CADMIO

Nombre: Cadmio

Símbolo: Cd

Grupo: 12

Período: 5

Bloque: d

Categoría: Metales de transición

Número atómico: 48

Masa atómica:  112,411 u

Electrones por capa: 2, 8, 18, 18, 2

Electronegatividad: 1,69

Densidad: 8,65 gr/cc

Punto de Fusión: 321ºC

Punto de Ebullición: 767ºC

Conductividad Térmica: 96 W (m·K) 

Conductividad Eléctrica: 1,4 × 10^7 S/m 

Orden Magnético: Diamagnético

Estado Ordinario: Sólido

Estados de Oxidación: -2, 1, 2

Dureza Mohs: 2

Dureza Vickers: Sin datos 

Dureza Brinell: 203

Isótopos más estables: Cd-106 (1,25%), Cd-108 (0,89%), Cd-110 (12,47%), Cd-111 (12,80%), Cd-112 (24,11%), Cd-113 (12,23%), Cd-114 (28,75%) y Cd-116 (7,51%)

Descubridor: Karl S. L. Hermann y Friedrich Stromeyer, alemanes (mismo año, forma independiente; 1817)

El cadmio (Cd), elemento químico de número atómico 48, es un metal de transición blando y plateado, conocido por su toxicidad y aplicaciones en aleaciones, baterías y pigmentos. Su descubrimiento en 1817 marca un hito curioso en la historia de la química, ya que fue identificado casi simultáneamente por dos científicos alemanes, Karl Hermann y Friedrich Stromeyer, quienes trabajaban de forma independiente. Con una abundancia de ~0,15 ppm en la corteza terrestre, el cadmio es relativamente raro y se encuentra principalmente como impureza en minerales de zinc (Zn), lo que refleja su cercanía química en el grupo 12 de la tabla periódica. La historia del cadmio combina avances científicos del siglo XIX con el posterior reconocimiento de sus riesgos ambientales y su importancia industrial.

El descubrimiento del cadmio ocurrió en 1817, cuando Karl Hermann, un farmacéutico alemán, y Friedrich Stromeyer, un químico y profesor de la Universidad de Göttingen, analizaron de forma separada muestras de carbonato de zinc (calamina, ZnCO₃) contaminadas con un material desconocido. Hermann observó un residuo amarillo al calentar la calamina, mientras que Stromeyer aisló el metal mediante reducción y notó su coloración distintiva al formar compuestos. Fue Stromeyer quien nombró al elemento “cadmio”, derivado del latín cadmia, en referencia a la calamina, y al mito griego de Cadmo, el fundador de Tebas. Este nombre refleja la asociación histórica del cadmio con los minerales de zinc, ya que ambos metales suelen coexistir en depósitos como la esfalerita (ZnS), donde el cadmio aparece en trazas (~0,1–0,5%).

En el siglo XIX, el cadmio era poco más que una curiosidad científica, pero su uso creció en el siglo XX con el desarrollo de aplicaciones industriales. Durante las décadas de 1920 y 1930, se popularizó en pigmentos (como el amarillo de cadmio, CdS) por su brillo y estabilidad, y en recubrimientos anticorrosivos para acero debido a su resistencia a la corrosión en ambientes salinos. En los años 1960, las baterías de níquel-cadmio (NiCd) se convirtieron en un pilar para dispositivos portátiles, aprovechando la alta capacidad del cadmio como electrodo. Sin embargo, la toxicidad del cadmio, reconocida plenamente en las décadas de 1970 y 1980, llevó a restricciones en su uso, especialmente en Europa, debido a su impacto ambiental y riesgos para la salud (por ejemplo, la enfermedad itai-itai en Japón, causada por contaminación por cadmio). Hoy, la producción global (~23.000 toneladas anuales en 2025) se concentra en Asia (China, Corea del Sur), con aplicaciones limitadas a sectores especializados como la electrónica y la energía solar. La historia del cadmio, desde su descubrimiento paralelo hasta su rol como un material controvertido, ilustra el equilibrio entre innovación tecnológica y responsabilidad ambiental.

El cadmio (Cd), elemento químico de número atómico 48, es un metal de transición del grupo 12 de la tabla periódica, conocido por su suavidad, toxicidad y aplicaciones en aleaciones, pigmentos y baterías. Con una densidad de 8,65 g/cm³ y una abundancia de ~0,15 ppm en la corteza terrestre, el cadmio es un metal relativamente raro que se encuentra principalmente como impureza en minerales de zinc (Zn), como la esfalerita (ZnS). Su apariencia grisácea-azulada, más opaca que la del zinc, y su textura suave, casi sedosa, lo asemejan al cobre (Cu) o metales preciosos como la plata (Ag), aunque su toxicidad lo clasifica como un “metal pesado” en términos de impacto ambiental y sanitario, similar al plomo (Pb) o el mercurio (Hg).

