El Cromo (Cr)

El cromo (Cr) es un elemento metálico de transición de notable importancia industrial y biológica, conocido por su versatilidad y sus propiedades distintivas. Descubierto en 1797 por Louis Nicolas Vauquelin, su nombre deriva del griego «chroma» (color), un reflejo de la vasta gama cromática que exhiben sus compuestos. Este informe explora en detalle la obtención del cromo a partir de sus menas, sus propiedades físicas y químicas, la diversidad de sus compuestos en diferentes estados de oxidación y sus múltiples aplicaciones en sectores clave como la metalurgia, la industria del cuero, los pigmentos, los materiales refractarios y la catálisis. Un aspecto fundamental que se aborda es la dualidad del cromo: mientras que el cromo trivalente (Cr(III)) es un micronutriente esencial para el metabolismo humano, el cromo hexavalente (Cr(VI)) es altamente tóxico y carcinogénico. Esta diferencia crucial subraya la necesidad de rigurosas normativas de seguridad y procesos de tratamiento de residuos para mitigar su impacto ambiental y en la salud.

1. Introducción al Cromo

El cromo, un metal de transición con número atómico 24, ha fascinado a los científicos y ha encontrado innumerables aplicaciones industriales desde su descubrimiento. Su singular combinación de propiedades lo convierte en un material indispensable en la tecnología moderna.

1.1. Descubrimiento e Historia

El aislamiento formal y la identificación del cromo se atribuyen al químico francés Louis Nicolas Vauquelin en 1797.¹ Vauquelin inició su trabajo a partir de un mineral poco común conocido como plomo rojo de Siberia, también denominado crocoita (PbCrO4), que sirvió como material de partida para sus investigaciones.¹

El elemento recibió su nombre, «cromo», de la palabra griega «chroma», que significa color.¹ Esta denominación fue elegida no porque el metal en sí sea particularmente colorido —de hecho, el cromo puro es plateado, al igual que muchos otros metales— sino por la extraordinaria y amplia variedad de colores que presentan sus sales y compuestos.¹ Esta observación temprana de su versatilidad cromática fue precursora de muchas de sus aplicaciones industriales posteriores. La capacidad inherente del cromo para formar compuestos con diversas estructuras electrónicas que absorben y reflejan distintas longitudes de onda de luz, dando lugar a una rica paleta de tonalidades, sentó las bases para su extenso uso en pigmentos, tintes y recubrimientos decorativos.

Las caracterizaciones iniciales del metal aislado lo describieron como duro, frágil y de color plateado.² Investigaciones y conocimientos científicos posteriores revelaron que el cromo es también el elemento responsable de la característica coloración verde de las esmeraldas.⁴

1.2. Generalidades y Abundancia Natural

El cromo (Cr) es un elemento metálico clasificado con el número atómico 24 y se encuentra en el Grupo 6 de la tabla periódica, lo que lo sitúa entre los metales de transición.² En su forma elemental, se caracteriza por ser un metal duro, frágil y de color gris acerado, con un brillo metálico distintivo.⁵ Una de sus propiedades más destacadas es su excepcional resistencia a la corrosión, una característica fundamental que sustenta muchas de sus aplicaciones industriales.⁵

En cuanto a su presencia en la naturaleza, el cromo es relativamente abundante, ocupando el puesto 21 en la corteza terrestre.¹¹ Su contenido promedio en el suelo es de aproximadamente 100 mg/kg.¹¹ La principal fuente mineral de la que se extrae comercialmente el cromo es la cromita (FeCr2O4), un óxido mixto de hierro(II) y cromo(III).⁸

Más allá de su presencia geológica, el cromo, específicamente en su forma trivalente (Cr(III)), es reconocido como un oligoelemento esencial para la salud humana y animal.¹² Desempeña un papel crítico en el metabolismo de la glucosa, actuando como un «factor de tolerancia a la glucosa» (FTG). Además, participa en la descomposición de grasas y carbohidratos, estimulando la síntesis de ácidos grasos y colesterol, componentes vitales para la función cerebral y otros procesos corporales.¹²

Es fundamental comprender la marcada dualidad del cromo: mientras que el Cr(III) es un micronutriente esencial con funciones biológicas vitales, el cromo hexavalente (Cr(VI)) es altamente tóxico y carcinogénico.⁶ Esta contradicción inherente en su impacto biológico es un punto crucial que debe ser diferenciado meticulosamente en cualquier discusión sobre el elemento. Esta distinción no es solo académica, sino que tiene profundas implicaciones para la salud pública, las políticas ambientales, la seguridad industrial y la gestión de residuos.

2. Obtención del Cromo

La producción de cromo metálico y sus aleaciones se basa en procesos industriales complejos que parten de sus menas naturales, principalmente la cromita.

2.1. Materias Primas: La Cromita

La cromita, con fórmula química FeCr2O4, es la materia prima predominante y más significativa económicamente para la extracción industrial de cromo.⁸ Este compuesto es un óxido que combina hierro(II) y cromo(III).

Los depósitos globales de cromita se encuentran concentrados geográficamente en regiones específicas, incluyendo Zimbabue, Madagascar, Turquía, Irán, Albania, Finlandia, Rusia, Nueva Zelanda y Filipinas.⁶ En Colombia, se han identificado importantes reservas potenciales de cromita en la región occidental del país, asociadas con formaciones rocosas máficas y ultramáficas, así como en el Departamento de La Guajira.¹⁴ La concentración de las reservas de cromita en un número limitado de países implica que el suministro global de este material crítico, y por ende, las industrias que dependen del cromo (como la del acero inoxidable), están sujetas a la estabilidad geopolítica, las políticas comerciales y las condiciones económicas de estas regiones productoras clave. Tales dependencias pueden generar vulnerabilidades en la cadena de suministro y fluctuaciones de precios, lo que a su vez puede influir en las relaciones internacionales y el desarrollo industrial.

