Descubrimiento del Aluminio: «Friedrich Wohler» y su pasión por el Aluminio

Ciclo de conferencias sobre la historia del Aluminio

- Por Wilmer Romero -

En mi artículo anterior sobre protagonistas del Aluminio, hablamos sobre «Humphry Davy» y el origen de la palabra Aluminio. Davy fue quien bautizó a este nuevo metal con el nombre de aluminio, pero fue incapaz de aislarlo de su mena. Este honor le correspondería al químico alemán Friedrich Wohler, convirtiéndose así en un verdadero protagonista del aluminio. 

¿Quién aisló por primera vez al Aluminio? 

La mayoría de los historiadores le dan ese crédito a Friedrich Wohler (1800-1882), no sólo porque aisló el aluminio con una cierta pureza, sino por ser también el primero en determinar sus propiedades características. Wohler, quien tuvo una vida larga y memorable (murió a los 82 años), llegó a ser bien conocido en el mundo académico por ser el primero en sintetizar la urea, dando inicio a una profunda revolución en el campo de la química orgánica. También fue el primero en aislar al Berilio.  

En 1827, Wohler aisló el aluminio basándose en los experimentos del físico y químico Danés Hans Christian Oersted, muy conocido por sus experimentos sobre electromagnetismo y porque la unidad de intensidad del campo magnético solía llevar su nombre (Oersted). 

"Cada día sabemos más y entendemos menos". Albert Einstein

Wohler y Oersted se conocieron personalmente en la ciudad de Copenhague, donde Wohler una vez fue a visitarlo mientras estudiaba en Dinamarca, el país natal de Oersted.

Oersted intentó aislar al aluminio usando como agente reductor amalgama de potasio (potasio disuelto en mercurio) y publicó sus resultados, por alguna razón, en una revista Danés desconocida, por lo que muy pocos científicos se enteran de su trabajo. Aparte de eso, no especificó las condiciones de su experimento y nunca estudio las propiedades de ese nuevo metal.

La pequeña partícula de metal que obtuvo era impura, contaminada con los elementos que usó en su experimento. Oersted reportó que había obtenido un metal que por su color y lustre se parecía mucho al estaño, pero nunca lo demostró. Cómo podría haberlo demostrado, si nunca realizó pruebas a la muestra obtenida de su experimento. Incluso, Wohler repitió su experimentó y no pudo verificar el hallazgo de Oersted. Todos sabemos que un experimento científico para que pueda ser tomado en cuenta como cierto debe ser verificable.   

"La duda es madre de la invención". Galileo Galilei

Al contrario de Oersted, Wohler sentía una pasión por este nuevo metal, a tal grado que lo estudió por 18 años, mejorando su método de preparación hasta conseguir pequeños glóbulos de aluminio, lo suficientemente puro como para poder estudiar y describir sus propiedades. En 1827, la imagen de Wholer apareció en una moneda conmemorativa al dorso de la de Napoleón III, reconociéndolo así como el científico que fue capaz de aislar el aluminio.

Glóbulos de Aluminio

A veces se reconoce como descubridor a aquella persona que más haya dado a conocer su descubrimiento al mundo o le haya dado mayor valor agregado a su invento. Como analogía, está el caso del descubrimiento del continente americano, el cual oficialmente se le tribuye a Cristóbal Colón, pero hay historiadores que afirman que el primero fue el Vikingo Leif Erikson, quien dejó un asentamiento en la isla de Terranova, Canadá. Otras teorías dicen que fueron los fenicios o los chinos. Quizás a Oersted, como buen Vikingo, sólo le interesaba darse a conocer en su propio país.

Así es la historia, en cristalografía por ejemplo, todos conocemos que las redes cristalinas en 3D solamente se pueden organizar en 14 modos diferentes, llamadas redes de Bravais, en honor al naturalista y aventurero francés Auguste Bravais. Sin embargo, no todo el mundo sabe que fue el alemán Moritz Ludwig Frankenheim, físico y matemático, quien fue el primero en enumerar y describir dichas redes espaciales, pero que por un error, puesto de manifiesto por Bravais, empezaron a llamarse desde entonces, quizás injustamente, redes de Bravais.

¿Reescribir la historia? 

Si queremos profundizar aún más en la historia, hay relatos que de alguna manera ponen de manifiesto la posible existencia del aluminio en la antigüedad. Plinio el viejo, un oficial romano y enciclopedista, autor de la enciclopedia “la Historia natural”, en uno de sus últimos volúmenes, Tierra, libro XXXV, relata un incidente del que había sido testigo ocular.

Un día a un orfebre en Roma se le permitió mostrar al emperador Tiberio, quien ejerció el poder en la época de Jesús de Nazaret, una copa de un nuevo metal, muy ligero y casi tan brillante como la plata. El artesano le dijo al emperador que él había hecho el metal de la arcilla común, asegurándole que solamente él y los Dioses conocían como producir este metal de la arcilla.

El emperador se mostró muy interesado, pero como experto financiero, estaba también preocupado y temeroso de  que todo su tesoro en oro y plata declinara su valor si la gente comenzaba a producir este metal brillante de la arcilla. Por lo tanto, en vez de dar al orfebre el respecto esperado, ordenó que fuese decapitado de inmediato, por lo que sólo los Dioses saben ahora que metal se uso para fabricar dicha copa. Si el orfebre no hubiese sido ejecutado, quizás hubiésemos tenido que rescribir la historia. 

