El estaño es un elemento metálico blando, con color gris opaco y con blanco plateado, es tan maleable y dúctil, que se le puede enrollar en hojas de menos de una milésima de centímetro de espesor, que forman el conocido papel de estaño. No se oxida fácilmente y es resistente a la corrosión. Se utiliza por ello en muchas aleaciones y para recubrir otros metales protegiéndolos de la corrosión. Su número atómico es 50, y se identifica en la tabla periódica de elementos con el símbolo de Sn.
Se obtiene del mineral llamado casiterita, en donde se presenta como óxido (óxido de estaño o dióxido de estaño). Dicho mineral se muele y se enriquece en dióxido de estaño por flotación, después se tuesta y se calienta con coque en un horno con lo cual se obtiene el metal. El estaño puro tiene dos variantes. El estaño gris, polvo no metálico, semiconductor, muy frágil, de estructura cúbica y estable a temperatura inferior a 13,2º. Y el blanco, el normal, metálico, conductor eléctrico, de estructura tetragonal y estable a temperaturas por encima de 13,2º.
Características Generales
Es muy maleable a temperatura ambiente, se mezcla con facilidad, y además es resistente a los ácidos y a la intemperie. Una de sus características más llamativas es que bajo determinadas condiciones forma la peste del estaño.
Ficha del estaño
Símbolo: Sn (del latín stannum)
Número atómico: 50
Se funde a los 232ºC (450ºF)
Se ubica en el grupo del carbono (grupo 14) de la tabla periódica, al lado del germanio y del plomo.
Obtenido del mineral casiterita (SnO2)
Más de la mitad del estaño del mundo proviene del sudeste asiático.
El estaño se encuentra en la misma columna de la tabla periódica que el carbono y es capaz de imitar el comportamiento de éste en la construcción de los compuestos químicos orgánicos que son la base de la vida.
Obtención
El estaño se extrae del yacimiento, por el método de draga de cangilones (incluso dragando el fondo del mar o de un río). Posteriormente se realizan operaciones de lavado y de obtención del concentrado de estaño. Se obtiene de minerales como la casiterita o piedra de estaño, estenita, y tealita.
El estaño, se mezcla con carbón vegetal, y con cal y cuarzo como fundentes y después de su tratamiento en un horno, una vez derretido, se moldea en bloques. Los bloques se purifican en un horno Saiger. Y en el refinado final se libera cobre, bismuto y hierro.
Aplicaciones
Estas son sus principales aplicaciones: Los compuestos de estaño se usan para fungicidas, tintes, dentífricos (SnF2) y pigmentos.
Otras aplicaciones: Se usa en el azogado de espejos. De manera menos frecuente también es usado en la artesanía como repujados. Sin dudas su uso popular mas generalizado es en las bobinas para soldar. Se usa para hacer bronce, que es una aleación de estaño y cobre. Con el se confecciona el papel de estaño y además como conservante de alimentos.
Se emplea y se ha empleado con amplia variedad de aleaciones con otros metales: con plomo (soldadura blanda) para fontanería y automóviles, bronce ferroso, latón ligero, latón industrial, latón de alta resistencia, bronce de manganeso, aleaciones troquelables, metales de cojinetes, etc. Las aleaciones de plomo van siendo retiradas pero podemos encontrar con la lámina de los tubos de los órganos musicales. Como revestimiento protector del cobre, del hierro y de diversos metales usados en la fabricación de latas de conserva. Como material de aporte en soldadura blanda con cautín, bien puro o aleado. Una directiva de la UE prohíbe el uso de plomo en la soldadura de ciertos aparatos electrónicos.
Se utiliza en la industria de la cerámica para fabricar los esmaltes cerámicos. Para recubrir el acero.
Se usa también en compuestos para disminuir la fragilidad del vidrio. Es usado también en el sobretaponado de botellas de vino, en forma de cápsula. Su uso se extendió tras la prohibición del uso del plomo en la industria alimenticia. España es uno de los mayores fabricantes de cápsulas de estaño.
De la lata a la electrónica. Latas
Las antiguas latas de hierro o acero eran revestidas en estaño para evitar el óxido.