2.2. Procesos Industriales de Obtención del Cromo Metálico

El método industrial específico utilizado para obtener cromo metálico se determina en gran medida por la pureza deseada y su aplicación final.¹³

Proceso Aluminotérmico

Este es el método más prevalente para producir cromo de alta pureza, capaz de rendir metal con un contenido de cromo de hasta el 99.8%.⁴ El proceso fundamentalmente implica la reducción del óxido de cromo(III) (Cr2O3) utilizando polvo de aluminio. Esta reacción es altamente exotérmica, lo que significa que libera una cantidad significativa de calor.⁴ La ecuación química para esta reducción es: Cr2O3 + 2 Al → 2 Cr + Al2O3.¹³ Durante este proceso, la presencia de impurezas como aluminio, hierro, silicio y azufre en las materias primas iniciales son factores críticos que influyen en la pureza final del producto de cromo.⁴

Proceso Electrolítico

Para aplicaciones que demandan cromo de pureza excepcionalmente alta, alcanzando hasta el 99.995%, se emplea el proceso electrolítico.⁴ Este método implica la disolución de óxido de cromo(VI) (CrO3), un compuesto de cromo hexavalente, en ácido sulfúrico. Posteriormente, las escamas de cromo se obtienen mediante un proceso de deposición galvánica (electrodeposición).⁴ Una desventaja significativa de este método es la participación de Cr(VI), lo que plantea considerables preocupaciones ambientales y de salud, limitando así su aplicación industrial generalizada a pesar de la alta pureza que se logra.⁴

La elección entre el proceso aluminotérmico y el electrolítico ilustra una disyuntiva crítica en la producción de cromo: la relación entre la pureza del producto y el impacto ambiental. Mientras que el proceso electrolítico ofrece una pureza superior, su dependencia del cromo hexavalente, una forma altamente tóxica, conlleva riesgos ambientales y de salud sustanciales. Esto genera un dilema industrial donde los beneficios de una mayor pureza deben sopesarse frente a los desafíos de sostenibilidad. En consecuencia, el proceso aluminotérmico, a pesar de producir un cromo ligeramente menos puro, a menudo se prefiere debido a su menor carga ambiental asociada con el manejo de Cr(VI). Esta situación pone de manifiesto la tensión constante entre el avance tecnológico y la adopción de prácticas industriales sostenibles.

Proceso Industrial Multi-etapa para Cromo Metálico (a partir de Cromita)

Este proceso integral, que parte de la cromita (FeCr2O4), involucra varias etapas distintas para producir cromo metálico puro ¹³:

Etapa 1: Oxidación de la Cromita: La cromita (FeCr2O4) se oxida a altas temperaturas (alrededor de 1000 °C) en una mezcla fundida con carbonato de sodio (Na2CO3) y oxígeno (O2). Esta reacción produce cromato de sodio (Na2CrO4), que es soluble en agua, y óxido de hierro(III) (Fe2O3), que es insoluble. El cromato de sodio se extrae con agua y luego se acidifica con ácido sulfúrico (H2SO4) para formar dicromato de sodio (Na2Cr2O7), el cual se cristaliza.¹³
Etapa 2: Reducción del Dicromato: El dicromato de sodio (Na2Cr2O7) obtenido se reduce con carbono (C) a temperaturas elevadas. Esta reacción produce óxido de cromo(III) (Cr2O3), junto con carbonato de sodio (Na2CO3) y dióxido de carbono (CO2). Es importante destacar que el CO2 generado en esta etapa puede ser reciclado de vuelta a la primera etapa para la acidificación, mejorando así la eficiencia del proceso.¹³
Etapa 3: Reducción del Óxido de Cromo(III): Finalmente, el óxido de cromo(III) (Cr2O3) se reduce a cromo metálico elemental (Cr) utilizando aluminio (Al) o silicio (Si) mediante la reacción aluminotérmica. Esta etapa también produce óxido de aluminio (Al2O3) o dióxido de silicio (SiO2) como subproductos.¹³

2.3. Producción de Ferrocromo

El ferrocromo, una aleación de hierro y cromo, constituye el segmento más grande de la producción de cromo, representando aproximadamente el 70% de la producción global total.¹³ Su aplicación principal es en la fabricación de acero inoxidable, al cual confiere propiedades cruciales como la resistencia a la corrosión.²²

La producción de ferrocromo generalmente implica la reducción de cromita (FeCr2O4) en un horno de arco eléctrico. Esta reducción se logra utilizando diversos reductores carbonosos, incluyendo coque, carbones (como hulla y antracita) o biocarbono (como carbón vegetal y madera).¹³ Para facilitar el proceso, se añaden fundentes como caliza y dolomía a la carga del horno. Sus funciones principales son disminuir el punto de fusión de la mezcla y formar una escoria fundida que recoja eficazmente las impurezas, permitiendo su fácil eliminación del ferrocromo fundido deseado.²³ El proceso de producción de ferrocromo genera emisiones gaseosas, predominantemente monóxido de carbono (CO) y dióxido de carbono (CO2), como resultado de las reacciones de reducción y la calcinación de los carbonatos.²³

Además de la producción primaria, el ferrocromo también puede obtenerse mediante métodos secundarios, notablemente a través de la recuperación de la escoria de ferrocromo.²⁴ Esta práctica representa un esfuerzo hacia el reciclaje y la eficiencia de los recursos. La fuerte interconexión entre la producción de cromo y la industria del acero inoxidable es evidente, ya que la demanda de cromo está intrínsecamente ligada al crecimiento de este sector, impulsado a su vez por industrias como la construcción, la automotriz y los bienes de consumo. La adopción del procesamiento de escorias para la recuperación de ferrocromo es un indicio de un enfoque creciente en la sostenibilidad y la eficiencia de los recursos dentro de las industrias pesadas, un avance positivo dadas las preocupaciones ambientales asociadas con la producción de cromo.

3. Propiedades del Cromo

El cromo exhibe un conjunto de propiedades físicas y químicas que lo hacen único y valioso para una amplia gama de aplicaciones.

