¿Qué son los metales pesados?

Los metales pesados son elementos metálicos con alta densidad y toxicidad, como mercurio, plomo y cadmio.

¿Cómo afectan los metales pesados al medio ambiente?

Afectan contaminando suelos y aguas, dañando la flora y fauna, y acumulándose en la cadena alimentaria.

¿Cuáles son las fuentes de contaminación por metales pesados?

Las principales fuentes incluyen industrias, minería, pesticidas y residuos electrónicos.

¿Cómo se pueden reducir los niveles de metales pesados en el medio ambiente?

Se pueden reducir mediante regulaciones estrictas, tratamientos de aguas residuales y uso de tecnologías limpias.

Metales Pesados: Mercurio, Plomo

Metales Pesados

¿Qué significa para ti el término "metales pesados"? Es posible que pienses en conciertos de headbanging y canciones de rock emblemáticas. Pero en un sentido científico, el término metales pesados se refiere a elementos metálicos de gran densidad.

Pruéablo tú mismo

Su alta densidad les confiere propiedades útiles en la construcción y la fabricación, pero se ha asociado a su toxicidad.

¿Quieres saber más sobre los metales pesados, pero no tienes tiempo para buscar información inútil? Echa un vistazo a este artículo para conocer sus características, su formación, ¡y mucho más!

Definición de metales pesados

Empecemos con una definición.

El término metal pesado se refiere a un elemento químico metálico de alta densidad que es tóxico o venenoso a bajas concentraciones.

Algunos elementos clasificados como metales pesados son en realidad metaloides, es decir, elementos que tienen propiedades tanto de metales como de no metales.

En concentraciones elevadas, los metales pesados contaminan el medio ambiente.

Ejemplos de metales pesados son el mercurio, el plomo y el cadmio.

Formación de la contaminación por metales pesados

Los metales pesados son elementos que se encuentran de forma natural en la corteza terrestre. Algunos metales pesados son esenciales para mantener la salud y el metabolismo del organismo. Los metales pesados entran en nuestro cuerpo a través de los alimentos, el agua o el aire.

La ingestión de concentraciones muy elevadas de metales pesados puede provocar toxicidad y problemas de salud asociados.

Se calcula que la intoxicación por plomo ha causado el 30% de la discapacidad intelectual mundial.

Los fenómenos naturales, como la meteorización y las erupciones volcánicas, pueden contribuir a la formación de contaminación por metales pesados. Alternativamente, la contaminación por metales pesados puede proceder de fuentes antropogénicas, como:

Residuos industriales
Procesos de minería y fundición
Uso agrícola de metales
Plantas de procesamiento
Quema de combustibles fósiles
Centrales nucleares

Características de los metales pesados

Como su nombre indica, los metales pesados son elementos densos. Se sugiere que la pesadez está asociada a la toxicidad.

Otras características son

Lustre: la superficie de los metales pesados tiene un brillo suave.
Ductilidad : los metales pesados pueden sufrir cambios en su forma física sin romperse.
Maleabilidad : la forma de los metales pesados puede deformarse fácilmente bajo compresión.
Conductividad : los metales pesados pueden conducir eficazmente el calor y la electricidad.

Importancia de los metales pesados

En cantidades traza, los metales pesados tienen importantes funciones bioquímicas y fisiológicas en los organismos vivos. El cobre y el zinc, en particular, son muy útiles en el organismo.

Cobre y zinc

El cobre se utiliza junto con el hierro para formar glóbulos rojos. Ayuda a mantener sanos los huesos, los nervios y la función inmunitaria. Las deficiencias nutricionales de cobre están asociadas al colesterol alto y a la hipertensión arterial.

El zinc ayuda al sistema inmunitario, a la función del metabolismo, a la cicatrización de heridas y a la síntesis del ADN. Las deficiencias nutricionales de zinc se asocian a letargo, mala cicatrización de las heridas y problemas inmunitarios.

Los alimentos ricos en proteínas son fuentes excelentes de cobre y zinc. Asegúrate de que tu dieta contiene cantidades adecuadas de carne, marisco, frutos secos, semillas y legumbres.

Los metales pesados también son importantes por su tendencia a bioacumularse.

