El poder de los titanes

Esta entrada está dedicada al titanio, cuyo nombre proviene del latín Titan, que, según la mitología griega, se refería a los hijos de la diosa de la Tierra.

El titanio, de símbolo químico Ti, es el elemento de número atómico 22. Se sitúa en el grupo 4 de la tabla periódica de los elementos, perteneciendo al grupo de los metales de transición.

El titanio como metal no se encuentra libre en la naturaleza. Está presente en la mayoría de rocas ígneas y en los sedimentos derivados de ellas. El rutilo (TiO2y la ilmenita (FeTiO3) son consideradas las mejores fuentes de titanio.

Fue descubierto en 1791 por el reverendo y geólogo aficionado inglés William Gregor, quien encontró una arena negra cerca de su parroquia en Mannacan, Cornwall. El análisis de esta arena concluyó que contenía óxidos de hierro y otro metal, hasta entonces desconocido, al que el reverendo llamó manacanita. En 1795, el químico alemán Martin Heinrich Klaproth informó del descubrimiento de un nuevo metal presente en el mineral rutilo. Este metal, al que llamó titanio, era el mismo que el descubierto por el reverendo Gregor. Sin embargo, el nombre que permaneció fue el de titanio.

Hasta 1910 no fue posible obtener titanio puro. Quien lo consiguió fue el neozelandés Matthew A. Hunter, trabajador de General Electric en Estados Unidos, calentando tetracloruro de titanio (TiCl4) con sodio en una bomba de acero a 700-800ºC. Este proceso se conoce como proceso Hunter. Sin embargo, no fue hasta años más tarde que se pudo aislar titanio a escala industrial. Fue William Justin Kroll, quien, partiendo de TiO2, lo convirtió en TiCl4 y lo redujo con magnesio o sodio. Este proceso se conoce como el método de Kroll. En ambos casos se obtiene un producto poroso conocido como esponja de titanio que posteriormente se purifica y compacta para obtener el producto comercial.

Propiedades

El titanio es un metal de color grisáceo, muy resistente, ligero, con una densidad considerablemente baja. Una de las características del titanio es su elevada relación tensión de rotura : peso. Aunque es un 60% más denso que el aluminio, es dos veces más fuerte. Su resistencia es comparable a la del acero, pero el titanio es aproximadamente un 50 % más ligero.

Debido a su gran fuerza, resistencia y ligereza, el titanio es especialmente eficaz para las aleaciones de aluminio, molibdeno, manganeso, hierro y muchos otros metales. Algunas de estas aleaciones tienen incluso mejores propiedades mecánicas que el titanio.

Su resistencia a la corrosión es excelente, y es debida al fenómeno de pasivación que sufre (formación de un óxido que lo recubre). A temperatura ambiente es resistente al H2SO4 y al HCl, ambos diluidos, así como a otros ácidos orgánicos; también es resistente a las bases, incluso en caliente. Sin embargo se puede disolver en ácidos en caliente. A temperaturas elevadas puede reaccionar fácilmente con nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, boro y con otros no metales.

Aplicaciones

Aproximadamente el 95% del titanio se consume como dióxido de titanio (TiO2), un polvo fino y blanco que se utiliza como pigmento en pinturas, papel y plásticos. Estas pinturas se utilizan en reflectores debido a que reflejan muy bien la radiación infrarroja. Por esta misma razón, se utiliza en protectores solares, donde el TiO2 en forma de nanopartículas está aprobado como filtro UV. También se utiliza en otros productos de cosmética, como cremas y pastas de dientes. Incluso está aprobado como aditivo alimentario (E171), también en forma de nanopartículas, y se puede encontrar en chicles, chucherías…, donde su principal función es blanquear los productos, hacerlos más opacos o estabilizar el color.

El titanio también tiene un gran número de aplicaciones en medicina, debido a su gran biocompatibilidad. El siguiente video explica qué tiene el titanio que no tienen otros metales. Entre las aplicaciones, se pueden destacar los implantes dentales, donde se utilizan tornillos de titanio puro que han sido tratados superficialmente para mejorar su oseointegración. También se utiliza en las prótesis de cadera, aprovechando la resistencia del titanio.

Debido a su gran resistencia a la corrosión se puede aplicar en casos en los que va a estar en contacto con el agua del mar, por ejemplo, en barcos o submarinos. También se puede emplear en plantas desalinizadoras, donde los intercambiadores de calor están hechos de titanio.

Debido a su fuerza, resistencia a la corrosión, baja densidad y a que puede aguantar temperaturas relativamente altas, las aleaciones de titanio se emplean en la industria aeronáutica en aviones, helicópteros, naves espaciales y misiles.

También se encuentra en distintos productos de consumo, como palos de golf, bicicletas, cañas de pescar,raquetas de tenis, … aprovechando su resistencia y su bajo peso.

Primeras alertas

Están surgiendo algunas preocupaciones acerca de la seguridad de las nanopartículas, que ya están siendo consideradas como “contaminantes del siglo XXI”. La Comisión Europea ha emitido una hoja informativa acerca del posible riesgo para la salud de los protectores solares con dióxido de titanio en forma de nanopartículas.

Por otro lado, algunos artículos científicos también están alertando de los posibles efectos de las nanopartículas de dióxido de tiranio sobre el intestino. Como ejemplo, este artículo publicado en la revista Gut.

Vistas estas advertencias, pasamos a asuntos más amables, como dicen en los telediarios. Si queréis conocer más curiosidades acerca del titanio, consultad la sección ¿Sabías qué…?

Y ahora ya vamos a la música. Una de las canciones más conocidas sobre el elemento que nos ocupa es “Titanium”, del DJ francés David Guetta, considerado como uno de los mejores DJs del mundo (con permiso de algún otro, como los holandeses Tiësto, Armin van Buuren y Martin Garrix, que aparecerán en próximas entradas). La canción, interpretada por la cantante australiana Sia, formaba parte del álbum Nothing but the beat, lanzado al mercado en 2011.

Un clásico, como el ex-Beatle Sir Paul McCartney, ya se refirió al titanio en 1975 con su canción “Magneto and titanium man”, que formó parte del álbum Venus and mars. Este disco forma parte de la discografía del grupo Wings, nacido en 1971, un año después de la separación de los Beatles e integrado por Paul McCartney, su mujer Linda, los guitarristas Denny Laine y Jimmy McCulloch y el batería Geoff Britton.

Hablando también del titanio encontramos a un grupo ya conocido, los alemanes Kraftwerk, a los que descubrimos en la entrada dedicada al neón. Su canción “Titanium” se lanzó en el año 2003 y pertenece al álbum Tour de France Soundtracks. Los alemanes siguen fieles a su estilo electrónico y un tanto psicodélico.

Y ya acabamos con el grupo italiano Mastercastle. Esta banda de heavy metal estrenó su canción “Titanium wings” en 2013 como parte del álbum On fire.

Hasta aquí el fuerte y a la vez ligero titanio. ¡Hasta la próxima entrada!