3.1. Propiedades Físicas

El cromo se distingue por su apariencia plateada, brillante y metálica, a menudo descrita como un color gris acerado con un lustre característico.⁵ Es un metal excepcionalmente duro, con una clasificación de 8.5 en la escala de Mohs.⁷ Esta dureza contribuye significativamente a su utilidad industrial. A pesar de su dureza, el cromo también se describe como frágil en su forma elemental.² Sin embargo, puede exhibir una flexibilidad relativa y buena ductilidad, siendo maleable en ciertos contextos, particularmente cuando se utiliza en aleaciones o como recubrimientos delgados.²⁵ Esta aparente contradicción se resuelve al considerar que las propiedades mecánicas de un material no son absolutas, sino que dependen en gran medida de su forma, pureza, historial de procesamiento y las condiciones ambientales (como la temperatura) bajo las cuales se observan. El cromo puro en masa a temperatura ambiente puede ser quebradizo, pero su naturaleza metálica permite la ductilidad y maleabilidad bajo condiciones específicas, como temperaturas elevadas o cuando se integra en aleaciones o capas finas electrodepositadas.

La densidad del cromo es de 7.19 g/ml.⁸ Posee un alto punto de fusión, reportado en 1875°C ⁸ o 1907°C ⁶, y un punto de ebullición igualmente elevado, de 2665°C ⁸ o 2671°C.⁶ Estas elevadas propiedades térmicas son cruciales para su empleo en aplicaciones de alta temperatura. Una de las propiedades físicas más notables del cromo es su excepcional resistencia a la corrosión.⁴ Esta característica es fundamental para su uso generalizado en recubrimientos protectores y como elemento de aleación en materiales como el acero inoxidable. El cromo metálico es insoluble en agua.⁸

A continuación, se presenta una tabla que resume las propiedades físicas clave del cromo:

Propiedad Física	Valor	Fuentes
Número Atómico	24	²
Símbolo Atómico	Cr	⁶
Masa Atómica	51.996 g/mol	⁶
Color y Apariencia	Plateado, brillante, metálico, gris acerado	⁵
Dureza (Escala de Mohs)	8.5	⁷
Densidad	7.19 g/ml	⁸
Punto de Fusión	1875°C / 1907°C	⁶
Punto de Ebullición	2665°C / 2671°C	⁶
Solubilidad en Agua	Ninguna	⁸

3.2. Propiedades Químicas: Reactividad y Estados de Oxidación

El cromo es un metal de transición que puede exhibir una variedad de estados de oxidación, siendo +2, +3 y +6 los más prevalentes e industrialmente significativos.⁸

Cromo(VI) (Hexavalente): Este es el estado de oxidación más alto común (+6). Los compuestos en este estado se caracterizan por su fuerte poder oxidante y son altamente tóxicos, corrosivos y carcinogénicos.⁹ Ejemplos clave incluyen el trióxido de cromo (CrO3), también conocido como anhídrido crómico, y varios cromatos (por ejemplo, cromato de sodio, Na2CrO4) y dicromatos (por ejemplo, dicromato de potasio, K2Cr2O7).⁸ Los compuestos de Cr(VI) se reducen fácilmente a Cr(III).¹³
Cromo(III) (Trivalente): Este estado de oxidación (+3) es generalmente el más estable y es significativamente menos tóxico que el Cr(VI).⁹ Es reconocido como un micronutriente esencial para los sistemas biológicos.¹⁸ Los compuestos comunes incluyen el óxido de cromo(III) (Cr2O3, óxido crómico), el sulfato de cromo(III) (Cr2(SO4)3) y el hidroxisulfato de cromo(III) (Cr(OH)(SO4)), que es vital en el curtido del cuero.⁸
Cromo(II) (Divalente): Este estado de oxidación (+2) es menos común y altamente inestable. Los compuestos en este estado son muy reactivos y se oxidan fácilmente al estado de Cr(III) más estable.⁹ Un ejemplo es el óxido de cromo(II) (CrO).³⁴ Los estados de oxidación +4 y +5 son poco frecuentes.⁹

En cuanto a su reactividad, el cromo metálico es atacado lentamente por ácidos no oxidantes, como el ácido clorhídrico (HCl) y el ácido sulfúrico (H2SO4), especialmente en frío.¹³ Cuando reacciona, puede formar el complejo hexahidratado de cromo(II), [Cr(H2O)6]2+(ac), que es cinéticamente estable frente a los iones H+ pero se oxida fácilmente por el oxígeno atmosférico (O2).¹³ El cromo se combina fácilmente con oxígeno, halógenos y la mayoría de los no metales.¹³ Los compuestos de cromo(VI), al ser poderosos oxidantes, pueden reaccionar vigorosamente e incluso encender materiales orgánicos como el etanol.³¹

Respecto a su comportamiento en ácidos y bases, los iones cromato (CrO4^2-) son estables en soluciones acuosas básicas o neutras, donde suelen aparecer de color amarillo. Sin embargo, en medios ácidos, experimentan una reacción de equilibrio reversible para formar iones dicromato (Cr2O7^2-), que son característicamente naranjas.¹³ El óxido de cromo(III) (Cr2O3) exhibe propiedades anfóteras, lo que significa que puede reaccionar tanto como ácido como base.¹³

La comprensión de los estados de oxidación del cromo es fundamental, ya que la valencia del cromo es el principal determinante de su comportamiento químico y de sus riesgos asociados. Múltiples fuentes enfatizan las diferencias radicales en propiedades y peligros entre Cr(III) y Cr(VI). El Cr(VI) es consistentemente señalado como altamente tóxico, carcinogénico y un potente oxidante, mientras que el Cr(III) es identificado como un nutriente esencial y considerablemente menos dañino. Además, la posibilidad de que el Cr(III) se transforme en Cr(VI) bajo condiciones ambientales específicas (como exposición a luz UV, altas temperaturas, presencia de agentes oxidantes o pH elevado) es una interconversión química crítica con implicaciones directas para la seguridad y la gestión ambiental.¹⁸ Esta interconversión subraya que, en cualquier proceso industrial, evaluación ambiental o consideración de salud que involucre cromo, es primordial comprender y controlar meticulosamente su estado de oxidación. La existencia de esta transformación, en particular la oxidación de Cr(III) a Cr(VI), exige controles de proceso estrictos y un monitoreo cuidadoso en industrias como el curtido del cuero para prevenir la formación de la forma hexavalente más peligrosa, vinculando así la química fundamental con los desafíos de seguridad y sostenibilidad en el mundo real.