La bioacumulación es el aumento de la concentración de una sustancia química en un organismo biológico a lo largo del tiempo.

Las sustancias químicas se acumulan en los organismos vivos cuando son absorbidas y almacenadas más rápidamente de lo que pueden ser metabolizadas o excretadas.

La bioacumulación está asociada a la biomagnificación.

Labiomagnificación es el proceso por el que las sustancias químicas pasan de un nivel trófico a otro, aumentando así su concentración.

Las tendencias a la bioacumulación y biomagnificación de los metales pesados tóxicos pueden causar problemas de salud en los organismos vivos, incluido el ser humano.

Ejemplos de metales pesados

Ahora vamos a ver algunos metales pesados comunes, sus fuentes antropogénicas y los problemas de salud que pueden causar en los seres humanos.

Metales pesados	Fuentes antropogénicas	Problemas de salud	Complicaciones
Mercurio	Quema de combustibles fósiles Residuos médicos y municipales	Los síntomas de la intoxicación por mercurio son principalmente neurológicos, y a menudo afectan al desarrollo.	Las complicaciones incluyen daño cerebral, daño renal e insuficiencia circulatoria.
Cadmio	Minería y fundición Fertilizantes fosfatados Fumar	La exposición al cadmio provoca síntomas similares a los de la gripe.	Las complicaciones incluyen tos, anemia, daños renales irreversibles y un mayor riesgo de cáncer.
Arsénico	Fundición Quema de carbón	Los síntomas de la intoxicación por arsénico incluyen vómitos, dolor abdominal y diarrea.	Las complicaciones incluyen pigmentación, lesiones cutáneas y un mayor riesgo de cáncer.
Cromo	Combustión Procesamiento de metales	La intoxicación por cromo puede afectar a los sistemas cardiovascular, respiratorio, renal, digestivo y neurológico.	Las complicaciones provocan problemas mortales en diversos sistemas orgánicos.
Talio	Minería Procesado de metales	La exposición al talio provoca fiebre, delirio y coma.	Las complicaciones se han asociado con comportamientos psicóticos y problemas en la piel, los huesos y los órganos.
Plomo	Productos que contienen plomo	La exposición al plomo provoca síntomas como dolor, anemia y daños en los órganos.	Las complicaciones son neurológicas; la intoxicación a una edad temprana puede alterar el desarrollo cognitivo y provocar discapacidad intelectual.
Cobre	Minería Fungicidas y pesticidas	Los síntomas de la toxicidad del cobre incluyen dolor de estómago, fatiga y náuseas.	Las complicaciones pueden provocar fallos orgánicos, daños cerebrales y la muerte.
Níquel	Aguas residuales domésticas Minería y fundición	La ingestión de níquel provoca náuseas, vómitos y diarrea.	Las complicaciones incluyen la muerte y un mayor riesgo de cáncer.
Zinc	Minería y fundición Producción de acero	Los síntomas de toxicidad por zinc incluyen náuseas, vómitos y fatiga.	Las complicaciones incluyen disnea (respiración dificultosa) y problemas gastrointestinales.

Dispersión y degradación de los metales pesados

La contaminación por metales pesados suele dispersarse (esparcirse por una amplia zona) a través del viento, el agua y el suelo.

Los metales pesados son no biodegradables, por lo que siguen persistiendo en el medio ambiente. Por tanto, la contaminación por metales pesados requiere una remediación.

Control de la contaminación por metales pesados

En el Reino Unido, la contaminación por metales pesados se estudia mediante una red de vigilancia, que consta de 15 emplazamientos rurales en todo el Reino Unido. Mide la deposición y las concentraciones de fondo de metales pesados, analizando el agua de lluvia y las partículas atmosféricas. Las concentraciones de metales se combinan con datos meteorológicos para calcular la deposición y construir mapas de deposición del Reino Unido.

Esta red de vigilancia se utiliza para predecir la movilidad de los metales pesados e informar los programas de vigilancia. Se identifica a los miembros vulnerables de la población y se les informa sobre el riesgo de contaminación por metales pesados.

Control de los metales pesados

Hemos aprendido que la contaminación por metales pesados no es biodegradable y puede provocar graves problemas de salud si se ingiere en grandes cantidades. Por tanto, es importante limitar la contaminación por metales pesados.

