Con una resistencia a la tracción de 1.510 megapascales, ahora conocemos el tungsteno como el metal natural más fuerte de la Tierra.
La infografía de hoy es de Almonty Industries, un productor de tungsteno, y revela la historia del tungsteno.
Interesantemente, la infografía muestra que a pesar de la fuerza del tungsteno, la mayor parte de la civilización ha vivido sin ningún uso práctico del metal. Esto se debe a que el tungsteno no se descubrió oficialmente hasta el siglo XVIII -aunque, como verás, fue una espina clavada para los metalúrgicos durante muchos siglos antes de eso.
Desde el cielo
Al igual que todos los elementos con un número atómico superior al del hierro, el tungsteno no puede crearse por fusión nuclear en estrellas como nuestro sol.
En cambio, se cree que el tungsteno se forma a partir de las explosiones de estrellas masivas. Cada explosión de supernova tiene tanta energía, que estos elementos recién creados son lanzados a velocidades increíbles de 30.000 km/s, o el 10% de la velocidad de la luz, y así es como se dispersan por el universo.
Las explosiones de supernovas no ocurren con frecuencia – como resultado, en cada 1.000.000 de gramos de la corteza terrestre, hay sólo 1,25 gramos de tungsteno.
Una historia inusual
En la tabla periódica, el tungsteno aparece bajo la letra «W». Esto se debe a que, en realidad, surgieron simultáneamente dos nombres para el mismo metal.
«Wolfram»
WOLFRAM: derivado de las palabras alemanas WOLF (inglés: lobo) y la palabra del alto alemán medio RAM (inglés: suciedad).
En la Edad Media, los mineros de estaño de Alemania se quejaban de un mineral (wolframita) que acompañaba al mineral de estaño y reducía el rendimiento del mismo al fundirlo.
Con un aspecto alargado y parecido a un pelo, se pensaba que la wolframita era un «lobo» que se comía el estaño. La wolframita había atormentado a los metalúrgicos durante muchos siglos, hasta que se descubrió el tungsteno y se desarrollaron métodos adecuados para tratar el metal pesado.
«Tungsteno»
Tungsteno: derivado de las palabras suecas TUNG (inglés: pesado) y STEN (inglés: piedra) debido a su densidad
La escuelita, el otro mineral importante de tungsteno, se descubrió en una mina de hierro en Suecia en 1750.
Consiguió interés por su increíble densidad, razón por la que se le llamó «piedra pesada».
El descubrimiento
El metal fue descubierto por el noble español Juan José D’Elhuyar, quien finalmente sintetizó el wolframio a partir de la wolframita y la scheelita – demostrando que ambos eran minerales del mismo nuevo elemento.
Historia de los usos del tungsteno
Los descubrimientos en el uso del tungsteno pueden vincularse libremente a cuatro campos: productos químicos, acero y superaleaciones, filamentos y carburos.
1847: Las sales de tungsteno se utilizan para fabricar algodón coloreado y para hacer ignífuga la ropa utilizada para el teatro y otros fines.
1855: Se inventa el proceso Bessemer, que permite la producción en masa de acero. Al mismo tiempo, se fabrican en Austria los primeros aceros de tungsteno.
1895: Thomas Edison investigó la capacidad de los materiales para emitir fluorescencia cuando se exponen a los rayos X, y descubrió que el tungstato de calcio era la sustancia más eficaz.
1900: El acero de alta velocidad, una mezcla especial de acero y tungsteno, se exhibe en la Exposición Universal de París. Mantiene su dureza a altas temperaturas, perfecto para su uso en herramientas y mecanizado.
1903: Los filamentos de las lámparas y bombillas fueron el primer uso del tungsteno que aprovechó su altísimo punto de fusión y su conductividad eléctrica. ¿El único problema? Los primeros intentos descubrieron que el tungsteno era demasiado frágil para su uso generalizado.