Físicamente, el cadmio es extremadamente blando (dureza Mohs de 2), permitiendo cortarlo con un cuchillo casero aplicando fuerza suficiente. Es maleable y dúctil, lo que facilita su conformado en láminas o alambres, aunque menos que metales preciosos como el oro (Au). Su punto de fusión bajo (321,07 °C) y punto de ebullición (767 °C) lo hacen ideal para formar aleaciones de bajo punto de fusión, como la aleación de Wood (Cd, Pb, Sn, Bi), utilizada en soldaduras y aplicaciones de baja temperatura. La conductividad eléctrica del cadmio (1,4 × 10⁷ S/m) es buena, aunque inferior a la del cobre, y su conductividad térmica (~96 W/(m·K)) lo hace adecuado para recubrimientos. El cadmio tiene ocho isótopos estables (Cd-106, Cd-108, Cd-110, Cd-111, Cd-112, Cd-113, Cd-114, Cd-116), dos de ellos metaestables, un número elevado que refleja su proximidad al estaño (Sn), el elemento con más isótopos estables (11, debido a su “número mágico” de protones, Z=50).

Químicamente, el cadmio es más reactivo que metales nobles como la plata, comportándose en muchos aspectos como un metal del bloque p en lugar de un metal de transición típico. Reacciona con ácidos (como HCl, formando CdCl₂) y bases, aunque forma una capa pasivadora en algunos entornos que retarda la corrosión. Su compatibilidad con metales del bloque p, como el bismuto (Bi) o el estaño, y con la plata, permite formar aleaciones estables, mientras que su incompatibilidad con muchos metales de transición (como el hierro, Fe) limita su mezcla a altas temperaturas. La toxicidad del cadmio, que puede causar daños renales y óseos (como en la enfermedad itai-itai), restringe su uso en aplicaciones modernas, especialmente en baterías de níquel-cadmio (NiCd) y pigmentos (CdS), donde ha sido reemplazado por alternativas más seguras. Su combinación de suavidad, reactividad y capacidad de formar aleaciones lo hace valioso en aplicaciones especializadas, pero su manejo requiere precaución debido a su impacto ambiental y sanitario.

El cadmio (Cd), elemento químico de número atómico 48, es un metal de transición del grupo 12 conocido por su toxicidad y suavidad (dureza Mohs ~2), con una densidad de 8,65 g/cm³ y una abundancia de ~0,15 ppm en la corteza terrestre. Aunque su toxicidad limita su uso, el cadmio presenta una resistencia moderada a la corrosión, comparable a la del zinc (Zn), con el que comparte propiedades químicas debido a su proximidad en la tabla periódica. Esta resistencia, aunque no equiparable a la de metales nobles como el oro (Au) o el platino (Pt), permite aplicaciones específicas, como recubrimientos protectores, a pesar de los riesgos ambientales y sanitarios asociados.

El cadmio es estable en aire seco y húmedo a temperatura ambiente, formando una fina capa pasivadora de óxido de cadmio (CdO) que protege el metal subyacente de una oxidación adicional por oxígeno (O₂). Esta capa, aunque menos tóxica que el cadmio metálico, sigue siendo peligrosa y puede liberarse en el ambiente si se manipula incorrectamente. En agua dulce y salada, el cadmio resiste la corrosión durante períodos moderados, pero en agua salada (con cloruro de sodio, NaCl) la formación de cloruro de cadmio (CdCl₂) acelera la degradación, especialmente en presencia de electrolitos. La capa pasivadora es fácilmente removible por abrasión o disolución química, lo que permite una corrosión progresiva que penetra en la pieza, comprometiendo su integridad estructural con el tiempo.

El cadmio es vulnerable a ácidos, tanto reductores (como el ácido clorhídrico, HCl) como oxidantes (como el ácido nítrico, HNO₃), que disuelven rápidamente el metal, formando compuestos como CdCl₂ o nitrato de cadmio (Cd(NO₃)₂). Las bases fuertes, como el hidróxido de sodio (NaOH), también atacan el cadmio, generando hidroxocomplejos. A pesar de su reactividad, la resistencia moderada del cadmio a entornos no ácidos lo hace útil en recubrimientos protectores para acero, similares a los de zinc. En procesos de galvanizado, el cadmio se aplica mediante electrodeposición, ofreciendo protección sacrificial en ambientes corrosivos, como los marinos, aunque su uso ha disminuido debido a regulaciones ambientales por su toxicidad (por ejemplo, restricciones en la Unión Europea bajo la directiva RoHS). La combinación de resistencia limitada pero funcional, junto con su capacidad de formar capas protectoras, hace del cadmio un material viable en aplicaciones industriales específicas, siempre que se manejen sus riesgos con precaución.

El Cadmio es de esos metales, como el Itrio, por poner un ejemplo, que son más útiles como compuestos que en forma pura o como aleantes, ya que si bien es parte de algunas aleaciones, se ha intentado erradicar su uso sistemáticamente y con buena razón debido a su naturaleza tóxica. 