Fitorremediación

Es una forma de biorremediación, adecuada para una variedad de contaminantes, entre ellos

Metales
Pesticidas
Explosivos
Petróleo

Lafitorremediación es una técnica que utiliza plantas para limpiar entornos contaminados.

Los cultivosfibrosos se cultivan en suelos contaminados por iones de metales pesados.

Para este proceso no se utilizan cultivos comestibles, por miedo a que los iones tóxicos entren en la cadena alimentaria.

A medida que crecen, los cultivos de fibra extraen los iones de metales pesados del suelo almacenándolos en sus raíces, tallos u hojas. Pueden convertir los iones en sustancias químicas menos nocivas dentro de la planta o de la zona radicular, donde se liberan al aire en forma de gases, o se transfieren a los microbios del suelo que los descomponen.

La fitorremediación es un proceso lento, pero eficaz. Sin embargo, las técnicas de fitorremediación funcionan mejor cuando los niveles de contaminantes son bajos. De lo contrario, las altas concentraciones pueden limitar el crecimiento de las plantas.

Adsorción mediante polímeros

Los polí meros se utilizan mucho para eliminar los iones de metales pesados de las aguas residuales. Los iones metálicos se adhieren al polímero, que tiene una superficie elevada.

Laadsorción es el proceso por el cual un sólido retiene moléculas de un gas, líquido o soluto en forma de una fina película.

¡No confundir con absorción!

El proceso de adsorción es barato, muy disponible y respetuoso con el medio ambiente. Los polímeros tienen una gran capacidad de eliminación, y no pueden ser dañados por altas concentraciones de iones de metales pesados.

Estabilización de metales pesados mediante tecnología de polímeros

EcoBond® es un aditivo químico que convierte los metales pesados de suelos y sedimentos en minerales insolubles. Así, estabiliza permanentemente los iones nocivos, limitando la lixiviación y sus problemas ecológicos asociados. Los productos EcoBond® están hechos de polímeros híbridos de enlace elastimérico (HEB). Funciona reteniendo la humedad, eliminando la desgasificación.

El aditivo EcoBond® puede utilizarse desde -37ºC hasta 60ºC, ¡e incluso bajo el agua!

Técnicas de control agrícola

Una causa común de metales pesados en el suelo agrícola son los productos agroquímicos y los fertilizantes inorgánicos. Esto puede limitarse mediante:

Cultivar plantas con factores de transferencia más bajos (evitando que los metales se propaguen a las partes comestibles del cultivo)
Aplicar enmiendas orgánicas al suelo para disminuir la acumulación de metales
Rotación de cultivos
Plantar cultivos para la fitorremediación

Espero que este artículo te haya explicado los metales pesados. Recuerda que son metales densos y tóxicos que pueden causar diversos problemas de salud. Las estrategias de control de la contaminación por metales pesados incluyen la fitorremediación y la adsorción mediante polímeros.

Metales pesados - Puntos clave

Los metales pesados son elementos químicos metálicos de alta densidad que son tóxicos o venenosos a bajas concentraciones. En concentraciones elevadas, los metales pesados causan contaminación.
Las fuentes antropogénicas de contaminación por metales pesados incluyen la minería, el procesamiento, la agricultura, la industria y las centrales eléctricas.
Los metales pesados son densos, lustrosos, dúctiles, maleables y conductores. Tienen importancia biológica, pero en altas densidades son propensos a la bioacumulación y la biomagnificación. Algunos ejemplos de metales pesados son el mercurio, el cadmio, el arsénico, el cromo, el talio, el plomo, el cobre, el níquel y el zinc.
La contaminación por metales pesados se dispersa a través del viento y el agua. No es biodegradable, por lo que debe abordarse mediante remediación.
Para controlar la contaminación por metales pesados se utilizan las estrategias de fitorremediación o adsorción mediante polímeros.

^{1. Nixalite of America Inc., Eco Bond, 2013}

^{2. Centro de Ecología e Hidrología del Reino Unido, Introduction to Heavy Metal Monitoring, 2022}

^{3. Organización Mundial de la Salud, Intoxicación por plomo, 2022}