1909: William Coolidge y su equipo de General Electric de Estados Unidos logran descubrir un proceso que crea filamentos dúctiles de tungsteno mediante un tratamiento térmico y un trabajo mecánico adecuados.
1911: Se comercializa el Proceso Coolidge, y en poco tiempo las bombillas de tungsteno se extienden por todo el mundo equipadas con filamentos de tungsteno dúctil.
1913: La escasez de diamantes industriales en Alemania durante la Segunda Guerra Mundial lleva a los investigadores a buscar una alternativa a las matrices de diamante, que se utilizan para estirar el alambre.
1914: «Algunos expertos militares aliados creían que en seis meses Alemania se quedaría sin municiones. Los aliados pronto descubrieron que Alemania estaba aumentando su fabricación de municiones y durante un tiempo había superado la producción de los aliados. El cambio se debió en parte a su uso de acero rápido y herramientas de corte de tungsteno. Para amargo asombro de los británicos, el tungsteno así utilizado, se descubrió más tarde, procedía en gran parte de sus minas de Cornualles». – Del libro de K.C. Li de 1947 «TUNGSTEN»
1923: Una empresa alemana de bombillas eléctricas presenta una patente para el carburo de tungsteno, o metal duro. Se fabrica «cementando» granos de monocarburo de tungsteno (WC) muy duros en una matriz aglutinante de metal de cobalto resistente mediante sinterización en fase líquida.
El resultado cambió la historia del tungsteno: un material que combina alta resistencia, tenacidad y gran dureza. De hecho, el carburo de tungsteno es tan duro que el único material natural que puede rayarlo es el diamante. (El carburo es el uso más importante del tungsteno en la actualidad.)
Década de 1930: Surgieron nuevas aplicaciones para los compuestos de tungsteno en la industria petrolera para el hidrotratamiento de aceites crudos.
1940: Comienza el desarrollo de superaleaciones a base de hierro, níquel y cobalto, para cubrir la necesidad de un material capaz de soportar las increíbles temperaturas de los motores a reacción.
1942: Durante la Segunda Guerra Mundial, los alemanes fueron los primeros en utilizar el núcleo de carburo de tungsteno en proyectiles perforantes de alta velocidad. Los tanques británicos prácticamente se «fundieron» al ser alcanzados por estos proyectiles de carburo de tungsteno.
1945: Las ventas anuales de lámparas incandescentes son de 795 millones al año en Estados Unidos.
Década de 1950: Por esta época, se añade tungsteno en las superaleaciones para mejorar su rendimiento.
Década de 1960: Nacen nuevos catalizadores que contienen compuestos de tungsteno para tratar los gases de escape en la industria petrolera.
1964: Las mejoras en la eficiencia y la producción de lámparas incandescentes reducen el coste de proporcionar una cantidad determinada de luz en un factor de treinta, en comparación con el coste en la introducción del sistema de iluminación de Edison.
2000: En este momento, cada año se extraen unos 20.000 millones de metros de cable para lámparas, una longitud que corresponde a unas 50 veces la distancia entre la Tierra y la Luna. La iluminación consume el 4% y el 5% de la producción total de tungsteno.
El tungsteno en la actualidad
Hoy en día, el carburo de tungsteno está extremadamente extendido, y sus aplicaciones incluyen el corte de metales, el mecanizado de madera, plásticos, compuestos y cerámica blanda, el conformado sin virutas (en frío y en caliente), la minería, la construcción, la perforación de rocas, las piezas estructurales, las piezas de desgaste y los componentes militares.
Las aleaciones de acero de tungsteno también se utilizan en la producción de toberas de motores de cohetes, que deben tener buenas propiedades de resistencia al calor. Las superaleaciones que contienen tungsteno se utilizan en los álabes de las turbinas y en las piezas y revestimientos resistentes al desgaste.
Sin embargo, al mismo tiempo, el reinado de la bombilla incandescente ha llegado a su fin después de 132 años, ya que empiezan a ser eliminadas en Estados Unidos y Canadá.
