Gunnar Nordberg
El magnesio (Mg) es el metal estructural más ligero que se conoce. Es un 40% más ligero que el aluminio. El magnesio metálico se puede laminar y estirar cuando se calienta entre 300 y 475 ºC, pero es quebradizo por debajo de esta temperatura y puede quemarse si se calienta mucho más. Es soluble y forma compuestos con varios ácidos, pero no se ve afectado por los ácidos fluorhídrico o crómico. A diferencia del aluminio, es resistente a la corrosión alcalina.
Ocurrencia y usos
El magnesio no existe en estado puro en la naturaleza, pero generalmente se encuentra en una de las siguientes formas: dolomita (CaCO3MgCO3), magnesita (MgCO3), brucita (Mg(OH)2), periclasa (MgO), carnalita (KClMgCl2· 6H2O) o kieserita (MgSO4· H2O). Además, se encuentra como silicato en asbesto y talco. El magnesio está tan ampliamente distribuido sobre la tierra que las instalaciones para procesar y transportar el mineral son a menudo los factores determinantes en la selección de un sitio para la minería.
El magnesio se utiliza, principalmente en forma de aleación, para componentes de aviones, barcos, automóviles, maquinaria y herramientas manuales para los que se requiere tanto ligereza como resistencia. Se utiliza en la fabricación de instrumentos de precisión y espejos ópticos, y en la recuperación de titanio. El magnesio también se usa ampliamente en equipos militares. Debido a que arde con una luz tan intensa, el magnesio se usa ampliamente en pirotecnia, bengalas de señales, balas incendiarias y trazadoras, y en bombillas de destellos.
Óxido de magnesio tiene un alto punto de fusión (2,500 ºC) y se incorpora a menudo en los revestimientos de refractarios. También es un componente de alimentos para animales, fertilizantes, aislamiento, paneles de yeso, aditivos de petróleo y varillas de calefacción eléctrica. El óxido de magnesio es útil en la industria de la pulpa y el papel. Además, sirve como acelerador en la industria del caucho y como reflector en instrumentos ópticos.
Otros compuestos importantes incluyen cloruro de magnesio, hidróxido de magnesio, nitrato de magnesio y sulfato de magnesio. El cloruro de magnesio es un componente de los extintores y de la cerámica. También es agente en la ignifugación de la madera y en la fabricación textil y papelera. El cloruro de magnesio es un intermediario químico para oxicloruro de magnesio, que se utiliza para el cemento. Una mezcla de óxido de magnesio y cloruro de magnesio forma una pasta que es útil para pisos. Hidróxido de magnesio es útil para la neutralización de ácidos en la industria química. También se utiliza en el procesamiento de uranio y en la refinación de azúcar. El hidróxido de magnesio sirve como un aditivo de aceite combustible residual y un ingrediente en la pasta de dientes y el polvo estomacal antiácido. Nitrato de magnesio se utiliza en pirotecnia y como catalizador en la fabricación de productos petroquímicos. Sulfato de magnesio tiene numerosas funciones en la industria textil, incluido el pesaje de algodón y seda, telas ignífugas y teñido e impresión de percal. También encuentra uso en fertilizantes, explosivos, fósforos, agua mineral, cerámica y lociones cosméticas, y en la fabricación de papeles de nácar y esmerilados. El sulfato de magnesio aumenta la acción blanqueadora de la cal clorada y actúa como corrector de agua en la industria cervecera y catártico y analgésico en medicina.
aleaciones. Cuando el magnesio se alea con otros metales, como el manganeso, el aluminio y el zinc, mejora su tenacidad y resistencia a la deformación. En combinación con litio, cerio, torio y circonio, se producen aleaciones que tienen una mejor relación resistencia-peso, junto con considerables propiedades de resistencia al calor. Esto los hace invaluables en las industrias aeronáutica y aeroespacial para la construcción de motores a reacción, lanzacohetes y vehículos espaciales. Un gran número de aleaciones, todas con un contenido superior al 85% de magnesio, se conocen con el nombre general de Dow metal.
Peligros
Papeles biológicos. Como ingrediente esencial de la clorofila, los requerimientos de magnesio del cuerpo humano son suplidos en gran medida por el consumo de vegetales verdes. El cuerpo humano promedio contiene alrededor de 25 g de magnesio. Es el cuarto catión más abundante en el organismo, después del calcio, el sodio y el potasio. La oxidación de los alimentos libera energía, que se almacena en los enlaces de fosfato de alta energía. Se cree que este proceso de fosforilación oxidativa se lleva a cabo en las mitocondrias de las células y que el magnesio es necesario para esta reacción.
La deficiencia de magnesio producida experimentalmente en ratas conduce a una dilatación de los vasos sanguíneos periféricos y más tarde a hiperexcitabilidad y convulsiones. Tetania similar a la asociada con hipocalcemia ocurrió en terneros alimentados solo con leche. Los animales mayores con deficiencia de magnesio desarrollaron “tambaleos de hierba”, una condición que parece estar asociada con la malabsorción más que con la falta de magnesio en el forraje.
