El Arsénico (As)

1. Introducción al Arsénico

El arsénico, representado por el símbolo químico As y con número atómico 33, es un elemento químico singular clasificado como semimetal o metaloide.¹ Esta clasificación indica que posee una combinación de propiedades tanto metálicas como no metálicas.⁴ Se ubica en el grupo 15 de la tabla periódica, conocido como el grupo del nitrógeno.⁴ A temperatura ambiente, el arsénico se presenta como un sólido.⁴

La relevancia del arsénico en el ámbito científico e industrial reside en su notable dualidad. Por un lado, es reconocido por su extrema toxicidad para los seres vivos, siendo un contaminante ambiental significativo y un carcinógeno confirmado, especialmente en su forma inorgánica.¹ De hecho, se le considera el contaminante químico más importante del agua de bebida a nivel mundial.² Esta omnipresencia natural, combinada con su liberación por actividades humanas, lo convierte en un desafío ambiental constante.²

Paradójicamente, a pesar de su peligrosidad, el arsénico y sus compuestos poseen aplicaciones valiosas en campos tan diversos como la medicina, la electrónica y varias industrias.¹ Esta coexistencia de un riesgo extremo y una utilidad crítica subraya la necesidad imperante de un control preciso sobre sus formas y concentraciones. La comprensión de su especiación química es fundamental, ya que el impacto de este elemento va más allá de una simple etiqueta de «tóxico»; su forma química específica determina en gran medida su comportamiento y sus efectos. Este escenario impulsa un esfuerzo continuo en la investigación científica e industrial para mitigar sus riesgos mientras se aprovechan sus beneficios de manera segura y eficiente.

2. Obtención del Arsénico

El arsénico es un elemento que se encuentra de manera natural en la corteza terrestre, y su liberación al ambiente ocurre a través de procesos tanto naturales como antropogénicos.² Entre las fuentes naturales, destacan los procesos geotérmicos, el agua subterránea y la erosión de minerales que lo contienen.²

Las principales fuentes minerales de arsénico son los sulfuros. El realgar (As4S4), de un distintivo color rojo sangre, y el oropimente (As2S3), de un brillante color amarillo dorado, han sido conocidos y valorados desde hace milenios por sus atractivas formas cristalinas.⁷ Otra fuente mineral crucial es la

arsenopirita (FeAsS), que es la forma más abundante de arsénico en la naturaleza y se encuentra frecuentemente asociada con depósitos de oro, cobre y níquel.² Además, el arsénico está presente en otros minerales como la sinnerita (As4Cu6S9) y la nowackita (As4Cu6S12Zn3).²²

A nivel industrial, el arsénico se obtiene principalmente como un subproducto de la fundición, un proceso que separa el metal de la roca, a partir de diversos minerales metálicos como los de cobalto, níquel, oro y, especialmente, cobre.¹ El arsénico elemental puro puede aislarse calentando arsenopirita (FeAsS) en ausencia de aire, o mediante la reducción de trióxido de arsénico (As2O3) con carbono.²¹ Para la fabricación de componentes semiconductores, se requiere arsénico de muy alta pureza (superior al 99.99999%), el cual se produce reduciendo el cloruro de arsénico (III) a través de destilación múltiple en una corriente de hidrógeno.⁴

La presencia de arsénico como impureza en la metalurgia del cobre es un aspecto crítico, ya que los límites permisibles en los concentrados de cobre no deben superar el 0.5% para su comercialización.¹ Esta restricción no solo responde a preocupaciones ambientales, sino que también impacta directamente la viabilidad económica de la minería del cobre. La gestión de este subproducto es, por lo tanto, una prioridad en la industria. Para la eliminación del arsénico de los concentrados de cobre, se han desarrollado y aplicado varios procesos:

• Escorodita: Este proceso es notable porque genera un residuo sólido estable, utilizado para soluciones con alto contenido de cobre, como los polvos de fundición.¹ Es el único método que produce un residuo sólido que cumple con los requisitos de disposición segura en Chile (Decreto Supremo 148/03), lo que representa un avance significativo en la gestión de residuos peligrosos y la responsabilidad ambiental de la industria minera.
• Arsenito/Arseniato de Calcio: Es el método más utilizado actualmente para el tratamiento de efluentes de plantas de ácido. Sin embargo, el residuo sólido generado es peligroso y requiere ser dispuesto en depósitos de seguridad especializados.¹
• Trisulfuro de Arsénico: Este método se emplea para obtener soluciones con concentraciones de arsénico inferiores a 1 ppm, utilizando gas H2S o NaHS. El residuo resultante también es peligroso y debe ser dispuesto de forma segura.¹ No obstante, si el contenido de arsénico no es excesivamente alto, el residuo puede ser recirculado a la fundición para que el arsénico se fije en la escoria, reduciendo la cantidad de desecho peligroso.
• Lixiviación Alcalina: Un método eficaz para la remoción selectiva de arsénico y antimonio de la enargita (Cu3AsS4) y otros sulfuros. Este proceso utiliza sulfuro de sodio (NaHS) y hidróxido de sodio (NaOH) a temperaturas moderadas (entre 60°C y 107°C).²² Una de sus ventajas es que deja el cobre en el residuo sólido, lo que permite obtener un concentrado de cobre más limpio. Además, presenta una cinética de reacción rápida y no requiere el uso de autoclaves, lo que simplifica el proceso industrial.²⁴ La eliminación casi completa del arsénico puede lograrse en tan solo 4 horas a 60°C.²²

El trióxido de arsénico (As2O3) se recupera de los polvos generados en los conductos durante la extracción de níquel, cobre y estaño, o al calcinar arseniuros de hierro, cobalto o níquel en presencia de oxígeno.²¹

En cuanto al panorama de la producción y el comercio global, la producción industrial de arsénico ha cesado en Estados Unidos, aunque el país sigue importando cantidades considerables para uso comercial.⁹ A nivel mundial, el comercio de arsénico es relativamente limitado, representando menos del 0.005% del comercio global total en 2023.²⁵ Los principales países exportadores en 2022/2023 fueron Japón, China y Alemania, mientras que los principales importadores incluyeron a China, Estados Unidos, Alemania, Países Bajos y Francia.²⁵

La gestión del arsénico en la minería, especialmente en la del cobre, ilustra que la «obtención» de arsénico rara vez es un objetivo principal. En cambio, se trata de un proceso esencial de gestión de subproductos o eliminación de impurezas para garantizar la calidad del metal principal y cumplir con las normativas ambientales. El enfoque se ha desplazado de simplemente separar el arsénico a asegurar su disposición segura y estable, lo que refleja una creciente conciencia ambiental y responsabilidad corporativa en el sector minero. Esto, a su vez, impulsa la continua innovación en procesos metalúrgicos para gestionar eficazmente las impurezas de arsénico.

3. Propiedades Físicas del Arsénico

El arsénico elemental es un sólido semimetálico que exhibe un color gris metálico.¹ Una de sus características distintivas es que, al calentarse, las sustancias que contienen arsénico pueden emitir un fuerte olor a ajo.⁴ Además, es un elemento quebradizo.²⁹

El arsénico se presenta en tres formas alotrópicas principales, es decir, diferentes estructuras cristalinas o amorfas del mismo elemento, que confieren propiedades físicas distintas: arsénico gris (o metálico), arsénico amarillo y arsénico negro.³