Entrado el siglo XIX, el metal encontró una nueva encarnación: la lata. De hecho, desde sus principios, al final de las guerras napoleónicas, las latas eran hechas predominantemente de hierro o acero. Pero eran enchapadas en una pizca de estaño, con el fin de proteger el hierro del óxido. Hoy en día, muchas latas han prescindido del estaño por completo, cambiándolo por un revestimiento de plástico o aluminio. Pero eso no quiere decir que la aventura del hombre con el estaño haya terminado.
Con los años hemos descubierto todo tipo de formas nuevas y muy diversas de utilizar este versátil metal. La más evidente es en la industria electrónica, el mayor usuario moderno del estaño.
El estaño es el pegamento que mantiene la mayor parte de nuestro mundo eléctrico pegado, cuando nos fijamos en la placa base de un computador.
La circuitería diseñada entre los chips de silicio y otros componentes se levantan de la superficie con las diminutas gotas plateadas de soldadura en cada cruce.
Al calentar la soldadura, se derrite, puedes poner una gota abajo y hacer una conexión eléctrica entre dos alambres. Hay muy pocas otras cosas que combinan un bajo punto de fusión y la falta de toxicidad. Si bien el estaño puro no es venenoso, algunos de sus compuestos orgánicos pueden ser increíblemente tóxicos.
Pinturas tóxicas
Los compuestos orgánicos de estaño son sustancias que no se encuentran en la naturaleza. Muchos están siendo ampliamente utilizados como fungicidas e insecticidas, pero su uso genera controversia. Durante muchos años una de las variedades de estos compuestos, el tributilo de estaño, fue utilizado en pinturas especiales antiincrustantes. Estas fueron creadas para que los percebes y las malas hierbas no crecieran en los cascos de los barcos. Su incrustación desacelera las naves y puede aumentar el consumo de combustible de forma sustancial. Estas pinturas antiincrustantes a base de estaño eran muy eficaces. El problema era que los compuestos de estaño eran tan tóxicos que causaron terribles daños al ambiente marino. Según algunos estudios, tan sólo un nanogramo de tributilode estaño por litro de agua podría tener efectos biológicos dañinos.
En 2008, la Organización Marítima Internacional prohibió cualquier uso de estos compuestos en el medio marino.
Sin embargo, un primo del tributilo de estaño se utiliza en la producción de uno de los plásticos más comunes: el cloruro de polivinilo o PVC.
Los compuestos de estaño se utilizan para estabilizar el plástico, para que no se ponga amarillo o negro ni se vuelva frágil cuando se calienta para moldearlo en formas tan útiles como las tuberías de drenaje.
Efectos en el ser humano
Como el estaño es combustible , reacciona violentamente con: oxidantes, ácidos fuertes, azufre en polvo, y con algunos agentes extintores (polvo de bicarbonato y anhídrido carbónico).
La exposición a emanaciones de humos y polvo de estaño, es irritante para los ojos y vías respiratorias superiores
En el caso de aleaciones y sobre todo a elevadas temperaturas, presenta los riesgos correspondientes al tipo de metal de la aleación: plomo, zinc, manganeso,… (Fiebre de los metales).
En relación con el tipo de maquinarias, por el uso de proceso de fusión con riesgo de quemaduras (en la manipulación de escorias y metal fundido)
La revolución del vidrio. Estaño y vidrio
Otro gran usuario del estaño es la industria del vidrio, gracias a una revolución en la producción de vidrio que comenzó en Reino Unido en la década de 1950.
La fabricación de vidrio era un proceso con calor intenso, sucio, peligroso y el trabajo involucraba tornar vidrio fundido sobre una enorme plancha de acero. Alastair Pilkington, quien por coincidencia tiene el mismo apellido de la familia fundadora, estaba convencido de que debía haber una mejor forma. Tuvo la visión de verter el vidrio fundido en una tina de estaño fundido. La compañía invirtió años de investigación y grandes recursos en el desarrollo de lo que se conoce como el “proceso de vidrio flotado”.
La gran apuesta de Alastair Pilkington dio sus frutos. La firma hizo millones instalando plantas y dando licencias para operaciones de vidrio flotado en todo el mundo.
Alrededor del 80% de vidrio plano en el mundo ahora se hace mediante el proceso de vidrio flotado.
Ahora muchas de las patentes de vidrio flotado de Pilkington han caducado y, como tantas empresas británicas innovadoras, la compañía fue adquirida por un rival extranjero.
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