Propiedades del estroncio (Sr)

• El átomo de estroncio tiene una configuración electrónica 1s², 2s², 2p⁶, 3s², 3p⁶, 3d¹⁰, 4s², 4p⁶, 5 s².
• No se encuentra en su forma molecular en la Tierra, si no formando diversos compuestos debido a su alta reactividad, especialmente al interactuar con el agua y con el oxígeno.
• La masa atómica del estroncio es de 87,62 g/mol y su densidad de 2,6 g/ml.
• Es un metal blando y maleable de color plateado brillante. Además es un metal paramagnético, es decir, es poco susceptible a la influencia de los campos magnéticos.
• En condiciones normales es un sólido. Su punto de ebullición se encuentra en los 1382ºC y su punto de fusión en los 777 ºC.
• En forma de polvo fino puede arder espontáneamente en presencia del aire, dando lugar a una llama rosada muy llamativa. Esta es la razón por la que algunas sales de estroncio son usadas en pirotecnia.
• Es el menos abundante de los metales alcalinotérreos como elemento traza, está presente en concentraciones µg/g en suelos, plantas, así como en rocas ígneo, metamórficas y sedimentarias.
• Se conocen hasta 36 isópotos del estroncio de los cuales solo 4 son estables y de origen natural: el ⁸⁴Sr, ⁸⁶Sr, ⁸⁷Sr y ⁸⁸Sr, cuya abundancia relativa es respectivamente 0,56%, 9,86%, 7% y 87,62%. De entre ellos, solo el ⁸⁷Sr es radiactivo.
• La distribución natural de los distintos isótopos de estroncio varían geográficamente en gran medida. Esto, unido al hecho de que también forma parte de los huesos, hace del estroncio un elemento empleado ampliamente tanto en paleontología como en la ciencia forense para averiguar el origen de restos humanos.
• No se encuentra en estado nativo en la naturaleza, se obtiene industrialmente a partir de las únicas dos especies minerales que lo contienen en proporción representativa: la celestina o celestita, o mineral de sulfato de estroncio (SrSO₄), y la estroncianita, o mineral de carbonato de estroncio (SrCO₃). Aunque el contenido de estroncio, es menor en la celestina (47,7%) que en la estroncianita (59,3%), el primer mineral citado es la fuente principal del suministro mundial de estroncio, debido a la escasez de yacimientos de estroncianita de interés económico.
• Presenta tres estados alotrópicos con puntos de transición a 235°C y 540°C.

Aplicaciones

El principal uso del estroncio es en cristales para tubos de rayos catódicos de televisores en color debido a la existencia de regulaciones legales que obligan a utilizar este metal para filtar los rayos X evitando que incidan sobre el espectador.

Otros usos son:

• Pirotecnia.
• Producción de imanes de ferrita.
• El carbonato se usa en el refino del cinc (remoción del plomo durante la electrólisis), y el metal en la desulfurización del acero y como componente de diversas aleaciones.
• El titanato de estroncio tiene un índice de refracción extremadamente alto y una dispersión óptica mayor que la del diamante, propiedades de interés en diversas aplicaciones ópticas. También se ha usado ocasionalmente como gema.
• Otros compuestos de estroncio se utilizan en la fabricación de cerámicas, productos de vidrio, pigmentos para pinturas (cromato), lámparas fluorescentes (fosfato) y medicamentos (cloruro y peróxido).
• El isótopo radiactivo Sr-89 se usa en la terapia del cáncer, el Sr-85 se ha utilizado en radiología y el Sr-90 en generadores de energía autónomos.

Historia

El estroncio fue identificado en las minas de plomo de Strontian(Escocia), de donde procede su nombre, en 1790 por Adair Crawford en el mineral estroncianita distinguiéndolo de otros minerales de bario. En 1798 Klaproth y Hope lo descubrieron de forma independiente. El primero en aislar el estroncio fue Humphry Davy, en 1808, mediante electrólisis de la propia estroncianita.

El estroncio es un elemento abundante en la naturaleza representando una media del 0,034% de todas las rocas ígneas y se encuentra mayoritariamente en forma de sulfato (celestita) y carbonato (estroncianita). La celestita se encuentra en buena medida en depósitos sedimentarios de tamaño suficiente para que su minería sea rentable, razón por la que es la principal mena de estroncio a pesar de que la estroncita sería, en principio, mejor ya que el estroncio se consume principalmente en forma de carbonato, sin embargo los depósitos de estroncita económicamente viables encontrados hasta la fecha son escasos. Las explotaciones principales de mineral de estroncio se encuentran en Inglaterra.