• Arsénico Gris (forma α): Esta es la forma más estable del arsénico bajo condiciones normales.⁴ Posee una estructura romboédrica de doble capa, caracterizada por numerosos anillos ondulados de seis miembros interconectados.⁴ Es un material quebradizo con una dureza Mohs de 3.5.⁴ Aunque es un buen conductor de calor, su conductividad eléctrica es pobre.⁴ Su densidad es de 5.72 g/cm³ o 5.73 g/cm³.³ Al exponerse al aire, el arsénico gris tiende a perder su brillo metálico.⁴ A pesar de su clasificación como semimetal, puede transformarse en un semiconductor con una banda prohibida de 1.2-1.4 eV si se amorfiza, es decir, si se convierte de un material cristalino a uno amorfo.⁴
• Arsénico Amarillo (forma γ): Esta forma alotrópica se obtiene al enfriar rápidamente el vapor de arsénico.⁴ Es un material blando y ceroso.³¹ Se distingue por ser el alótropo más inestable, volátil, menos denso (con una densidad aproximada de 1.97 g/cm³) y, crucialmente, el más tóxico.⁴ El arsénico amarillo también exhibe fosforescencia a temperatura ambiente.⁴ En su estado gaseoso, está compuesto por moléculas tetraédricas de As4, estructuralmente análogas a las del fósforo P4.⁴ Esta forma alotrópica es particularmente inestable y revierte rápidamente a la forma gris y estable al exponerse a la luz o al calor.⁴ La relación directa entre esta forma alotrópica específica y su elevada toxicidad subraya cómo la disposición física de los átomos de arsénico influye significativamente en su comportamiento químico y su impacto biológico. Para aplicaciones industriales, es esencial comprender y controlar la formación de los diferentes alótropos, no solo por seguridad (evitando la forma amarilla altamente tóxica), sino también para optimizar las propiedades deseadas, como la naturaleza semiconductora del arsénico gris. Esto implica que el arsénico no es una sustancia uniforme en términos de su peligrosidad o utilidad; su forma física específica es de vital importancia para su manipulación y aplicación.
• Arsénico Negro (forma β): Este alótropo se forma a partir de la descomposición térmica de la arsina, mediante el enfriamiento lento del vapor de arsénico, o por la cristalización de arsénico amorfo en presencia de vapores de mercurio.⁴ Posee una estructura hexagonal ⁴ y es un material vítreo y quebradizo.⁴ Su densidad es de 4.7 g/cm³.⁴ Al igual que el arsénico gris, el arsénico negro es un pobre conductor eléctrico.⁴

Las formas alotrópicas del arsénico, a excepción del arsénico gris, carecen de brillo metálico y presentan una conductividad eléctrica muy baja. Esto significa que el arsénico puede comportarse como un metal o un no metal dependiendo de su estado de agregación.⁴

A continuación, se presenta una tabla que resume las propiedades físicas clave del arsénico y sus alótropos, consolidando datos numéricos y descriptivos dispersos en diversas fuentes para facilitar la comprensión y comparación de sus características distintivas.

Tabla 1: Propiedades Físicas Clave del Arsénico y sus Alótropos

4. Propiedades Químicas del Arsénico

El arsénico es un elemento químicamente versátil, capaz de presentarse en cuatro estados de valencia o estados de oxidación comunes, lo que le confiere una amplia gama de reactividades ⁹:

• As(0): Corresponde al arsénico metaloide o elemental.³⁴
• As(III): Es el estado trivalente, presente en compuestos como los arsenitos (AsO3^3-).⁹ La geometría alrededor del arsénico en este estado es típicamente piramidal, influenciada por su par solitario de electrones.⁴
• As(V): Representa el estado pentavalente, encontrado en compuestos como los arseniatos (AsO4^3-).⁹ A diferencia del fósforo y el antimonio, sus análogos en el grupo, el arsénico es menos estable en el estado de oxidación +5, lo que confiere al pentóxido de arsénico y al ácido arsénico propiedades oxidantes potentes.⁴
• As(-3): Se observa en el gas arsina (AsH3).⁹

La reactividad del arsénico con otros elementos y compuestos es variada:

• Halógenos: El arsénico reacciona violentamente con halógenos como el cloro, lo que puede generar riesgos de incendio y explosión.³ El pentafluoruro de arsénico (AsF5) es el único pentahaluro de arsénico significativo y es un agente fluorante y oxidante muy fuerte.⁴ El pentacloruro de arsénico (AsCl5), por otro lado, es inestable y solo se mantiene por debajo de -50°C, descomponiéndose en tricloruro y liberando gas cloro.⁴
• Metales: Al calentarse, el arsénico se combina con la mayoría de los metales para formar los arseniuros correspondientes.³ Algunos arseniuros metálicos, como los de metales alcalinos, aluminio, calcio y zinc, se descomponen en presencia de agua o en disolución ácida, liberando arsina.³⁵
• No Metales: El arsénico puede formar compuestos con no metales, como los sulfuros realgar (As4S4) y oropimente (As2S3).¹⁹
• Ácidos: El arsénico no reacciona con el ácido clorhídrico si no hay oxígeno presente.³ Sin embargo, sí reacciona con el ácido nítrico caliente y otros agentes oxidantes como el peróxido de hidrógeno y el ácido perclórico.³ El ácido arsénico (H3AsO4) es incompatible con ácidos fuertes como el clorhídrico, sulfúrico y nítrico.³⁶
• Bases: El ácido arsénico es incompatible con bases fuertes, incluyendo el hidróxido de sodio y el hidróxido de potasio.³⁶ El trisulfuro de arsénico (As2S3) se disuelve en soluciones acuosas que contienen iones sulfuro, formando el anión tritioarsenito (AsS3^3-).³⁸ En soluciones fuertemente alcalinas, el As2S3 puede generar una mezcla de AsS3^3- y AsO3^3-.³⁸
• Agentes Reductores: La reacción del arsénico con agentes reductores produce el gas arsina (AsH3), que es altamente tóxico e inflamable.²⁹

La toxicidad del arsénico no es uniforme; varía considerablemente según su forma química (orgánica o inorgánica), su valencia, su solubilidad, su estado físico, su pureza y las tasas de absorción y eliminación en el organismo.⁹ Generalmente, el arsénico inorgánico es más tóxico que el arsénico orgánico.⁹ Dentro de las formas inorgánicas, los compuestos trivalentes (arsenitos) son más tóxicos que los pentavalentes (arseniatos).⁵ En particular, el arsenito (AsO3^3-) es más soluble y se considera hasta 10 veces más tóxico que el arseniato (AsO4^3-).⁴

El gas arsina (AsH3) es el compuesto de arsénico más tóxico en exposiciones agudas.⁵ Actúa como una potente hemolisina, causando daño irreversible a los glóbulos rojos, lo que puede derivar en insuficiencia renal y, en casos extremos, la muerte.⁵

Una vez que el arsénico inorgánico y sus compuestos ingresan a un organismo vivo, experimentan un proceso metabólico conocido como biometilación, que ocurre principalmente en el hígado de los vertebrados.⁵ El arsénico puede entrar al cuerpo en estado As(III) o As(V).⁴² El As(V) puede ser convertido a As(III) —un proceso de bioactivación— por enzimas como la purina nucleósido fosforilasa.⁴² La metilación es facilitada por metiltransferasas (por ejemplo, Cyt19/AS3MT), que utilizan S-adenosil metionina (SAM) como donante de grupos metilo.⁴²

Aunque inicialmente se creyó que la metilación era un mecanismo de desintoxicación, estudios más recientes sugieren que algunos metabolitos monometilados pueden ser más reactivos y tóxicos que los compuestos inorgánicos de arsénico al interactuar con hepatocitos, queratinocitos de la piel y células bronquiales epiteliales de los pulmones.⁴² Esta revelación pone de manifiesto la complejidad de la toxicología del arsénico. Los complejos monometilados y dimetilados de arsénico se excretan eficientemente en la orina, con una vida media biológica del arsénico inorgánico de aproximadamente cuatro días.⁵

