¿Por qué su masa atómica es tan variable?
El plomo tiene cuatro isótopos estables: 204, 206, 207 y 208. Lo insólito es de dónde vienen tres de ellos.
El plomo 204 es primordial: existe desde la formación del sistema solar. Los otros tres son radiogénicos, es decir, productos finales de cadenas de desintegración.
uranio 238 → ... → plomo 206
uranio 235 → ... → plomo 207
torio 232 → ... → plomo 208Cada serie atraviesa una docena de etapas y termina cuando llega a un núcleo estable, que en los tres casos es plomo.
La consecuencia es que la composición isotópica de una muestra depende de la historia geológica de la roca. Una galena formada junto a minerales de uranio acumula plomo 206; una asociada a torio acumula plomo 208.
La IUPAC publica un intervalo de 206,14 a 207,94 u, el más ancho en términos absolutos de toda la tabla periódica.
Esa variabilidad tiene un uso extraordinario. Clair Patterson la empleó en 1956 para determinar la edad de la Tierra midiendo las relaciones isotópicas de plomo en el meteorito del Cañón del Diablo. Obtuvo 4 550 millones de años, cifra que sigue siendo la aceptada.
¿Por qué es el último elemento estable?
Por la estructura del núcleo. Igual que los electrones se organizan en capas, los protones y los neutrones también, y hay números que completan una capa: 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126. Se llaman números mágicos.
Un núcleo con un número mágico de protones o de neutrones está especialmente ligado. El plomo 208 tiene 82 protones y 126 neutrones: es doblemente mágico, y es el núcleo estable más pesado que existe.
A partir de ahí, la repulsión electrostática entre tantos protones supera lo que la fuerza nuclear fuerte puede compensar, y todos los elementos son radiactivos.
⚠️ El bismuto, elemento 83, se consideró estable durante casi dos siglos. En 2003 se midió su desintegración alfa: tiene un periodo de unos 2 × 10¹⁹ años, mil millones de veces la edad del universo. Es radiactivo por definición y estable a todos los efectos prácticos.
Esa estabilidad nuclear explica también por qué las cadenas radiactivas terminan donde terminan. El plomo es el fondo del pozo.
¿Por qué se usó tanto pese a conocerse su toxicidad?
Porque es fácil de trabajar. Funde a 327 °C, temperatura que alcanza una hoguera bien alimentada. Es blando, se moldea, se lamina y se suelda sin dificultad. Y resiste la corrosión formando una capa de carbonato básico.
Los romanos lo usaron en tuberías —la palabra fontanería, plumbing en inglés, viene de plumbum—, en vajilla, en cosméticos y como edulcorante: el acetato de plomo tiene sabor dulce y se añadía al vino.
La toxicidad se conocía. Vitruvio, en el siglo I antes de nuestra era, escribió que el agua conducida por tuberías de barro es más sana que la conducida por plomo, y observó la palidez de los operarios de las fundiciones.
La razón de que se siguiera usando es la de siempre: funcionaba, era barato y el daño era lento y difuso.
El siglo XX multiplicó la exposición. El tetraetilplomo en la gasolina, introducido en 1923, dispersó plomo por la atmósfera de todo el planeta. La pintura con plomo dejó residuos en millones de viviendas. Las soldaduras de las latas de conserva y las tuberías domésticas añadieron más.
¿Cómo se eliminó de la gasolina?
Gracias a un geoquímico que buscaba otra cosa.
Clair Patterson intentaba datar la Tierra y necesitaba medir plomo con una precisión extrema. Se encontró con que sus muestras estaban contaminadas por plomo ambiental en cantidades que hacían imposible el análisis. Tuvo que inventar la sala limpia moderna para trabajar.
Al investigar el origen de esa contaminación, comparó núcleos de hielo de Groenlandia de distintas épocas. El plomo atmosférico se había multiplicado por más de doscientos desde el comienzo de la era industrial, y la subida más pronunciada coincidía con la introducción de la gasolina con plomo.
Publicó los resultados en 1965. La industria química respondió con presión institucional, financiación de estudios contrarios y ataques a su credibilidad; Patterson perdió contratos de investigación.
La evidencia acabó imponiéndose. Estados Unidos empezó a retirar el plomo en 1975 y lo prohibió en 1996. El último país en abandonarlo fue Argelia, en julio de 2021.
⚠️ El efecto fue medible y rápido. La concentración media de plomo en sangre de los niños estadounidenses cayó más del 90 % entre 1976 y 1999. Varios estudios han correlacionado la exposición infantil al plomo con la evolución de las tasas de criminalidad violenta con dos décadas de desfase, aunque la causalidad sigue debatiéndose.
¿Para qué se usa todavía?
El uso dominante, con más de las tres cuartas partes del consumo, son las baterías de plomo-ácido.
Es una tecnología de 1859 que sigue vigente porque hace algo que las demás no: entregar mucha corriente de golpe a bajo coste. Arrancar un motor exige cientos de amperios durante segundos, y la batería de plomo lo hace bien y barato.
Su reciclaje es además excepcional. Más del 95 % del plomo de las baterías se recupera en muchos países, y es uno de los materiales con mayor tasa de reciclado del mundo.
También se usa como blindaje frente a radiación ionizante, porque su alta densidad y su número atómico elevado lo hacen muy eficaz absorbiendo rayos X y gamma. Los delantales de radiología y los contenedores de material radiactivo son de plomo.
En contrapesos, lastres y munición su densidad es la propiedad buscada, aunque la munición de caza con plomo se ha restringido en muchos países por la intoxicación de aves acuáticas.
Los usos que implicaban contacto humano —tuberías, pintura, gasolina, soldadura de alimentos, cosmética— han desaparecido de la normativa de la mayoría de los países, aunque los residuos siguen presentes en edificios antiguos y en suelos urbanos.