta de la enfermedad. La enfermedad de Shaver es principalmente de interés histórico ahora, ya que no se han realizado informes en la segunda mitad del siglo XX.
Estudios recientes de los efectos en la salud de exposiciones de alto nivel (100 mg/m3) a los óxidos de aluminio entre los trabajadores del proceso Bayer (descritos en el capítulo Industria metalúrgica y de procesamiento de metales) han demostrado que trabajadores con más de veinte años de exposición pueden desarrollar alteraciones pulmonares. Estos cambios se caracterizan clínicamente por grados menores, predominantemente asintomáticos, de cambios restrictivos de la función pulmonar. Los exámenes de rayos X de tórax revelaron pequeñas opacidades irregulares, escasas, particularmente en las bases pulmonares. Estas respuestas clínicas se han atribuido a la deposición de polvo en el paraénquima pulmonar, que fue el resultado de exposiciones ocupacionales muy altas. Estos signos y síntomas no se pueden comparar con la respuesta extrema de la enfermedad de Shaver. Cabe señalar que otros estudios epidemiológicos realizados en el Reino Unido con respecto a la exposición generalizada a la alúmina en la industria de la cerámica no han arrojado evidencia de que la inhalación de polvo de alúmina produzca signos químicos o radiográficos de enfermedad o disfunción pulmonar.
Los efectos toxicológicos de los óxidos de aluminio siguen siendo de interés debido a su importancia comercial. Los resultados de los experimentos con animales son controvertidos. Un óxido de aluminio catalíticamente activo, especialmente fino (0.02 μm a 0.04 μm), que se usa comercialmente con poca frecuencia, puede causar cambios pulmonares en animales dosificados por inyección directamente en las vías respiratorias de los pulmones. No se han observado efectos de dosis más bajas.
También se debe tener en cuenta que el llamado "asma en el cuarto de baño", que se ha observado con frecuencia entre los trabajadores en las operaciones de procesamiento de aluminio, es probablemente atribuible a la exposición a los fundentes de fluoruro, más que al polvo de aluminio en sí.
La producción de aluminio ha sido clasificada como Grupo 1, situación de exposición cancerígena humana conocida, por la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC). Al igual que con las otras enfermedades descritas anteriormente, la carcinogenicidad probablemente sea atribuible a las otras sustancias presentes (p. ej., hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) y polvo de sílice), aunque simplemente no se entiende el papel exacto de los polvos de alúmina.
Algunos datos sobre la absorción de altos niveles de aluminio y el daño del tejido nervioso se encuentran entre las personas que requieren diálisis renal. Estos altos niveles de aluminio han resultado en daños cerebrales severos, incluso fatales. Esta respuesta, sin embargo, también se ha observado en otros pacientes que se someten a diálisis pero que no tenían un nivel elevado similar de aluminio en el cerebro. Los experimentos con animales no han tenido éxito en replicar esta respuesta cerebral, o enfermedad de Alzheimer, que también se ha postulado en la literatura. Los estudios de seguimiento epidemiológico y clínico sobre estos temas no han sido definitivos y no se ha observado evidencia de tales efectos en los varios estudios epidemiológicos a gran escala de trabajadores del aluminio.