La comprensión de esta complejidad en la toxicidad del arsénico y su dependencia de la especiación química es crucial. No basta con saber que el arsénico es tóxico; es imperativo entender que su impacto varía dramáticamente según su forma química y estado de oxidación. Esto significa que la evaluación de riesgos ambientales y de salud debe ir más allá de la simple medición de la concentración total de arsénico, requiriendo un análisis detallado de su especiación. Para las estrategias de remediación, esto implica que los esfuerzos deben dirigirse a transformar el arsénico en formas menos tóxicas, más estables o más fácilmente excretables. En el ámbito médico, comprender estas vías metabólicas es vital para el desarrollo de fármacos específicos, como el trióxido de arsénico en el tratamiento de la leucemia promielocítica aguda, y para la gestión de sus posibles efectos secundarios. Esta profunda comprensión resalta la necesidad de técnicas analíticas avanzadas capaces de determinar la especiación del arsénico para obtener datos significativos en la gestión de la salud y el medio ambiente.

5. Compuestos del Arsénico

Los compuestos de arsénico se clasifican en tres grandes categorías: arsénico elemental, compuestos inorgánicos y compuestos orgánicos, además del gas arsina.⁸ La mayoría de los compuestos inorgánicos y orgánicos se presentan como polvos blancos, inodoros y no volátiles, lo que dificulta su detección en alimentos, agua o aire.⁴³

5.1. Compuestos Inorgánicos

Los compuestos inorgánicos de arsénico son aquellos en los que el arsénico se combina con elementos distintos del carbono y el hidrógeno. Son, en general, más tóxicos que las formas orgánicas.⁹

• Óxidos de Arsénico:

• Trióxido de Arsénico (As2O3 o As4O6): Se presenta como un polvo blanco.²⁷ Se forma al calentar arsénico ⁷ o como producto de la alteración de otros minerales de arsénico.²¹ Industrialmente, se recupera de los polvos colectados en los conductos durante la fundición de metales como níquel, cobre y estaño.²¹ Es una sustancia altamente tóxica.⁵ A pesar de su toxicidad, tiene aplicaciones importantes, como su uso en medicina para el tratamiento de la leucemia promielocítica aguda (LPA) ⁹, y como agente decolorante en la fabricación de vidrio.⁴
• Pentóxido de Arsénico (As2O5): Es un sólido cristalino blanco, notablemente soluble en agua, donde se disuelve para formar ácido arsénico.⁸ Su principal aplicación es como agente deshidratante y en la producción de otros compuestos de arsénico.⁴⁷ Este compuesto es reconocido como un carcinógeno humano.⁴⁸
• Sulfuros de Arsénico:

• Realgar (As4S4): Un mineral de arsénico caracterizado por su color rojo sangre.¹⁹
• Orpimente (As2S3, Trisulfuro de Arsénico): Un mineral de color amarillo dorado.⁷ Se presenta como un sólido amarillo oscuro y es insoluble en agua.³⁸ El trisulfuro de arsénico es un semiconductor y se utiliza en óptica infrarroja, como fotorresistente inorgánico, en ciertas aplicaciones médicas (incluyendo el tratamiento de LPA) y como agente curtiente.³⁸ Su baja toxicidad se atribuye a su insolubilidad, aunque las muestras envejecidas pueden desarrollar óxidos de arsénico solubles y altamente tóxicos.³⁸