4. Compuestos del Cromo

El cromo forma una amplia variedad de compuestos, cada uno con propiedades y aplicaciones específicas, a menudo definidas por el estado de oxidación del cromo.

4.1. Óxidos de Cromo

El cromo forma tres óxidos principales de interés:

Óxido de Cromo(II) (CrO) o Óxido Cromoso: Es un óxido menos común y altamente inestable, que se oxida fácilmente.²⁰
Óxido de Cromo(III) (Cr2O3) u Óxido Crómico: Se presenta como un polvo inodoro de color verde brillante.³⁸ Es insoluble en agua y exhibe propiedades anfóteras.¹³ Se utiliza ampliamente como pigmento para pinturas (especialmente verdes y rojos), fijador para ciertos tintes textiles, abrasivo y catalizador.²⁹ También es la forma en la que se reduce el cromo durante la obtención de cromo metálico.¹³
Trióxido de Cromo (CrO3) u Óxido de Cromo(VI) / Anhídrido Crómico: Es un sólido de color rojo oscuro/naranja apagado que se disuelve en agua formando ácido crómico («H2CrO4»).¹³ Es un oxidante sumamente enérgico, muy soluble en agua y se descompone por calor en oxígeno y óxido crómico.³¹ Es altamente tóxico, corrosivo y carcinogénico.²⁰ Se utiliza en laboratorios como oxidante, en galvanoplastia y en la limpieza intensa de material de vidrio de laboratorio (como parte de la «mezcla crómica» con H2SO4).⁸

4.2. Sales de Cromo

Las sales de cromo son diversas y se utilizan en una multitud de aplicaciones:

Cromatos y Dicromatos: Son conocidos por la gran variedad de colores que presentan.¹

Cromato de Sodio (Na2CrO4) y Cromato de Potasio (K2CrO4): Son compuestos de Cr(VI) solubles en agua.⁶
Dicromato de Potasio (K2Cr2O7): Es una de las sales más importantes del cromo, de color naranja intenso.¹³ Es un reactivo químico oxidante que se emplea en la limpieza de material de vidrio de laboratorio y como agente valorante en análisis volumétricos.⁸ También se utiliza para la determinación colorimétrica de alcohol en el aliento.¹³
Dicromato de Sodio (Na2Cr2O7): Es comercialmente el compuesto de cromo más importante, más soluble que el potásico, aunque es higroscópico.¹³
Es crucial destacar que todos los compuestos de cromo hexavalente son tóxicos y su manipulación debe ser sumamente cuidadosa.⁶

Sulfato de Cromo(III) (Cr2(SO4)3): Se presenta como un sólido cristalino de color púrpura oscuro o verde en sus formas hidratadas.³³ Es soluble en agua, formando soluciones acuosas ácidas de color violeta.³⁹ Es un compuesto tóxico si se maneja incorrectamente ³⁹, pero significativamente menos que el Cr(VI).¹⁸ Sus usos comunes incluyen el curtido de cuero (a menudo como hidroxisulfato de cromo(III), Cr(OH)(SO4)), la producción de pigmentos para pinturas y plásticos, el tratamiento de aguas residuales, la metalurgia para cromado y galvanoplastia, y como fuente de cromo y azufre en fertilizantes agrícolas.⁸
Otros Compuestos Relevantes:

Cloruro Crómico (CrCl3): Cristales de color violeta lustrosos, higroscópicos, de lenta disolución en agua. Se usa en la obtención de cromo metálico y como mordiente en textiles.³³
Nitrato de Cromo (Cr(NO3)3): De color verde y muy higroscópico, muy soluble en agua. Se usa en la industria de la impresión.³³
Fosfato Crómico (CrPO4): Cristales o forma amorfa en tonos marrones a violetas, insoluble en agua y ácidos. Se usa como pigmento.³³
Acetato de Cromo (CrO6C6H9): Polvos gris-verde o violeta, muy soluble en agua. Se usa como mordiente en la industria textil, en curtiembres y como catalizador de polimerización.³³
Dióxido de Cromo (CrO2): Empleado para fabricar cintas magnéticas (casettes), ofreciendo mejores resultados que el óxido de hierro (Fe2O3) debido a su mayor coercitividad.⁸

5. Aplicaciones del Cromo

La combinación única de dureza, resistencia a la corrosión y la capacidad de formar compuestos coloridos ha posicionado al cromo como un elemento indispensable en diversas industrias.

5.1. Metalurgia

La aplicación principal del cromo en metalurgia es la de proporcionar resistencia a la corrosión y un acabado brillante.⁸

Acero Inoxidable: El cromo es un componente clave del acero inoxidable, donde concentraciones superiores al 12% son comunes, aunque las propiedades antioxidantes comienzan a ser notables a partir del 5%.⁸ Esta aleación es fundamental en utensilios de cocina, componentes automotrices y dispositivos electrónicos.²⁷
Cromado (Electrodeposición): El cromo se utiliza para depositar una capa protectora y brillante sobre otros metales (como acero, latón, aluminio, cobre, plástico o níquel) mediante electrodeposición.⁴ Este proceso se aplica tanto con fines decorativos (en accesorios de automóviles, electrodomésticos y joyas) como funcionales (cromado duro o industrial para resistencia al desgaste en componentes expuestos a fricción o abrasión).⁴
Aleaciones: El cromo se alea con otros metales como hierro, níquel y cobalto para conferirles mayor resistencia, durabilidad y resistencia a la corrosión. Estas aleaciones se utilizan en la fabricación de componentes de automóviles, instrumentos médicos y dispositivos electrónicos.¹⁴
Anodizado de Aluminio: También se emplea en el proceso de anodizado del aluminio.⁸

