Cadmio

El cadmio (en latín, cadmia, y en griego kadmeia, que significa "calamina", el nombre vulgar del carbonato de zinc) fue descubierto en Alemania en 1817 por Friedrich Strohmeyer. Lo encontró como impureza de algunas muestras de carbonato de zinc. Strohmeyer observó que esas muestras, en particular, cambiaban de color al calentarlas, lo cual no le ocurría al carbonato de zinc puro. Strohmeyer fue lo suficientemente persistente para continuar la observación consiguiendo aislar el elemento mediante el tueste y posterior reducción del sulfuro.

El cadmio es un metal pesado, de color blanco azulado, el cual se encuentra en toda la corteza terrestre.

Su estado de oxidación es de +2. Puede presentar el estado de oxidación +1, pero es muy inestable.

No se encuentra en la naturaleza en estado puro sino que por afinidad química está asociado con metales como el zinc, el plomo y el cobre.

Asociado a la contaminación medio ambiental e industrial, es uno de los mayores tóxicos , ya que reúne las cuatro características básicas más peligrosas de un tóxico:

• Bioacumulación
• Persistencia en el ambiente
• Efectos desfavorables para el ser humano y el ambiente
• Es fácilmente transportable mediante los cursos de agua y el viento

• Se emplea en acumuladores eléctricos de níquel-cadmio recargables.
• Es componente de aleaciones de bajo punto de fusión. Se emplea en aleaciones de cojinetes, con bajo coeficiente de fricción y gran resistencia a la fatiga.
• Se utiliza mucho en electrodeposición: recubrimiento de rectificadores y acumuladores.
• Utilizado en barras de control del flujo de neutrones en los reactores atómicos.
• El hidróxido de cadmio se emplea en galvanotecnia y en la fabricación de electrodos negativos de baterías de níquel-cadmio.
• El óxido de cadmio se usa como catalizador para la hidrogenación y la síntesis de metano. Además, se emplea para fabricación de esmaltes y en sinterización.
• El cloruro de cadmio se utiliza en galvanotecnia, fotografía y tintorería.
• El sulfuro de cadmio se utiliza como pigmento amarillo.
• El estearato de cadmio se emplea para mejorar la estabilidad de materiales de PVC frente a la luz y a los agentes atmosféricos.

Las concentraciones de cadmio en los diferentes compartimentos de la naturaleza son las siguientes:

• Agua: En ríos la concentración de cadmio disuelto es relativamente alta (10 -500 mg/l) encontrándose por lo general unido a materia participada. En zonas oceánicas abiertas la concentración está entre 0,5 y 10 mg/l; estos niveles puede ser superiores en áreas marinas cerradas, especialmente en las desembocaduras de los ríos que están contaminados.

• Aire: El transporte a los diferentes compartimentos ambientales se realiza a través del aire, donde tiene poca persistencia (días o semanas). Las concentraciones en zonas rurales son de 0,1 mg. por m³ aumentando hasta cinco veces en zonas urbanas e industriales.
• Suelo: El suelo es el primero en ser objeto de inmisión del cadmio, por la caída de partículas difundidas en el aire por actividades industriales, actividades antropogénicas o por su acumulación después de los incendios. En suelos la concentración media de cadmio es de 0,06 a 0,5 mg. por kg. aumentando hasta cien veces en zonas contaminadas. Hay estudios basados en que con la aplicación de fertilizantes procedentes de rocas fosfatadas aumenta la concentración desde 0,3 a 38 g. por hectárea y año. La persistencia del cadmio en suelos es de hasta trescientos años y el 90 por ciento permanece sin transformarse. Estas concentraciones de cadmio en el suelo dependen en su mayor parte del pH de la tierra, que controla la solubilidad y movilidad del metal.

Podemos hallar cadmio en la atmósfera, el agua y el suelo. De forma natural grandes cantidades de cadmio son liberadas al ambiente, aproximadamente 25 000 toneladas al año, de las cuales gran parte son vertidas a los ríos procedente de la descomposición de las rocas, mientras que una pequeña parte es liberada a la atmósfera a través de los incendios forestales, actividad volcánica, quema de combustibles fósiles y residuos urbanos e industriales.

