Obtención del wolframio

El wolframio funde a una temperatura más alta que cualquier otro metal, así que no puede fundirse ni colarse como el hierro o el cobre. Se obtiene de sus minerales como un polvo fino, y a partir de ese polvo se hacen barras, hilo y el carburo duro de las herramientas de corte. Los hermanos Elhuyar aislaron el metal por primera vez en Bergara, en el País Vasco, en 1783.

Qué es

El wolframio, también llamado tungsteno, es un metal gris tan pesado como el oro que funde a una temperatura más alta que cualquier otro metal. En la naturaleza casi siempre aparece combinado en minerales; el wolframio nativo, el metal libre, es un mineral muy raro, descrito formalmente solo en 2021. Los dos minerales que merece la pena explotar son la wolframita, un wolframato de hierro y manganeso de color negro, y la scheelita, un wolframato de calcio claro. El nombre del metal procede de la wolframita, y de ahí su símbolo químico, W.

Dientes de sierra con plaquitas de carburo: las puntas duras de carburo de wolframio cortan y la hoja de acero las sostiene.

Hoy se usa sobre todo en el metal duro, un material de granos de carburo de wolframio unidos con cobalto, lo bastante duro para cortar y taladrar metal, piedra, madera y plásticos. El wolframio entra también en aceros de herramientas y otras aleaciones, en contrapesos y blindajes contra la radiación, donde cuenta su peso, y en filamentos de lámparas y otras piezas que tienen que soportar un calor muy grande.

Sacar el wolframio de su mineral es tarea de la industria química. Emplea productos químicos fuertes y produce polvos finos de metal y de carburo que no deben respirarse; este trabajo solo se hace en instalaciones industriales especializadas.

Cómo funciona

Los minerales de wolframio son pobres: el mineral útil está repartido en una masa de roca mucho mayor y hay que concentrarlo antes de empezar con la química. Las plantas de tratamiento se valen de sus propiedades: los dos minerales de wolframio son mucho más densos que la roca que los rodea, la wolframita es débilmente magnética y los granos finos de scheelita, una vez tratada su superficie, se pegan a burbujas de aire.

Después, las plantas químicas convierten el concentrado en compuestos de wolframio puros, entre ellos el óxido de wolframio. El metal obtenido del óxido no se funde: sale como un polvo gris fino. El carburo de wolframio, el compuesto duro de las herramientas, también se produce en polvo.

Como el wolframio funde con un calor que ningún horno corriente alcanza, se le da forma a partir de polvo, igual que al metal duro. Una barra sinterizada es una barra sólida pero quebradiza en la que los granos de polvo se han unido sin fundirse. William Coolidge descubrió cómo hacer esas barras lo bastante tenaces y flexibles para convertirlas en hilo, y en el metal duro es el cobalto el que une los granos duros de carburo.

Historia y evolución

Mineral de estaño con wolframita: la lámina negra es el mineral que estorbaba a los fundidores de estaño.

En el siglo XVI, los mineros del estaño de los Montes Metálicos, entre Sajonia y Bohemia, conocían la wolframita como un mineral molesto que reducía el rendimiento de su estaño. Le daban nombres formados con la palabra alemana para lobo, como Wolf Rahm, «espuma de lobo». En 1781 el químico sueco Carl Wilhelm Scheele obtuvo un ácido nuevo, el ácido wolfrámico, de un mineral sueco llamado tungsten, «piedra pesada», que hoy se llama scheelita en su honor. Scheele y Torbern Bergman pensaban que de él podría sacarse un metal nuevo, pero no lograron reducir el ácido.

En 1783 los hermanos Juan José y Fausto Elhuyar, que trabajaban en el Real Seminario de la Real Sociedad Bascongada de Amigos del País en Bergara, hallaron el mismo ácido en la wolframita y lo redujeron a metal. Llamaron al metal wolfram y publicaron su análisis ese mismo año.

Una lámpara de la década de 1910 con un filamento de wolframio trefilado tendido en zigzag alrededor de su varilla de vidrio.

Los fabricantes de lámparas querían wolframio porque sus filamentos daban mucha más luz que los de carbono, pero los primeros filamentos de wolframio eran quebradizos. En 1909–1910, en el laboratorio de investigación de General Electric, William Coolidge obtuvo wolframio dúctil a partir de barras sinterizadas, y General Electric empezó a vender lámparas con filamentos de wolframio trefilado. La bombilla incandescente usa desde entonces hilo de wolframio, trefilado como en el trefilado pero a través de hileras de diamante y de metal duro.

El metal duro nació de esa industria de las lámparas. Buscando un material que sustituyera a las hileras de diamante con que se trefilaba el hilo de wolframio, Karl Schröter, de Osram, solicitó en 1923 una patente para una aleación dura sinterizada de carburo de wolframio y cobalto. Krupp compró los derechos y vendió el material desde finales de la década de 1920 con el nombre de Widia, del alemán «wie Diamant», como el diamante. Las herramientas de metal duro transformaron el mecanizado, y gran parte del wolframio que se extrae hoy acaba en piezas de metal duro.