Trióxido de Aluminio, Alúmina (Al2O3)

Fórmula: Al2O3

Punto de fusión: 2072ºC

Densidad: 3,987 gr/cc (todas las modificaciones)

Solubilidad: Sólo en HF y bases calientes.

La alúmina ha sido reconocida desde la antigüedad por sus formas gemológicas: el rubí y el zafiro, ambos variedades del mineral corindón, que no es más que Al₂O₃ en su forma cristalina más estable. Estas piedras preciosas fueron valoradas durante milenios, sin que se conociera su composición exacta hasta el desarrollo de la química moderna. Durante el siglo XIX, se perfeccionaron los métodos industriales para obtener alúmina pura mediante la oxidación controlada del aluminio metálico o la calcinación de minerales ricos en este elemento, sentando las bases de su producción masiva.

El óxido de aluminio es un material de dureza extrema (9 en la escala Mohs), sólo superado por compuestos como el diamante o el carburo de silicio (SiC, conocido como moissanita en su forma gema). Posee gran tenacidad, alta resistencia a la abrasión y un comportamiento térmico sobresaliente, lo que lo sitúa como una de las cerámicas técnicas más importantes.

El término “alúmina” se aplica a la forma policristalina, de color blanco lechoso, que se produce industrialmente en grandes volúmenes. Por su parte, el “corindón” es la fase monocristralina natural o sintética de Al₂O₃, de notable transparencia y pureza estructural. Aunque sus estructuras difieren, ambas formas comparten propiedades mecánicas y químicas prácticamente idénticas: elevada estabilidad térmica, inercia química y excelente resistencia al desgaste.

Una variante especial, la alúmina activa, es porosa e hidrófila, capaz de adsorber cantidades marginales de H₂O. Se emplea como desecante y no debe confundirse con la alúmina densa, que es completamente inerte frente al agua y no presenta solubilidad apreciable.

El corindón, con una densidad próxima a 4 g·cm⁻³, resulta más denso que el aluminio metálico debido a que los enlaces Al–O son más cortos y fuertes que los enlaces Al–Al, lo que permite empaquetar más átomos por unidad de volumen. Esto constituye una excepción notable respecto a muchos otros óxidos metálicos, que suelen ser menos densos que sus metales de origen.

El Al₂O₃ se utiliza extensamente como abrasivo, en crisoles, en piezas de laboratorio resistentes a la corrosión y al calor, y en componentes cerámicos de alto rendimiento. Por su combinación única de dureza, tenacidad y estabilidad térmica, es una de las cerámicas técnicas más económicas y, al mismo tiempo, más versátiles.

La forma monocristralina (corindón) puede sintetizarse con gran pureza en laboratorios mediante procesos como el método Verneuil o la fusión por haces de plasma. Gracias a ello, se fabrican bloques de zafiro sintético de hasta casi un metro cúbico, usados en ventanas ópticas de alta resistencia, lentes para sistemas láser, sustratos electrónicos y componentes transparentes sometidos a ambientes extremos. El “zafiro sintético” que aparece en esferas de relojes de alta gama es realmente Al₂O₃ monocristralino, idéntico o superior al zafiro natural en calidad y pureza.

De manera similar, los relojes mecánicos que indican poseer “20 o 23 rubíes” utilizan rubíes sintéticos (corindón dopado con cromo para dar el característico color rojo) como cojinetes de alta precisión. Estos cristales minimizan el desgaste de los ejes internos, ofreciendo una fricción mínima y una durabilidad sobresaliente.

El rubí y el zafiro no difieren en su estructura química: ambos son corindón puro, y el color se debe a trazas de metales de transición. El cromo otorga el tono rojo del rubí, mientras que la combinación de hierro y titanio produce el azul del zafiro; otras impurezas generan colores amarillos, verdes, violetas o rosados.

Hoy, el tríóxido de aluminio es indispensable en sectores que van desde la joyería hasta la metalurgia, la microelectrónica y la ingeniería avanzada. Su abundancia natural, facilidad de síntesis y equilibrio entre coste y prestaciones lo convierten en una de las cerámicas técnicas de referencia a nivel mundial.