5.2. Pigmentos y Colorantes

El origen del nombre del cromo («chroma», color) subraya su importancia en esta área.¹ Los cromatos y óxidos de cromo se emplean como mordientes en colorantes y pinturas debido a sus variados colores.⁸ El óxido de cromo(III) (Cr2O3) se utiliza ampliamente para fabricar pigmentos verdes y rojos ²⁹, aplicados en la pintura sobre vidrio, cerámica y la industria textil.²⁹ El rojo de cromo, un pigmento de cromita, destaca por su alta intensidad de color y buena estabilidad a la luz, siendo popular en la pintura al óleo, acuarela, tintas de impresión y las industrias del plástico y el caucho.⁴³ Los pigmentos de cromo son conocidos por ser resistentes a la intemperie, químicamente estables, protectores contra los rayos UV y resistentes a la decoloración.⁴³ Sin embargo, los pigmentos que contienen cromo(VI) (como el cromato de plomo) están restringidos debido a su toxicidad.³²

5.3. Industria del Cuero

El «curtido al cromo» es un proceso fundamental en la industria del cuero, que emplea hidroxisulfato de cromo(III) (Cr(OH)(SO4)).⁸ Aproximadamente el 80% de la producción mundial de cuero utiliza este método para transformar las pieles de animales en un material duradero, flexible y resistente a la putrefacción.³⁰

A pesar de la seguridad del Cr(III) en el cuero para consumidores y trabajadores, existe el riesgo de que el Cr(III) se oxide a Cr(VI) bajo ciertas condiciones, como la exposición a luz UV, altas temperaturas, bajos niveles de humedad, gases oxidantes o valores de pH elevados.³⁰ Para mitigar la formación de Cr(VI), la industria ha implementado medidas preventivas, que incluyen el uso de sales de cromo de primera calidad, evitar agentes oxidantes después del curtido, finalizar el proceso húmedo a pH bajo (3.5-4.0), realizar un lavado final, evitar el uso excesivo de amoníaco, utilizar suavizantes de alto rendimiento sin lípidos insaturados, evitar pigmentos cromados y añadir extractos tánicos vegetales o antioxidantes sintéticos.⁴⁵

5.4. Materiales Refractarios

El mineral cromita (Cr2O3·FeO) se emplea en moldes para la fabricación de ladrillos y materiales refractarios.⁸ Esto se debe a su alto punto de fusión, moderada dilatación térmica y estabilidad de su estructura cristalina.¹⁴ Los materiales refractarios a base de cromo, como los ladrillos de alto cromo (con un contenido de Cr2O3 entre 75% y 95%), se utilizan ampliamente en entornos de horno para la producción de hierro, acero y aluminio, así como en hornos de incineración de residuos y otros reactores de alta temperatura.⁴⁶ Estos materiales ofrecen ventajas significativas, como una fuerte resistencia a la corrosión ácida y alcalina, alta refractariedad (el punto de fusión del Cr2O3 alcanza los 2275°C), fuerte resistencia al choque térmico y alta resistencia mecánica a elevadas temperaturas.⁴⁷

5.5. Catálisis Industrial

El cromo y algunos de sus óxidos se utilizan como catalizadores en diversas reacciones químicas.¹⁴ Los catalizadores de cobre/cromo son particularmente valorados por su alta actividad catalítica y estabilidad en condiciones exigentes.⁴⁸ Sus aplicaciones incluyen:

Deshidrogenación de Alcoholes: Convierten eficientemente alcoholes en aldehídos o cetonas, como la conversión de metanol en formaldehído.³³
Hidrogenación de Hidrocarburos: Permiten la conversión de acetileno en etileno o la reducción de compuestos nitro a aminas.⁴⁸
Síntesis de Metanol: Desempeñan un papel importante en la conversión de gas de síntesis (CO y H2) a metanol.⁴⁸
Síntesis de Fischer-Tropsch: Convierten gas de síntesis en hidrocarburos líquidos.⁴⁸

En estos procesos, el cromo estabiliza el cobre, minimiza su sinterización, mejora la estabilidad y aumenta la resistencia al envenenamiento por contaminantes.⁴⁸ Sin embargo, se deben considerar los aspectos ambientales, ya que el cromo, especialmente en su forma hexavalente (Cr(VI)), puede ser perjudicial para el medio ambiente y la salud, requiriendo una manipulación y procesos de reciclaje adecuados.⁴⁸

5.6. Otras Aplicaciones

Además de los usos mencionados, el cromo y sus compuestos tienen otras aplicaciones importantes:

Medicina y Salud: El cromo(III) es un oligoelemento esencial que el cuerpo no produce, debiendo obtenerse de la dieta.¹⁶ Es crucial en la descomposición de grasas y carbohidratos, estimula la síntesis de ácidos grasos y colesterol (importantes para la función cerebral), y ayuda en la acción de la insulina y la descomposición de la glucosa.¹² Los suplementos de cromo pueden ayudar a mejorar la resistencia a la insulina en personas con diabetes tipo 2 y podrían ayudar a prevenir la pérdida ósea en mujeres menopáusicas. También se ha sugerido un vínculo entre niveles bajos de cromo y un mayor riesgo de glaucoma.¹⁶
Electrónica: Se utiliza en la fabricación de componentes para dispositivos electrónicos.²⁵
Vidrio y Cerámica: El cromo se emplea en la coloración de vidrio y la elaboración de porcelana.⁸
Cintas Magnéticas: El dióxido de cromo (CrO2) se utiliza en la fabricación de cintas magnéticas para casetes, ofreciendo mejores resultados que el óxido de hierro (Fe2O3) debido a su mayor coercitividad.⁸
Láseres: Cuando algunos iones de aluminio en el corindón (α-Al2O3) son sustituidos por iones de cromo, se obtiene el rubí, una gema que puede emplearse en láseres.⁸
Preservación de Madera: Históricamente, la madera se trataba con arsenito de cobre cromado (CCA), aunque su uso residencial se descontinuó.⁴²
Tratamiento de Aguas Residuales: El sulfato de cromo(III) se utiliza en el tratamiento de aguas residuales.³⁹

6. Toxicidad y Consideraciones Ambientales

La gestión del cromo es un desafío debido a la marcada diferencia en la toxicidad de sus estados de oxidación y su potencial impacto ambiental.

