22. Titanio

El titanio (Ti) es el elemento número 22. Un metal de transición mucho más conocido que el anterior de la lista: el escandio. Vamos a ver si aprendemos algo nuevo sobre él. Ya verás como va a resultar ser un metal de lo más interesante.

Si te has leído la entrada del escandio sabrás, más o menos, lo que es un metal de transición y, por lo tanto, sus propiedades más habituales. Sabrás también, porque lo acabo de decir, que el titanio tiene 22 protones y, por lo tanto, 22 electrones, que se distribuyen de la siguiente manera: 2,8,10,2. No importa tanto esa distribución, por su carácter metálico, pero bueno, nunca está demás.

Titanio puro. 

Lo que sí que es importante es la cantidad de titanio que hay en la Tierra, mucha, y la cantidad de usos que le hemos llegado a dar: muchos.  (Por cierto, en los sitios donde es más abundante es en Australia, Sudáfrica o Canadá). El mineral más importante es el Rutilo. 

Ilmenita proveniente de los montes Ilmen (Rusia), que le dan nombre. 

Agujas de rutilo (importante mineral de titanio) dentro de cuarzo.

Es el noveno elemento más abundante de la corteza terrestre, aunque se encuentra muy desperdigado y mezclado entre muchos otros elementos en diferentes y variadas rocas. Por eso no se conocía su existencia hasta hace relativamente poco. El primero en saber que tenía algo especial y diferente en las manos fue un clérigo inglés, William Gregor, que obtuvo óxido de titanio a partir de la ilmenita, un mineral que contiene aproximadamente la mitad de óxido de hierro y la otra mitad óxido de titanio. 4 años después, en 1795, y de manera independiente, un alemán llamado Martin Heinrich Klaproth consiguió identificar el nuevo metal (esta vez a partir de una muestra de Rutilo procedente además de Horcajuelo de la Sierra, en Madrid) y le puso el nombre de titanio, en honor a los titanes de la mitología griega.

Mathew A. Hunter

Sin poder obtener más que unos gramillos de este metal, pasaron los años y el titanio pasó desapercibido para la gran mayoría del público. Así hasta principios del siglo pasado, en 1910, cuando Matthew Albert Hunter (Un genio Neozelandés que emigró a Estados Unidos para trabajar para General Electric y donde acabó ejerciendo de profesor de Universidad en Nueva York) consiguió desarrollar un proceso para obtener titanio puro. Lo obtuvo a partir de tetracloruro de titanio (TiCl4). Y además obtuvo una pureza del 99´9%. El proceso se ha ido mejorando (aunque el de Hunter se sigue usando cuando se necesita una gran pureza), pero sigue siendo un proceso complicado y caro.

Ese metal ha resultado ser extraordinario, y es por ello por lo que hoy en día tiene multitud de aplicaciones. Es ligero, es muy duro y además resiste extraordinariamente bien a la corrosión. A temperatura ambiente casi no se oxida con el aire.

Arde a 1200ºC y se funde a 1600ºC. Para moldearlo o para soldarlo hace falta usar cámaras de vacío y/o atmósferas de gases inertes (que no sea nitrógeno, porque a parte de que prende, se forma nitrato de titanio). Si intentas moldearlo a la vieja usanza, como los herreros o con soldadura convencional el titanio empezará a arder antes que fundirse, lo cual es bastante curioso. Y poco práctico.  

La mayor parte del titanio que se utiliza hoy en día, más que para la aviación o la construcción, como podría pensar cualquiera que haya visitado el Guggenheim de Bilbao, en su forma de óxido (TiO2). Este espectacular museo, construido en los 90, marcó un antes y un después en la construcción con titanio. Consta con 33000 finas planchas de titanio que no se oxida, no se corroe y que durará toda la vida.
                                                           

El dióxido de titanio es un polvo muy blanco y fino que se pone en un montón de productos como pigmento blanco (es el pigmento blanco más importante que existe). Se utiliza en plásticos, pinturas, medicinas, pasta de dientes o crema solar, por ejemplo. Incluso en alimentos, donde viene indicado como E171. Son las ventajas de ser químicamente inerte y aguantar muy bien las temperaturas o el deterioro por la exposición a la luz solar. Respecto a los alimentos, hay páginas donde te recomiendan no comer nada que contenga E171 y, aunque en realidad el titanio seguramente pasará por nuestro cuerpo como si nada, (aunque hay estudios que sugieren lo contrario) al final estás tomando un metal que sirve para poco más que para blanquear los alimentos. 

Pero claro, lo más espectacular del titanio y lo que más llama la atención es su dureza en relación a lo ligero que es. Por eso se utiliza mucho en la industria aeroespacial y naval. Aviones, helicópteros, barcos, submarinos, muchos de ellos, construidos en parte con titanio o aleaciones de titanio (como aluminio con titanio, tal y como adelanté en la entrada sobre el escandio). Y a parte de en muchos medios de transporte marinos o aéreos, también se construyen partes de coches o de bicicletas. Y objetos más cotidianos, como, por ejemplo, me viene a la memoria, unas gafas que tenía mi madre de titanio (A ver si me dice qué pasó con ellas), relojes, joyas, palos de golf… muchos de estos objetos cotidianos simplemente se cubren con nitruro de titanio (TIN), que les da un aspecto como dorado-rosado y que se utiliza por su dureza, sobretodo para recubrir sierras, cuchillos o brocas, por ejemplo.
                              

Aprovechando que es ligero y que no se corroe, también se utiliza en medicina para prótesis de todo tipo, piezas dentales o herramientas quirúrgicas. El titanio ha sido una sorpresa por lo bien que funciona para las prótesis. Cuando en 1952, un médico sueco, el Doctor Per-IngVar Branémark estaba tranquilamente estudiando células sanguíneas en unos huesos de conejo, no podía imaginarse lo que estaba a punto de descubrir. Hizo unos cortecillos en los huesos y puso unas finísimas y transparentes láminas de titanio, para estudiar las células en vivo. Se dio cuenta de que no podía reutilizar las láminas (que baratas no debían ser, por cierto) porque se quedaban pegadas a los huesos del conejo como por arte de magia. Se olvidó de las células sanguíneas y se dedicó a investigar esto, y descubrió otra maravillosa propiedad del titanio: Engañar al cuerpo, haciéndole creer que es calcio, con lo que las prótesis de madera o de cualquier metal que el cuerpo rechazaba pasarían a la historia. Además es un metal que no afecta al resultado de las resonancias magnéticas, porque a penas se magnetiza.

Hay más, como siempre, el tetracloruro y tricloruro de titanio se utilizan como catalizadores, este último para la fabricación de polipropileno. El nitinol es un compuesto de níquel y titanio, muy usado en aplicaciones donde se necesite que el material recupere su forma por acción del calor como en robótica o medicina. Dejo un vídeo donde se observa esta propiedad del nitinol.