En este apartado detallaremos como llega el cadmio a los diferentes ecosistemas:

Actualmente se relaciona la contaminación de este metal con la industria del zinc y del plomo. También se producen emisiones de cadmio, aunque en menor grado, en la combustión de basuras, combustión de carbón, producción de cementos y en la industria del acero

Los daños a nivel global del cadmio son poco importantes, en este metal se ha observado que la relación de contaminación es de regional a local.

El cadmio produce efectos tóxicos en los organismos vivos, aun en concentraciones muy pequeñas.

Es el conjunto de fenómenos que experimenta el cadmio desde su entrada en el organismo hasta su eliminación. Consta de los siguientes procesos:

El cadmio es uno de los metales tóxicos emitidos al medio ambiente que más tiende a acumularse en los alimentos. La principal fuente de contaminación de cadmio en el ser humano es la ingesta de vegetales contaminados con este metal (Norvell et al. 2000).

Una característica considerable del cadmio es su fácil traspaso del suelo a los vegetales, es uno de los metales que mejor se absorben por las plantas, siendo mayormente cereales como el trigo, arroz y, en menor medida el maíz. La retención del cadmio en la superficie vegetal depende de factores como: el tamaño de la partícula, factores climáticos, velocidad de deposición y características de las hojas. El pH es considerado uno de los factores que más repercusión tienen en la relación cadmio – vegetal, una disminución del pH del suelo facilita el traspaso del metal a la planta.

El fenómeno de la lluvia ácida es de gran importancia en áreas industrializadas, ya que esta disminuye el pH del suelo, y como consecuencia hace aumentar la absorción por parte de las plantas, es decir, la acumulación.

En relación a la contaminación por agua, los que tienen mayor incidencia tienen son los crustáceos, peces y los moluscos bivalvos (Storelli 2009; Ololade y col. 2011).

El agua apta para beber no puede superar valores del orden de 2 µg/L, esto quiere decir que no es una vía considerable de exposición.

La tecnología alimentaria también juega un papel importante, ya que los productos pueden ser contaminados en el tratamiento de los alimentos y en la manipulación de estos, sobre todo en el caso de los embalajes.

Los efectos de la toxicidad por Cd dependen del tipo de exposición, ya sea a través de la inhalación de aire contaminado (particularmente cerca de fundidoras, incineradoras o procedente del humo del cigarro) , consumo de alimentos y aguas contaminadas. En fumadores, se ha encontrado que la concentración de Cd en la sangre es de 1-4 µg/l, un valor de cuatro a cinco a veces más alto que en los no fumadores.

• Es nefrotóxico (L´ Azou et al. 2007), y el daño renal se manifiesta con proteinuria (Nogué et al. 2004)
• Diarreas, dolor de estómago y vómitos severos,
• Debilitamiento óseo
• Fallos en la reproducción y posibilidad incluso de infertilidad
• Daño al sistema nervioso central
• Daño al sistema inmunológico
• Desórdenes psicológicos
• Carcinogénico (Akesso et al.2008)

• M.Jiménez Repetto, Manuel. Toxicología avanzada. Madrid: Díaz de santos, 1995.
• Jiménez Repetto, Manuel; Kuhn Repetto, Guillermo. Toxicología fundamental. 4ª ed. Sevilla: Díaz de Santos,2009
• M. Rodríguez-Serrana; N. Martínez-de la Casa; M.C. Romero-Puertas; L.A del Río; L.M Sandalio. Toxicidad del Cadmio en Plantas. Ecosistemas, vol. 17, (2008), p.139-146.
• A. Ramírez. Toxicología del Cadmio. Anales de la Facultad de Medicina, vol. 3, n.º 1,(2002),p.51-64.
• R. Madeddu. Estudio de la influencia del cadmio sobre el medioambiente y el organismo humano. Granada: Editorial Universidad de Granada, 2005.
• M. Lara-Delgado; G. Lozano-González, Toxicidad del Cadmio en las Plantas.
• M. Díaz-Díaz,. Concentración del cadmio en sangre en una población hospitalaria y su relación con factores asociados. Madrid: Editorial Universidad Complutense de Madrid, 2014.