6.1. Toxicidad del Cromo: Diferencias entre Estados de Oxidación

La toxicidad del cromo varía drásticamente según su estado de oxidación.

Cromo(VI) (Hexavalente): Es la forma más tóxica, corrosiva y carcinogénica del cromo.⁶ La exposición a Cr(VI) se ha asociado con numerosos problemas de salud en humanos. La inhalación de altos niveles puede causar irritación y perforación del tabique nasal, problemas respiratorios graves (incluyendo asma y cáncer de pulmón), y debilitamiento del sistema inmunitario.⁸ La ingestión de altos niveles de Cr(VI) puede provocar malestar estomacal, úlceras, anemia y daño en los riñones e hígado.⁸ También se ha vinculado a la alteración del material genético, daño en el sistema reproductor masculino, quemaduras severas en la piel y sensibilización cutánea con reacciones alérgicas.⁸ Algunos compuestos de Cr(VI), como los cromatos de zinc, calcio, estroncio y potasio, están clasificados como carcinógenos del Grupo 1 por la IARC (cancerígenos para humanos).¹⁰ Las principales vías de exposición son la inhalación (la más importante en entornos laborales), el contacto dérmico y la ingestión.¹⁰ Es crucial destacar que el cromo(III) puede transformarse en cromo(VI) bajo ciertas condiciones (luz UV, altas temperaturas, agentes oxidantes, pH elevado), lo que añade complejidad a su manejo seguro.¹⁸
Cromo(III) (Trivalente): A diferencia del Cr(VI), el cromo(III) es un nutriente esencial y es significativamente menos tóxico.¹⁸ La toxicidad por ingestión de Cr(III) es poco común debido a su baja absorción y alta tasa de excreción.¹⁶ Sin embargo, algunas personas pueden desarrollar reacciones alérgicas al cromo(III).¹⁹

6.2. Impacto Ambiental

El cromo es un elemento natural presente en rocas, suelos, plantas y animales.¹⁹ Sin embargo, las actividades industriales pueden liberar cromo al medio ambiente. Las principales fuentes de emisión incluyen las industrias metalúrgicas y de curtido, sitios de desechos peligrosos, y la quema de combustibles fósiles o el humo de cigarrillo.⁴²

En el aire, el cromo generalmente no permanece suspendido y se deposita en el suelo y el agua.¹⁹ En el agua y el suelo, el cromo puede transformarse fácilmente entre sus diferentes formas dependiendo de las condiciones ambientales presentes.¹⁹ Los peces, por ejemplo, no acumulan grandes cantidades de cromo en sus cuerpos a partir del agua.¹⁹ No obstante, el cromo(VI) representa un riesgo ambiental significativo ³¹ y es muy tóxico para los organismos acuáticos.⁸

6.3. Normativas de Seguridad y Tratamiento de Residuos

Dada la toxicidad del cromo, especialmente en su forma hexavalente, existen normativas estrictas para su manejo y tratamiento de residuos.

Normativas de Seguridad

Las principales regulaciones en mercados importantes (como la Unión Europea) restringen la presencia de cromo(VI) en productos terminados, como textiles y cuero.³⁰ La Administración de Salud y Seguridad Ocupacional (OSHA) ha establecido límites de exposición laboral en el aire de 0.005 mg/m³ para Cr(VI), 0.5 mg/m³ para Cr(III) y 1.0 mg/m³ para Cr(0), como promedios durante una jornada laboral de 8 horas.¹⁹

Los empleadores deben implementar controles de ingeniería, como la ventilación, para reducir la exposición.⁵⁰ Además, es obligatorio proporcionar equipo de protección personal (EPP) adecuado, que incluye guantes, protección ocular y facial, y ropa protectora.⁵⁰ Se deben seguir prácticas de higiene rigurosas, como lavarse las manos cuidadosamente antes de comer, fumar o usar el baño, y no llevar ropa contaminada a casa.⁵³ La manipulación de compuestos de cromo(VI) requiere precauciones especiales debido a su naturaleza cancerígena y oxidante.²⁰

Tratamiento de Residuos

El tratamiento de residuos de cromo es un proceso químico esencial en el tratamiento de aguas residuales industriales ³⁶, especialmente en industrias como la galvanoplastia, textil, del cuero, química, del vidrio y cerámica.³⁷

Reducción del Cr(VI) a Cr(III): Este es un paso fundamental para eliminar eficazmente el cromo de las aguas residuales. Se logra mediante la adición de agentes reductores como bisulfito de sodio (NaHSO3), dióxido de azufre (SO2) o sulfato de hierro(II) (FeSO4) bajo condiciones ácidas (pH 2-3).³⁶ El control preciso del pH es crucial para asegurar una reducción completa.³⁷
Precipitación: Una vez que el cromo(VI) se ha reducido a cromo(III), se precipita como hidróxido de cromo [Cr(OH)3] en una etapa posterior. Esto se logra elevando el valor del pH a un rango alcalino (pH 8-9) mediante la adición de álcalis como hidróxido de sodio (NaOH) o lechada de cal (Ca(OH)2).³⁷
Floculación y Sedimentación: Para separar eficazmente las partículas de hidróxido de cromo resultantes, se añaden floculantes (como polielectrolitos) para agrupar los sólidos en flóculos más grandes. Estos flóculos se asientan en el fondo de un tanque de sedimentación y pueden eliminarse como lodos de cromo.³⁷
Tratamiento de Lodos: Los lodos de cromo separados, que contienen el cromo(III) en forma de hidróxido de cromo, deben deshidratarse y eliminarse adecuadamente para evitar la contaminación ambiental.³⁷
Otros métodos complementarios incluyen la filtración por carbón activado y el intercambio iónico.³⁷