El principal uso del Cadmio (casi 9 de cada 10 ocasiones) es la fabricación de baterías de Níquel – Cadmio recargables donde ambos metales se encuentran unidos mediante una reacción electrolítica en solución de Hidróxido de Potasio (“Sosa Cáustica”), las autoridades sanitarias (y un humilde servidor) recomiendan no tirar las pilas (sean del tipo que sean) a los contenedores si no a sitios de recogida especializados donde se les dará un tratamiento aparte. 

El segundo uso del Cadmio más importante (que como habrás deducido, se ha ido reduciendo poco a poco) es el de la fabricación de pinturas. Éstas pinturas tenían una calidad muy superior a las alternativas, pero se sacrifica la estética en pro de la salud de la población.

El tercer uso del Cadmio, ya mencionado en éste libro en el apartado de los termoplásticos no es otro que el de estabilizador en los mismos: efectivamente, se usaba como dopante en plásticos comunes y no tan comunes (dependiendo de las exigencias de uso) porque mejoraba las propiedades mecánicas, lo hacía más resistente (o directamente, inmune) a la degradación por radiación de rayos solares (UV) y también aumentaba la tolerancia al calor. Se ha reemplazado y se sigue reemplazando al Cadmio y al Plomo, también antaño usado, por combinaciones de Calcio – Zinc, entre otras. 

Finalmente, el Cadmio ha sido tradicionalmente un componente de las aleaciones de tipo “pot metal”/”white metal”, ligas de metales del bloque-p con base de Estaño, Plomo o una mezcla de ambos en aplicaciones como rodamientos grandes, piezas conseguidas mediante moldeado a presión, et cétera. El Cadmio es un gran metal, con la desgracia de que es venenoso, lo cual restringe su gama de usos posibles. 

El cadmio (Cd), elemento químico de número atómico 48, es un metal pesado de transición conocido por su elevada toxicidad, lo que plantea riesgos significativos para la salud humana y el medio ambiente. Con una densidad de 8,65 g/cm³ y una abundancia de ~0,15 ppm en la corteza terrestre, se encuentra principalmente como impureza en minerales de zinc (Zn), como la esfalerita (ZnS). Aunque no causa la muerte inmediata salvo en casos extremos de ingestión masiva, como podría ocurrir con un niño pequeño, la exposición crónica al cadmio tiene efectos devastadores, particularmente en los riñones, los huesos y el sistema nervioso, debido a su capacidad para acumularse en el cuerpo con una semivida biológica de 10 a 30 años. Su uso en aplicaciones industriales, como baterías de níquel-cadmio (NiCd), pigmentos (CdS) y recubrimientos, exige estrictas medidas de precaución para minimizar los riesgos.

La toxicidad del cadmio radica en su habilidad para imitar químicamente a elementos esenciales, como el calcio (Ca) o el zinc, gracias a su radio atómico (~151 pm) y estados de oxidación (+2). Este fenómeno, conocido como mimetismo iónico, permite al cadmio interferir en procesos metabólicos y enzimáticos, causando daños renales, osteoporosis y, en casos históricos como la enfermedad itai-itai en Japón, dolor óseo severo. Clasificado como carcinógeno humano por la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC), el cadmio está vinculado a cánceres de pulmón y próstata. La exposición puede ocurrir por inhalación de vapores o polvo en entornos industriales, ingestión a través de alimentos o agua contaminada, especialmente en cultivos como el arroz, o contacto dérmico prolongado.

Para manejar el cadmio de forma segura, es crucial implementar medidas rigurosas. En entornos industriales, como plantas de galvanizado o reciclaje de baterías, se requiere el uso de equipos de protección individual, incluyendo guantes, mascarillas y respiradores, para evitar la inhalación de partículas o el contacto con compuestos de cadmio, como el cloruro de cadmio (CdCl₂). Los sistemas de ventilación y filtración son esenciales para reducir la liberación de polvo o vapores de cadmio al ambiente. La gestión de residuos, como baterías NiCd o desechos de procesos de electrodeposición, debe realizarse en instalaciones especializadas para prevenir la contaminación de suelos y agua, ya que el cadmio soluble puede filtrarse en ecosistemas. Las normativas, como la directiva RoHS de la Unión Europea, restringen su uso en productos electrónicos a menos del 0,01% en peso, promoviendo alternativas más seguras. Además, el monitoreo de cultivos en suelos contaminados es fundamental para evitar la acumulación de cadmio en la cadena alimentaria.

Debido a estos riesgos, el uso del cadmio ha disminuido en favor de opciones menos tóxicas, como baterías de iones de litio (Li-ion) o pigmentos no basados en cadmio. Sin embargo, sigue siendo relevante en aplicaciones especializadas, como celdas solares de telururo de cadmio (CdTe), donde su manejo controlado es crítico. La combinación de su toxicidad y utilidad industrial requiere un equilibrio cuidadoso, asegurando que las precauciones adecuadas protejan la salud humana y el medio ambiente mientras se aprovechan sus propiedades en contextos específicos.