• Arsenitos (As(III)): Son compuestos trivalentes del arsénico. El anión orto-arsenito (AsO3^3-) tiene una estructura piramidal.⁴⁹ Los arsenitos son generalmente más tóxicos que los arseniatos.¹¹ Ejemplos incluyen el metaarsenito de sodio y el ortoarsenito de plata.⁴⁹ Pueden prepararse a partir de soluciones acuosas de trisulfuro de arsénico.⁴⁹ Históricamente, la «solución de Fowler», utilizada en medicina, era una solución de metaarsenito de potasio (KAsO2).⁴⁹
• Arseniatos (As(V)): Son compuestos pentavalentes del arsénico, con el anión arseniato (AsO4^3-) como forma común.⁴ Son menos tóxicos que los arsenitos y presentan menor solubilidad en agua, lo que los hace menos biodisponibles.¹¹ Ejemplos incluyen el arseniato de plomo y el arseniato de calcio.⁵ Los iones arseniato pueden ser reducidos a arsenito para mejorar la eficiencia en ciertos procesos analíticos o industriales.³⁵
• Arsina (AsH3): Es un gas incoloro con un olor característico a ajo o pescado.²⁷ La arsina es el compuesto de arsénico más tóxico en exposiciones agudas.⁵ Es altamente inflamable y reactivo.²⁸ Se produce por la acción de un medio ácido sobre borohidruro de sodio en presencia de arsénico trivalente ³⁵, o cuando un ácido u otra sustancia reductora entra en contacto con compuestos que contienen arsénico.⁵ La arsina se utiliza en la producción de semiconductores y, lamentablemente, también como gas de guerra militar.⁹

5.2. Compuestos Orgánicos

Los compuestos orgánicos de arsénico se forman cuando el arsénico se combina con átomos de carbono e hidrógeno.¹⁰ A diferencia de sus contrapartes inorgánicas, estos compuestos son generalmente considerados menos tóxicos.⁹

• Arsenobetaína (C5H11AsO2) y Arsenocolina: Estas son las formas orgánicas predominantes de arsénico encontradas en el pescado y mariscos, comúnmente denominadas «arsénico de los peces».⁴ La arsenobetaína es un análogo de la trimetilglicina (betaína).⁵⁰ Son consideradas no tóxicas para los seres humanos y se excretan rápidamente en la orina, generalmente en 48 horas después de la ingestión.⁵
• Ácidos Metilados (ej., Ácido Cacodílico, Ácido Metanoarsónico (MMA), Ácido Dimetilarsínico (DMA)): Aunque son compuestos orgánicos, algunos derivados metilados o fenilados que se utilizan en la agricultura como herbicidas no selectivos o defoliantes pueden tener efectos adversos en la salud de animales experimentales.⁵

La especiación química es de vital importancia para comprender la toxicología y las aplicaciones de los compuestos de arsénico. La marcada diferencia en toxicidad entre las formas inorgánicas y orgánicas, y entre los estados trivalente y pentavalente dentro de las inorgánicas, es un factor crítico. La naturaleza no tóxica de compuestos como la arsenobetaína contrasta drásticamente con la toxicidad extrema de la arsina o los arsenitos inorgánicos. Esto significa que el impacto biológico o el destino ambiental del arsénico no pueden evaluarse simplemente por su presencia; la forma química específica es determinante. Por ejemplo, el uso del trióxido de arsénico en quimioterapia para la leucemia promielocítica aguda se basa en sus propiedades químicas específicas para atacar las células cancerosas, a pesar de la toxicidad general del elemento. Esta distinción subraya la necesidad de métodos analíticos que puedan diferenciar las especies de arsénico, no solo medir el arsénico total, para proporcionar datos significativos en la gestión de la salud humana y ambiental.

A continuación, se presenta una tabla que compara las características clave de los principales grupos de compuestos de arsénico, destacando sus diferencias en toxicidad y aplicaciones.

Tabla 2: Comparación de Compuestos de Arsénico (Inorgánicos vs. Orgánicos)

6. Aplicaciones del Arsénico

Las aplicaciones del arsénico y sus compuestos han evolucionado significativamente a lo largo de la historia, reflejando tanto su utilidad como la creciente comprensión de su toxicidad.