"La historia se repite. Ese es uno de los errores de la historia". Charles Robert Darwin

Otro hecho curioso se registró en una tumba de un comandante chino llamado Zhou Zho, quien murió a principio del siglo III d.c., en donde se encontraron adornos hechos de una aleación compuesta en un 85% de aluminio. 

Así ha sucedido con otros inventos, por ejemplo, en una excavación en el sureste de Bagdad, en Irak, se descubrió una extraña pila que fue llamada la batería de Bagdad, fabricada aproximadamente 250 años antes de Cristo. Estos objetos son llamados “Ooparts”, u objetos fuera de su tiempo, los cuales tecnológicamente hablando no se corresponden con dicho periodo.

Experimento de Wohler 

Wohler mejoró el proceso de Oersted al utilizar potasio metálico como agente reductor, en vez de la amalgama de potasio que usó originalmente Oersted. El potasio lo mezcló con el cloruro de aluminio anhidro (libre de agua), obteniendo así pequeños glóbulos de aluminio, algunos del tamaño de la cabeza de un alfiler, y como subproducto, una sal de potasio. 

El principio de este proceso de reducción química del cloruro de aluminio por el potasio metálico, se basa en el hecho de que el potasio tiene una mayor afinidad química por el cloro, por lo que se combina en preferencia con él, dejando así libre al aluminio:

AlCl₃ + 3 K = Al + 3 KCl 

La reacción se ve muy limpia y sencilla, pero en realidad el procedimiento para llevarla a cabo era muy engorroso y demandaba de un alto presupuesto debido al excesivo costo de los reactivos. Primero se requería preparar la materia prima conteniendo aluminio, que en este caso era el cloruro de aluminio o tricloruro de aluminio, como también se le llama.

Este compuesto se usa hoy en día en antitranspirantes y como catalizador en la fabricación de una multitud de productos químicos orgánicos. En aquel tiempo aún no era posible usar directamente el óxido de aluminio o alúmina, que es la fuente natural del aluminio, ya que era demasiado difícil fundir o reducir la alúmina por las altas temperaturas requeridas. 

"La perfección se alcanza poco a poco, lentamente; requiere la mano del tiempo". Voltaire

El AlCl₃ es una sal binaria que se preparaba pasando un flujo gaseoso de cloro sobre una mezcla de carbón y alúmina, la cual se calentaba hasta el rojo vivo (proceso de cloración). El compuesto debía estar libre de agua (anhidro), para evitar la reoxidación del aluminio obtenido. Sin embargo, el AlCl₃ anhidro es muy higroscópico, por lo que tiene una gran afinidad por el agua, haciendo que el material fuese muy difícil de trabajar. 

También había que sintetizar o fabricar por electrolisis el potasio metálico, elemento alcalino que era muy costoso y peligroso de manipular por su alta reactividad química. Este metal había sido descubierto unos 20 años antes por Humphry Davy, nuestro primer protagonista del aluminio, y para extraerlo requería de altas dosis de corriente eléctrica (característico de los procesos electrolíticos), pero en aquel tiempo la única fuente de energía eléctrica que existía era la pila de Volta, ya que aún no se había inventado el generador eléctrico. 

"La energía y la persistencia conquistan todas las cosas". Benjamín Franklin

El AlCl₃ y el K reaccionaban en estado de vapor en un crisol hermético a relativa alta temperatura. Con este método de reducción química, se obtenía una pequeña cantidad de aluminio a un costo extremadamente elevado. Este método se mantuvo hasta el año de 1854 y nunca se llevó a escala industrial, su interés era más que todo científico-académico. 

El aporte de Friedrich Wohler fue obtener un metal más puro, gracias al uso del potasio metálico, pero su gran mérito yace más bien en el hecho de ser el primero en reportar las propiedades físicas básicas de este metal, como su punto de fusión, densidad, ductilidad y otras. Esto pareciera insignificante, pero fue la clave para el desarrollo posterior del primer método industrial para producir aluminio.

Dentro de las propiedades reportada por Wohler, la que más llamó la atención fue su baja densidad. Recuerden que era un metal nuevo, así que nadie sabía que tan pesado era el aluminio. 

"Empiezo donde lo dejó el último hombre". Thomas Edison

Humphry Davy bautizó al metal con el nombre de ”Aluminio”, pero fue Wohler quien le definió su carácter propio, su personalidad, por la cual se le conocería en todo el mundo, su ligereza. Wohler fue el primero en difundir dicha propiedad. Ahora sólo era cuestión de tiempo para que algún visionario se diera cuenta de la utilidad de este metal y lo aprovechara con fines comerciales.

Efectivamente, nueve años después apareció en escena otro protagonista del aluminio, el francés Henry Sainte-Claire Deville, quien pasó a la historia por ser el primero en construir la primera planta industrial de aluminio a nivel mundial, usando para ello el proceso químico de reducción del AlCl₃. Hablaremos de él y de su proceso en mi próximo artículo.

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