El cumplimiento de las normas medioambientales es una ventaja clave de la reducción del cromo, ya que permite a las empresas asegurar que respetan los estrictos límites legales de vertidos de cromo a las masas de agua.³⁷

7. Conclusiones

El cromo es un elemento de transición de una complejidad y utilidad excepcionales, cuya importancia se extiende desde su papel esencial en la biología hasta sus aplicaciones transformadoras en la industria moderna. Desde su descubrimiento, impulsado por la diversidad cromática de sus compuestos, el cromo ha demostrado ser indispensable en la fabricación de acero inoxidable, el cromado de superficies, la producción de pigmentos duraderos, el curtido de cuero y la creación de materiales refractarios de alto rendimiento. Su capacidad para actuar como catalizador en diversas reacciones químicas subraya aún más su versatilidad.

Sin embargo, la utilidad del cromo viene acompañada de una responsabilidad significativa. La dualidad entre el cromo trivalente, un micronutriente vital, y el cromo hexavalente, una forma altamente tóxica y carcinogénica, es un tema central en su estudio y manejo. Esta diferencia fundamental exige una comprensión profunda de su química y un control riguroso de sus estados de oxidación en todos los procesos industriales. La concentración geográfica de las menas de cromita también destaca las implicaciones geopolíticas y la necesidad de cadenas de suministro resilientes.

La industria del cromo se enfrenta al desafío continuo de equilibrar la demanda de materiales de alto rendimiento con la protección del medio ambiente y la salud humana. Los avances en los procesos de obtención, como la recuperación de ferrocromo de escorias, reflejan un movimiento hacia una economía circular y una mayor eficiencia de recursos. No obstante, la persistencia de procesos que involucran cromo hexavalente subraya la tensión inherente entre la búsqueda de la máxima pureza y la minimización del impacto ambiental.

En última instancia, el cromo es un testimonio de cómo un elemento puede ser tanto un pilar de la innovación tecnológica como un recordatorio constante de la necesidad de prácticas industriales responsables, normativas de seguridad estrictas y un tratamiento de residuos eficaz para asegurar un futuro sostenible.