6.1. Usos Históricos

• Agricultura: El uso del arsénico en la agricultura se remonta a la Antigua Roma, donde Plinio el Viejo ya documentaba su empleo para exterminar plagas en el siglo I.²¹ Históricamente, numerosos compuestos arsenicales fueron ampliamente utilizados como pesticidas, herbicidas y desecantes. Ejemplos notables incluyen el acetoarsenito de cobre (Verde de París), usado como insecticida, y el arsenito de sodio como fungicida.⁵ El arseniato de plomo y el arseniato de zinc también tuvieron aplicaciones como insecticidas.⁵
• Preservantes de Madera: El arsénico, particularmente en forma de arseniato cromado de cobre (CCA), fue un componente esencial en los conservadores de madera, comúnmente conocida como «madera tratada a presión».⁹ Más del 90% del consumo doméstico de trióxido de arsénico en 2003 se destinó a esta aplicación.⁹
• Medicina: En el siglo XVIII, los compuestos arsenicales ocuparon un lugar prominente en la terapéutica.⁴ La «solución de Fowler», una solución de metaarsenito de potasio (KAsO2), se utilizó para tratar afecciones cutáneas como la psoriasis y el eczema, así como la leucemia y la estomatitis, aunque su uso disminuyó al asociarse con el cáncer de piel.⁹ La arsfenamina (Salvarsan) fue la primera cura efectiva para la sífilis, permaneciendo en uso hasta después de la Segunda Guerra Mundial, cuando fue reemplazada por los antibióticos.⁹

6.2. Usos Actuales

A pesar de su toxicidad, el arsénico sigue siendo indispensable en ciertas aplicaciones específicas:

• Medicina: Actualmente, el trióxido de arsénico se utiliza en la quimioterapia de inducción y consolidación para tratar la leucemia promielocítica aguda (LPA) y otros tipos de cáncer.⁹ Su acción consiste en retardar o detener el crecimiento de las células cancerosas.⁴⁵ Además, el arsénico se encuentra en algunos remedios tradicionales de países asiáticos y en ciertos remedios naturopáticos u homeopáticos.⁹ Las nanopartículas de arsénico también han mostrado potencial para eliminar células cancerosas con menor citotoxicidad que otras formulaciones.⁴
• Electrónica: El arsénico es un material crucial en la industria electrónica. El arseniuro de galio (GaAs), un compuesto de galio y arsénico, es un semiconductor de gran importancia.¹ Se emplea en la fabricación de dispositivos como circuitos integrados de microondas, diodos emisores de luz (LEDs), diodos láser y celdas fotovoltaicas (celdas químicas fotoeléctricas).⁴ A diferencia del silicio, el GaAs tiene una banda prohibida directa, lo que lo hace ideal para estas aplicaciones optoelectrónicas.⁴ El gas arsina (AsH3) también se utiliza en la producción de semiconductores, aunque se buscan sustitutos de menor toxicidad.⁹
• Metalurgia: El arsénico se utiliza en cantidades mínimas como agente de aleación.¹ Su uso más extenso es en aleaciones con plomo, donde refuerza los componentes de plomo en baterías de automóviles.⁴ También se añade a aleaciones de plomo para fabricar perdigones y balas, mejorando la dureza del metal y las propiedades del material fundido.⁴ Además, la adición de arsénico reduce significativamente la descincificación del latón (una aleación de cobre y zinc).⁴ Otros procesos metalúrgicos incluyen el endurecimiento de aleaciones metálicas ¹⁴ y su presencia como impureza en el refino de cobre, plomo, zinc y cobalto.⁸
• Fabricación de Vidrio: El trióxido de arsénico se emplea como agente decolorante en la fabricación de vidrio.¹ Los compuestos de arsénico pueden ser un riesgo potencial para la salud de los sopladores de vidrio debido a su presencia en el proceso.⁵⁴
• Otros Procesos Industriales: El arsénico se utiliza en la purificación de gases industriales (especialmente para la remoción de azufre) ¹⁴ y en centrales carboeléctricas.¹⁴ También se emplea en el procesamiento de pigmentos, textiles, papel, adhesivos metálicos y municiones.¹³ En menor medida, se usa en el curtido de pieles.¹³