Isótopos

Como hemos visto, el estroncio tiene cuatro isótopos naturales estables: Sr-84 (0,56%), Sr-86 (9,86%), Sr-81 (7,0%) y Sr-88 (82,58%). Únicamente el isótopo Sr-87 es radiogénico, producto de la desintegración de rubidio-87. Por tanto, el Sr-87 puede tener dos orígenes: el formado durante la síntesis nuclear primordial (junto con los otros tres isótopos estables) y el formado por el decaimiento del rubidio. La razón Sr-87/Sr-86 es el parámetro típicamente utilizado en la datación radiométrica de la investigación geológica, encontrándose entre valores entre 0,7 y 4,0 en distintos minerales y rocas.

Aunque se conocen varios isótopos radioactivos. El más importante es el Sr-90, con un periodo de semidesintegración de 28,78 años, subproducto de la lluvia nuclear que sigue a las explosiones nucleares y que representa un importante riesgo sanitario ya que sustituye con facilidad al calcio en los huesos dificultando su eliminación. Este isótopo es uno de los mejor conocidos emisores beta de alta energía y larga vida media y se emplea en generadores auxiliares nucleares, para naves espaciales, estaciones meteorológicas remotas, balizas de navegación y, en general, aplicaciones en las que se requiera una fuente de energía eléctrica ligera y con gran autonomía.

La importancia de los isótopos

La composición isotópica de estroncio de los tejidos humanos está relacionada con la composición isotópica del lecho rocoso y el estroncio biodisponible en una región determinada. Los tejidos humanos como, por ejemplo, cabello, huesos y dientes contienen altos niveles de carbono e hidrógeno, y niveles bajos de elementos como el estroncio y el plomo. Estos tejidos se convierten en repositorios de información respecto a donde una persona vivió y el tipo de comidas que consumió.

El estroncio se transporta desde la erosión de los materiales geológicos a través de los suelos y la cadena alimentaria hasta el tejido humano. Por lo tanto, este es introducido al cuerpo a través de la dieta y el agua ingerida.

Al analizar elementos como el estroncio en un tejido humano, un perfil isotópico puede ser relacionado con un lugar geográfico. Sin embargo, dependiendo del tejido analizado se puede obtener información que se remonta a meses (cabello, uñas) o años (hueso, esmalte dental), debido a las diferencias en la formación de tejidos y su ritmo de remodelación.

Nuestros cuerpos se convierten en un registro isotópico de dónde hemos estado y qué hemos comido.

Estroncio y los dientes

Algo curioso es que el esmalte que recubre los dientes contiene una gran cantidad de calcio, y como en muchos sentidos, el estroncio se comporta de manera parecida al calcio: son de tamaño similar, reaccionan con muchos de los mismos compuestos, etc. Por ello no es extraño comprobar que mientras el cuerpo fabrica nuevos dientes durante la infancia, en su estructura a veces se incorpora estroncio en lugar de calcio, y los isótopos de este estroncio tendrán las mismas proporciones que aquellas de origen del agua ingerida. Los antropólogos miden dichas proporciones y utilizan esa información para saber en qué punto del planeta vivía un ser humano cuando se formaron esos tejidos. Por ejemplo, el estroncio acumulado en los molares a la edad de seis años indicaría dónde vivió esa persona durante esos primeros seis años de vida. Y la proporción de isótopos en las muelas del juicio sería una pista de su localización desde los nueve años de edad (que es cuando se empiezan a formar) hasta que el cuerpo termina de crear el esmalte dental, que suele ser alrededor de los veinte.

Una vez formado por completo, el diente permanece en ese estado. Es decir, no absorbe ni más calcio ni más estroncio, por lo que el ratio de dichos elementos es el mismo y queda establecido para siempre. A partir de un diente perteneciente a un esqueleto, los antropólogos pueden averiguar dónde nació y creció el sujeto, incluso si lo hizo en lugares diferentes. Por ejemplo, si se crió lejos de donde murió, esto podría significar que migró en busca de oportunidades en otra tierra. Y de igual manera, si vivió durante muchos años y fue enterrado en el mismo lugar donde nació, sería lógico suponer que no tuvo la necesidad de desplazarse demasiado para buscar alimentos o huir de posibles enemigos.

Resulta sorprendente ver cómo el simple estudio de este elemento presente en la estructura dental haya hecho que antropólogos de todo el mundo vuelvan a analizar teorías aceptadas sobre la naturaleza de la vida humana. Parece que el estroncio es un elemento con mucho que contar sobre nosotros.

Fuentes

theconversation.com/where-did-you-grow-up-how-strontium-in-your-teeth-can-help-answer-that-question-112705
www.quimica.es/enciclopedia/Estroncio.html
www.vidasanaecuador.com/2016/02/estroncio-el-elemento-que-sabe-donde.html
www.igme.es/PanoramaMinero/Historico/2003_04/ESTRONCI03.pdf
isobarscience.com/es/estroncio/application/
www.nationalgeographic.com.es/ciencia/propiedades-estroncio-sr_18655
www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1794-31082022000100193&lng=en&nrm=iso&tlng=es

imagen principal: Imagen de brgfx en Freepik

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