Se han descrito en humanos casos de tetania magnésica similares a los causados por deficiencia de calcio. En los casos notificados, sin embargo, ha estado presente un “factor condicionante”, como vómitos excesivos o pérdida de líquidos, además de una ingesta dietética inadecuada. Dado que esta tetania clínicamente se parece a la causada por la deficiencia de calcio, sólo se puede hacer un diagnóstico determinando los niveles sanguíneos de calcio y magnesio. Los niveles sanguíneos normales oscilan entre 1.8 y 3 mg por 100 cm3, y se ha encontrado que las personas tienden a entrar en coma cuando la concentración en sangre se acerca a 17 mg por ciento. Los “tumores aeroformados” debidos a la evolución del hidrógeno se han producido en animales al introducir magnesio finamente dividido en los tejidos.
Toxicidad. El magnesio y las aleaciones que contengan el 85% del metal pueden considerarse juntos en sus propiedades toxicológicas. En la industria, su toxicidad se considera baja. Los compuestos más utilizados, magnesita y dolomita, puede irritar el tracto respiratorio. Sin embargo, los humos de Óxido de magnesio, como los de ciertos otros metales, puede causar fiebre de humos metálicos. Algunos investigadores informaron una mayor incidencia de trastornos digestivos en trabajadores de plantas de magnesio y sugieren que puede existir una relación entre la absorción de magnesio y las úlceras gastroduodenales. En la fundición de magnesio o aleaciones con alto contenido de magnesio, se utilizan fundentes de fluoruro e inhibidores que contienen azufre para separar el metal fundido del aire con una capa de dióxido de azufre. Esto evita que se quemen durante las operaciones de fundición, pero los vapores de fluoruros o de dióxido de azufre podrían presentar un peligro mayor.
El mayor peligro en el manejo del magnesio es el del fuego. Pequeños fragmentos del metal, como los que resultarían del esmerilado, pulido o maquinado, pueden encenderse fácilmente por una chispa o llama fortuita, y como arden a una temperatura de 1,250 ºC, estos fragmentos pueden causar lesiones destructivas profundas en la piel. Se han producido accidentes de este tipo cuando se afilaba una herramienta en una muela que se utilizaba anteriormente para rectificar piezas fundidas de aleación de magnesio. Además, el magnesio reacciona con agua y ácidos, formando gas hidrógeno combustible.
Astillas de magnesio que penetran en la piel o entran en heridas profundas pueden causar “tumores aeroformados” del tipo ya mencionado. Esto sería bastante excepcional; sin embargo, las heridas contaminadas con magnesio tardan mucho en cicatrizar. El polvo fino del pulido de magnesio podría irritar los ojos y las vías respiratorias, pero no es específicamente tóxico.
Medidas de Seguridad y Salud
Al igual que con cualquier proceso industrial potencialmente peligroso, se necesita un cuidado constante al manipular y trabajar el magnesio. Quienes se dediquen a la fundición del metal deben usar delantales y protección para las manos de cuero o algún otro material adecuado para protegerse contra las “salpicaduras” de partículas pequeñas. También se deben usar protectores faciales transparentes como protección facial, especialmente para los ojos. Cuando los trabajadores estén expuestos al polvo de magnesio, no se deben usar lentes de contacto y se debe disponer inmediatamente de instalaciones para el lavado de ojos. Los trabajadores que maquinan o pulen el metal deben usar overoles a los cuales no se adhieran pequeños fragmentos del metal. También es esencial una ventilación de escape local suficiente en áreas donde se puedan desarrollar vapores de óxido de magnesio, además de una buena ventilación general. Las herramientas de corte deben estar afiladas, ya que las desafiladas pueden calentar el metal hasta el punto de ignición.
Los edificios en los que se funde o mecaniza magnesio deberían estar construidos, si es posible, con materiales no inflamables y sin salientes ni protuberancias en los que se pueda acumular polvo de magnesio. Debe evitarse la acumulación de virutas y “virutas”, preferentemente mediante barrido húmedo. Hasta su disposición final, los raspados deben recolectarse en pequeños contenedores y colocarse aparte a intervalos seguros. El método más seguro para eliminar los desechos de magnesio probablemente sea mojarlos y enterrarlos.
Dado que la ignición accidental de magnesio presenta un grave riesgo de incendio, la capacitación en incendios y las instalaciones adecuadas para combatir incendios son esenciales. Se debe capacitar a los trabajadores para que nunca usen agua para combatir un incendio de este tipo, porque esto simplemente dispersa los fragmentos ardientes y puede propagar el fuego. Entre los materiales que se han sugerido para el control de tales incendios se encuentran el carbón y la arena. También se encuentran disponibles polvos contra incendios preparados comercialmente, uno de los cuales consiste en polietileno en polvo y borato de sodio.