julio 13, 2012

El Berilio: Un metal estratégico y crítico

El berilio es uno de los metales más ligeros y de mayor dureza del que no había gran demanda industrial hasta que en los años 1930 y 1940, las industrias aeroespaciales, de defensa, y la energía nuclear comenzaron a utilizar el berilio y sus compuestos. El berilio esta clasificado actualmente por el Departamento de Defensa de EE.UU. como un material estratégico y fundamental, ya que se utiliza en productos que son vitales para la seguridad nacional. La forma de óxido de berilio fue identificado en 1797, y los científicos aislaran el berilio metálico en 1828. Los compuestos de berilio, algunos son tóxicos y deben manejarse con sumo cuidado. Exposiciones relacionadas con el lugar de trabajo a polvos o humos de berilio y compuestos de berilio son conocidos por causar serios problemas de salud, como el cáncer o la enfermedad crónica de berilio, que es una respuesta del sistema inmunológico que puede dañar los pulmones. Las prácticas apropiadas de los lugares de trabajo prevenir estas exposiciones. 

Los usos de Berilio
Aleaciones de cobre-berilio, actualmente representan aproximadamente el 80 por ciento del berilio utilizado sólo en los Estados Unidos. Estas aleaciones son fuertes, duros, y no magnéticos, que son buenos conductores de electricidad y calor, y se resisten a la corrosión y la fatiga. Las aleaciones de berilio se utilizan en la fabricación de conectores, fuentes, interruptores y otros componentes de aparatos eléctricos y electrónicos para el sector aeroespacial, automóvil, computadora, defensa, medicina, telecomunicaciones y otros productos. 

Propiedades físicas del Berilio
El berilio es metal muy ligero y muy rígido, es seis veces más rígido que el acero, y no se deforma a temperaturas altas y bajas. El metal berilio se utiliza en la industria aeroespacial y de defensa para hacer instrumentos de precisión ligeros. Los espejos del telescopio espacial Spitzer y el Telescopio Espacial James Webb (JWST), que tiene previsto su lanzamiento en 2018, están hechos de berilio. El espejo principal del JWST contiene 18 segmentos hexagonales (cada segmento es de 4,3 metros de diámetro) que deben mantener su forma exacta, incluso a temperaturas de -400 grados centígrados y debe ser lo suficientemente ligero para ser llevado a la órbita, el telescopio funcionará aproximadamente en una orbita de 1.5 millones de kilómetros sobre la Tierra. El berilio es casi transparente a los rayos X, el berilio y el papel de aluminio se utiliza como material de la ventana de rayos X y otras máquinas de radiación. En los reactores nucleares, berilio metálico y óxido de berilio se utilizan para controlar las reacciones de fisión. El berilio se ha utilizado también en los mecanismos desencadenantes de las armas nucleares. 

¿De dónde proviene el Berilio?
De dos minerales, bertrandita y el berilo, ambas son menas para el berilio, y ambos se encuentran en asociación con las rocas ígneas. Por dato precisamos que todo el berilio que se extrae actualmente en los Estados Unidos proviene de la bertrandita mineral. 

Origen de la Bertrandita
Una compleja serie de acontecimientos deben tener lugar para concentrarse el berilio en la bertrandita. En primer lugar, un magma que es rico en flúor, berilio, y el sílice debe entrar en erupción en una zona donde hay rocas de carbonatos (piedra caliza o la dolomita). Si el calor del magma calienta el agua subterránea en la zona y hace que el agua se mueva a través de las rocas que la rodean, el agua recoge los elementos, incluyendo el berilio, el de las rocas, el agua puede reaccionar con adecuados ígneas y las rocas sedimentarias para cristalizar los minerales, incluyendo bertrandita.

Fuentes de Berilo (Beryl)
El mineral berilo es la principal fuente de berilio extraído fuera de los Estados Unidos. Berilo se encuentra más frecuentemente en las venas o pegmatitas graníticas, que son rocas que contienen los minerales poco frecuentes en el planeta que se cristalizaron a partir de una intrusión ígnea de gran tamaño. Las pegmatitas se caracterizan por grandes cristales entrelazados que a menudo incluyen elementos inusuales y minerales. Cristales puros de berilo son incoloros, pero la inclusión de otros elementos en el berilo crea coloridas y valiosas piedras preciosas. Si toma el color verde se denominan esmeraldas es debido a las trazas de cromo y vanadio a veces en la red cristalina berilo. El color azul claro a azul verdoso es la aguamarina, la cual toma ese color por los átomos de hierro con un estado de oxidación +2 (Fe 2 +), otros elementos en los cristales de berilo producir colores que van del color oro al rojo. La esmeralda más grande extraída en los Estados Unidos, es una piedra preciosa de 64 quilates, se redujo de un cristal de 310 quilates de color verde oscuro encontrado en la mina Esmeralda Adams en Carolina del Norte en 2009. 

Berilio oferta y la demanda
Los Estados Unidos es el líder mundial en producción de berilio. En una sola mina en el Spor Mountain, Utah, produjo más del 85 por ciento del berilio en todo el mundo en 2010. China produjo la mayor parte del resto, y menos del 2 por ciento provino de Mozambique y otros países. Las reservas nacionales también proporcionan cantidades significativas de berilio para su procesamiento. 

Tres países, China, Kazajstán y Estados Unidos, procesan el mineral de berilio. En 2005, el Departamento de Defensa de EE.UU. inició una sociedad con una empresa del sector privado para construir una nueva planta procesadora en Ohio para producir metal berilio de gran pureza. La planta de procesamiento se completó en 2011, y hasta dos tercios de su producción se destinan para la defensa y otras áreas relacionadas con el Gobierno. Estados Unidos importo aproximadamente el 34 por ciento de las materias primas que utilizan berilio en el 2011, incluyendo el berilio metal y otros materiales procesados ​​que se emplean en la fabricación del berilio, las dos terceras partes de este material procedían de Rusia y Kazajstán. 

Reciclaje de Berilio
El berilio que se recicla a partir de chatarra sobrante de la fabricación de productos que contienen berilio puede proporcionar aproximadamente el 10 por ciento de consumo aparente de los EE.UU. El consumo aparente es una medida de la cantidad de un material que se utiliza realmente, calculado como la producción + importaciones - exportaciones ± cambios en las reservas del gobierno o la industria. 

Reserva de berilio en los Estados Unidos 
Los Estados Unidos es probable que sea capaz de cumplir la mayoría de su demanda doméstica de berilio. En este país, existen importantes reservas probadas de bertrandita en Spor Mountain, Utah, y hay recursos de berilio en otras áreas de Utah y Alaska. Aproximadamente el 65 por ciento de los recursos estimados globales de berilio nonpegmatitic se encuentra en los Estados Unidos. El Departamento de Defensa de EE.UU. apunta a contener aproximadamente 45 toneladas métricas de polvo prensado en caliente de metal berilio en la Reserva de la Defensa Nacional. 

Garantizar el suministro futuro de Berilio
Para ayudar a predecir donde los suministros futuros de berilio pueden estar ubicados, los científicos del USGS,  estudian cómo y dónde se concentran los recursos de berilio en la corteza de la Tierra y usar ese conocimiento para evaluar la probabilidad de que los recursos no descubiertos de berilio puede hallarce. Las técnicas para evaluar los recursos minerales han sido desarrolladas por el USGS en apoyo de la administración de tierras federales y para evaluar mejor la disponibilidad de recursos minerales en un contexto global. El USGS también recopila estadísticas e información sobre la oferta mundial, la demanda, y el flujo de berilio. Estos datos se utilizan para que EE.UU. establezca políticas nacionales al respecto.

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