Obras citadas

clickmica.fundaciondescubre.es, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://clickmica.fundaciondescubre.es/conoce/elementos-quimicos/cromo/#:~:text=Fue%20aislado%20en%201797%20por,una%20gran%20variedad%20de%20colores.
Cromo – Clickmica – Fundación Descubre, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://clickmica.fundaciondescubre.es/conoce/elementos-quimicos/cromo/
clickmica.fundaciondescubre.es, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://clickmica.fundaciondescubre.es/conoce/elementos-quimicos/cromo/#:~:text=El%20cromo%20es%20un%20elemento,como%20plomo%20rojo%20de%20Siberia.
Obtención de cromo puro: Una perspectiva histórica e industrial, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://www.samaterials.es/content/how-to-obtain-pure-chromium.html
prtr-es.es, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://prtr-es.es/Cr-Cromo-y-compuestos,15606,11,2007.html#:~:text=El%20cromo%20es%20un%20elemento,muy%20resistente%20a%20la%20corrosi%C3%B3n.
Características del cromo | Explora – Univision, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://www.univision.com/explora/caracteristicas-del-cromo
hascelik.com, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://hascelik.com/es/blogs/cromo#:~:text=Propiedades%20F%C3%ADsicas%20del%20Cromo,-%E2%80%A2&text=Color%20y%20Apariencia%3A%20Plateado%2C%20brillante%20y%20met%C3%A1lico.&text=Dureza%3A%208.5%20en%20la%20Escala,material%20%C3%BAnico%20en%20la%20industria.
Cr (Cromo y compuestos) | PRTR España, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://prtr-es.es/Cr-Cromo-y-compuestos,15606,11,2007.html
es.wikipedia.org, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://es.wikipedia.org/wiki/Cromo#:~:text=El%20cromo%20es%20un%20metal,son%20%2B2%20y%20%2B3.
13 EXPOSICIÓN A CROMO Y SUS COMPUESTOS – Argentina.gob.ar, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://www.argentina.gob.ar/sites/default/files/13_cromo_guia_de_actuacion_y_diagnostico.pdf
www.scielo.sa.cr, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://www.scielo.sa.cr/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0253-29482002000100006#:~:text=El%20cromo%20es%20el%20elemento,alrededor%20de%20100%20mg%2Fkg.
El cromo como elemento esencial en los humanos – SciELO, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://www.scielo.sa.cr/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0253-29482002000100006
Tema 9C. Química del Cromo Tema 9. Titanio, Vanadio, Cromo y Manganeso Indice, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://www.uv.es/moratal/QI_2/Tema_9C_Cromo.pdf
Cromo – Productividad en la minería – UPME, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://www1.upme.gov.co/simco/Cifras-Sectoriales/Datos/mercado-nal/MNAL_Cromo.pdf
medlineplus.gov, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/002418.htm#:~:text=Funciones,-Expanda%20secci%C3%B3n&text=El%20cromo%20es%20importante%20en,cerebral%20y%20otros%20procesos%20corporales.
Cromo en la dieta: MedlinePlus enciclopedia médica, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/002418.htm
Cromo – Cigna Healthcare, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://www.cigna.com/es-us/knowledge-center/hw/temas-de-salud/cromo-ut1024spec
Cromo | Linus Pauling Institute | Oregon State University, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://lpi.oregonstate.edu/es/mic/minerales/cromo
ToxFAQsTM: Cromo (Chromium) | ToxFAQ | ATSDR, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://www.atsdr.cdc.gov/es/toxfaqs/es_tfacts7.html
Daños a la Salud por la Exposición a Cromo y sus Compuestos – Quirónprevención, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://www.quironprevencion.com/blogs/es/prevenidos/danos-salud-exposicion-cromo-compuestos
www.atsdr.cdc.gov, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://www.atsdr.cdc.gov/es/toxfaqs/es_tfacts7.html#:~:text=Importante%3A,el%20est%C3%B3mago%20o%20los%20intestinos.
Cromo – Wikipedia, la enciclopedia libre, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://es.wikipedia.org/wiki/Cromo
FABRICACIÓN DE FERROALEACIONES (EMISIONES DE PROCESO), fecha de acceso: junio 20, 2025, https://www.miteco.gob.es/content/dam/miteco/es/calidad-y-evaluacion-ambiental/temas/sistema-espanol-de-inventario-sei-/040302-ferroaleaciones-proceso_tcm30-509727.pdf
Línea de procesamiento de escoria de fundición de ferrocromo/cromita – Forui, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://www.foruimining.com/es/PRODUCTO/procesamiento-de-escoria-de-ferrocromo/
Cr cromo | Metal de transición – Mineraly.es, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://mineraly.es/mineralogia/elementos-quimicos/chrome-cr
hascelik.com, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://hascelik.com/es/blogs/cromo#:~:text=5.-,Recubrimiento%20y%20Pulido%20de%20Metales,superficie%20m%C3%A1s%20est%C3%A9tica%20y%20duradera.
Proceso de galvanoplastia: definición, funcionamiento y aplicaciones – HITOP Industrial, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://hitopindustrial.com/es/proceso-de-galvanoplastia/
¿Sabías que el cromado es más que un acabado brillante? – HANNA® instruments, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://hannainst.com.pe/blog/laboratorio-boletines/sabias-que-el-cromado-es-mas-que-un-acabado-brillante/
Cromo (Cr): Definición, propiedades y principales aplicaciones – Hasçelik, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://hascelik.com/es/blogs/cromo
Cromo VI – AFIRM Group, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://afirm-group.com/wp-content/uploads/2022/11/afirm_chromium_VI_spanish_v4a.pdf
Trióxido de cromo – Wikipedia, la enciclopedia libre, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://es.wikipedia.org/wiki/Tri%C3%B3xido_de_cromo
Cromo VI – AFIRM Group, fecha de acceso: junio 20, 2025, http://www.afirm-group.com/wp-content/uploads/2019/09/afirm_chromium_VI_spanish_v2.pdf
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS Potencial contaminación por cromo en el proceso de refinación del petróleo, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://sisbib.unmsm.edu.pe/bibvirtualdata/monografias/ingenie/jacinto_sh/cap2.pdf
prtr-es.es, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://prtr-es.es/Cr-Cromo-y-compuestos,15606,11,2007.html#:~:text=El%20cromo%20forma%20tres%20series,%C3%A1cido%20cr%C3%B3mico%20(CrO3).
www.insst.es, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://www.insst.es/documents/94886/2730585/Ficha%20n%C2%BA7%20Cromo%20VI%20-%20A%C3%B1o%202022.pdf
www.almawatech.com, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://www.almawatech.com/es/aguas-residuales/reduccion-del-cromo/#:~:text=La%20reducci%C3%B3n%20del%20cromo%20es,III)%20(cromo%20trivalente).
Reducción del cromo – Glosario – ALMAWATECH, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://www.almawatech.com/es/aguas-residuales/reduccion-del-cromo/
www.nj.gov, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://www.nj.gov/health/eoh/rtkweb/documents/fs/0434sp.pdf
Sulfato De Cromo | Quimica Industrial, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://quimicaindustrial.cl/producto/sulfato-de-cromo/
Sulfato de cromo(III) – Wikipedia, la enciclopedia libre, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://es.wikipedia.org/wiki/Sulfato_de_cromo(III)
hascelik.com, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://hascelik.com/es/blogs/cromo#:~:text=Los%20compuestos%20de%20cromo%20tambi%C3%A9n,fabricar%20pigmentos%20verdes%20y%20rojos.&text=Pinturas%20y%20pigmentos%3A%20Los%20pigmentos,cer%C3%A1mica%20y%20la%20industria%20textil.
Resumen de Salud Pública: Cromo (Chromium) | PHS | ATSDR, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://www.atsdr.cdc.gov/es/phs/es_phs7.html
Pigmento de cromo – KingChroma, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://www.kingchroma.com/es/chrome-pigment
LA INDUSTRIA DE LOS CUEROS (A BASE DE SALES DE CROMO, CON AGENTES VEGETALES), fecha de acceso: junio 20, 2025, https://www.ambiente.gob.ec/wp-content/uploads/downloads/2013/03/PART2.pdf
Investigación sobre cromo y cuero: un enfoque equilibrado de datos y hechos científicos, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://lederpiel.com/investigacion-sobre-cromo-y-cuero/
Compuestos de cromo: cementos refractarios, materiales refractarios – African Pegmatite, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://mineralmilling.com/es/compuestos-de-cromo-cementos-refractarios-materiales-refractarios/
Ladrillo Alto Cromo – Kerui Refractory, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://keruirefra.com/es/high-chrome-brick/
Catalizadores de cobre-cromo Archivo – candcs, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://www.candcs.de/es/categor%C3%ADa-de-producto/catalizadores-de-cobre-y-cromo/
Cromo hexavalente – Chemical Safety Facts, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://es.chemicalsafetyfacts.org/chemicals/hexavalent-chromium/
CROMO HEXAVALENTE, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://files-us-prod.cms.commerce.dynamics.com/cms/api/tflzsjpjnb/binary/MA2u29
Como afecta el cromo al medio ambiente – Laboratorio Ambiental Chavezsolutions, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://chavezsolutions.com/noticias-ambientales/contaminacion-por-cromo/
Riesgos del cromado – Ciencia y Desarrollo, Artículos, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://www.cyd.conacyt.gob.mx/archivo/218/Articulos/Cromado/Cromado2.html
Cromo – Derecho a Saber Hoja Informativa sobre Sustancias Peligrosas, fecha de acceso: junio 20, 2025, https://nj.gov/health/eoh/rtkweb/documents/fs/0432sp.pdf