6.3. Usos en Desuso

Numerosas aplicaciones del arsénico han sido descontinuadas debido a su toxicidad y regulaciones ambientales más estrictas:

• Pesticidas Domésticos: Se ha retirado de la mayoría de los pesticidas domésticos en Estados Unidos, aunque aún pueden encontrarse existencias descontinuadas en granjas y hogares.¹⁴
• Preservantes de Madera (domésticos): Desde finales de 2003, es ilegal tratar madera para aplicaciones domésticas con CCA en EE. UU., aunque la madera tratada previamente y los productos para ambientes industriales aún pueden usarse.⁹
• Taxidermia: Se utilizó en el proceso de taxidermia hasta la década de 1980.⁴
• Tintes y Tintas: Históricamente, se empleó en la fabricación de tintes para tejidos y tintas para papeles pintados, lo que provocó graves intoxicaciones en el siglo XIX.⁴
• Fertilizantes: Su uso como elemento fertilizante en forma de mineral primario rico para la agricultura también está en desuso.⁴
• Agente Azul: Una mezcla de ácido cacodílico y su sal sódica, utilizada como herbicida en la Guerra de Vietnam, es un uso militar en desuso.⁴
• Fines Homicidas: A lo largo de la historia, el arsénico y sus compuestos, especialmente el trióxido de diarsénico («rey de los venenos»), fueron utilizados con fines homicidas debido a su naturaleza inodora e insípida.⁴

Conclusiones

El arsénico es un elemento que encarna una profunda paradoja: es un contaminante ambiental global de alta toxicidad, particularmente en su forma inorgánica, y un carcinógeno confirmado, siendo una preocupación primordial en el agua potable en muchas regiones del mundo. Sin embargo, simultáneamente, sus propiedades únicas lo hacen indispensable en aplicaciones de alta tecnología y en la medicina moderna.

La comprensión de la especiación química del arsénico es fundamental para su manejo. La toxicidad no es una característica uniforme del elemento, sino que varía drásticamente según su estado de oxidación y si se encuentra en forma orgánica o inorgánica. Las formas trivalentes inorgánicas son más peligrosas que las pentavalentes, y el gas arsina es excepcionalmente tóxico. Por el contrario, ciertas formas orgánicas, como la arsenobetaína presente en mariscos, son consideradas no tóxicas y se eliminan rápidamente del organismo. Esta distinción es crucial para la evaluación de riesgos, el desarrollo de estrategias de remediación y la aplicación controlada en industrias específicas.

La obtención del arsénico, a menudo como subproducto de la minería de otros metales como el cobre, subraya la importancia de los procesos metalúrgicos para su eliminación segura y estable. Los avances en métodos como la escorodita y la lixiviación alcalina demuestran un progreso significativo en la gestión de residuos peligrosos y la mitigación del impacto ambiental.

Las propiedades físicas del arsénico, especialmente la existencia de sus alótropos (gris, amarillo y negro), revelan cómo la estructura atómica puede alterar fundamentalmente sus características, incluyendo su densidad, estabilidad y toxicidad. El arsénico amarillo, por ejemplo, es notablemente más tóxico y volátil, lo que exige un control riguroso en su formación y manipulación.

En resumen, el estudio del arsénico demanda un enfoque multidisciplinario que integre la química, la metalurgia, la toxicología y la salud pública. La capacidad de identificar, cuantificar y controlar las diferentes formas químicas del arsénico es esencial para aprovechar sus beneficios industriales y médicos, al tiempo que se protegen la salud humana y el medio ambiente de sus efectos perjudiciales. La investigación continua en especiación y remediación sigue siendo vital para gestionar este elemento complejo y ubicuo.

Obras citadas

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