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EL AZUFRE, PROPULSOR DE LA INDUSTRIA QUIMICA

El azufre es uno de los primeros elementos químicos conocidos por el hombre. Encontrándose en numerosos lugares de las costas del mar Mediterráneo, no pudo dejar de llamar la atención de los pueblos antiguos: griegos y romanos. Las erupciones volcánicas arrastraban consigo, invariablemente, enormes cantidades de azufre; y el olor del gas sulfuroso y el ácido sulfhídrico se consideraban síntomas de la actividad del dios subterráneo Vulcano. Los limpios y transparentes cristales de azufre en los grandes yacimientos de Sicilia fueron ya advertidos muchos siglos antes de nuestra era. De manera especial llamó la atención la capacidad que tiene esta piedra de desprender gases tóxicos. Precisamente esta propiedad singular fue la causa de que el azufre se considerase en aquel tiempo uno de los elementos fundamentales del mundo.

Por esto no es sorprendente que el azufre jugase un papel tan excepcional en las ideas de los antiguos naturalistas y especialmente de los alquimistas, en la descripción de los procesos de actividad volcánica o de formación de cordilleras y vetas rocosas.

El azufre, como creían los alquimistas, poseía al mismo tiempo la propiedad enigmática de producir nuevas substancias al arder, por lo cual se le consideraba como el componente que faltaba para la piedra filosofal, que tan infructuosamente trataban de hallar para poder obtener oro artificial.

La noción del extraordinario papel que desempeña el azufre en la naturaleza fue expuesta maravillosamente en el célebre tratado del sabio ruso Lomonósov Sobre las capas terrestres, del año 1763. Citamos algunos fragmentos:

En efecto, las profundidades del seno terrestre contienen una cantidad considerable de azufre y al enfriarse desprenden numerosas combinaciones volátiles de diversos metales unidos al azufre, arsénico, cloro, bromo y yodo.

Sobre este particular podemos juzgar, no sólo por el olor específico de las emanaciones de los volcanes, las sofocantes solfataras del sur de Italia, o las nubes de gas sulfuroso de las erupciones de Kamchatka, el azufre es arrastrado también en forma de disolución, acumulándose en las fisuras y formando vetas rocosas.

Figura 13.1 Fundición del azufre en la Edad Media

Junto con el arsénico y el antimonio, sus amigos y compañeros de viaje en estos fluidos calientes y volátiles, forma aquellos minerales de los que el hombre, desde los tiempos más remotos, extrae zinc, plomo, plata y oro.

Figura 13.2 Grabado antiguo. El Vesubio

Pero en la superficie terrestre, estas rocas oscuras, opacas, lustrosas, polimetálicas y diversos géneros de minerales brillantes y piritas, sufren la acción del oxígeno del aire y del agua. Estos últimos actúan sobre los compuestos azufrados y forman nuevas combinaciones; el azufre, al oxidarse, se convierte en gas sulfuroso. Conocemos este gas por el olor de las cerillas de azufre. Cuando reacciona con el agua da ácido sulfúrico y ácido sulfuroso.

De manera análoga, el azufre y sus productos se desprenden durante el proceso de oxidación de las piritas, destruyen las rocas circundantes y, uniéndose a elementos más estables, dan origen al yeso y otros minerales. Hay que decir que el ácido sulfúrico que se forma en los yacimientos de pirita y, también, en los lugares donde se extrae el azufre nativo, posee propiedades destructivas.

Recordemos las minas de Mednogorsk en los Urales del sur, donde la cantidad de ácido sulfúrico desprendido durante la oxidación de las piritas es tan grande que no queda posibilidad alguna de protegerse contra su acción tóxica y la ropa de los trabajadores ocupados en estas minas, se deteriora con extrema rapidez, debido a los efectos corrosivos de dicho ácido.

Figura 13.3 Cúmulos azufrados en Kara-Kumi. RSS de Turkmenia

Y cuando nuestros ejemplares de minerales de azufre, cuidadosamente envueltos en papel, llegaron a Leningrado, resultó que el papel estaba completamente corroído, de las etiquetas quedaban sólo algunos fragmentes, y en ciertos sitios se estropearon incluso hasta los cajones. Al culpable de estas desgracias, el ácido sulfúrico natural, hubo que clasificarlo como un nuevo mineral líquido independiente.

Figura 13.4 Dunas de polvo de yeso

El mineral de Kara-Kumi se distingue por estar compuesto de una mezcla de arena y azufre. Para separar el azufre puro, el ingeniero químico soviético P. Vólkov propuso un procedimiento original. En una caldera, que funciona a gran presión, se coloca el mineral desmenuzado, se echa agua, se cierra la caldera herméticamente y se hace pasar una corriente intensa de vapor (suministrado por una caldera generadora de vapor), a una presión de 5 a 6 atmósferas. La temperatura en la autoclave se eleva hasta 130-140', el azufre se derrite y se acumula en la parte inferior de la caldera, en tanto que la arena y la arcilla, agitadas por el vapor, ascienden a la superficie. Al cabo de un cierto tiempo se abre un grifo, y el azufre se desliza, en chorro tranquilo, por un canalón especial y es recogido en depósitos convenientes. Todo el proceso de fundición dura cerca de dos horas. De esta forma tan sencilla resolvieron los ingenieros soviéticos el problema de la purificación del azufre de Kara-Kumi.

El azufre no se mantiene mucho tiempo en su estado nativo inicial; pronto se une con diversos metales, originando en las regiones volcánicas conglomerados de alunita, en forma de manchas blancas o trozos divergentes alrededor de los volcanes activos.

Algunos astrónomos opinan que es precisamente la alunita la que determina las aureolas y rayos blancos que rodean los cráteres de los montes de la Luna.

Figura 13.5 La explosión de la pólvora

Una gran cantidad de azufre oxidado se halla en combinación con el calcio. Esta combinación es bastante difícil de disolver en el laboratorio, pero en cambio es una combinación muy activa en la tierra. Esta combinación, que denominamos yeso, se deposita abundantemente, formando gruesas capas en los lagos salinos y cuencas marinas durante su evaporación.

Figura 13.6 En una fábrica de cerillas. Las cerillas antes de ser empaquetadas

Pero con lo dicho no se acaba la historia del azufre en la superficie terrestre. Parte del ácido sulfúrico se transforma de nuevo en gas; toda una serie de microorganismos reducen el azufre; de las soluciones de sus sales se forma ácido sulfhídrico y gases volátiles que, en cantidades grandiosas, llevan consigo las aguas petrolíferas, saturando con estos gases el aire en los bajos pantanosos y en muchos estuarios y lagos, creando una negra masa legamosa, que se denomina barro curativo y es extensamente utilizado para fines medicinales en Crimea y el Cáucaso.

Enorme cantidad de azufre se volatiliza, pasando al aire en forma de ácido sulfhídrico, volviendo de nuevo al estado activo. Así se verifica uno de los cielos de la compleja circulación de este elemento en la historia geológica de la Tierra.

Pero el hombre ha cambiado de manera brusca las formas de migración y transformación del azufre en la Tierra, pues este elemento resultó ser un objeto valiosísimo para la industria. En estado puro su producción mundial alcanza sólo un millón de toneladas al ario. En combinación con el hierro, de donde se obtiene azufre para los ácidos, se producen al año decenas de millones de toneladas.

El azufre se ha convertido en la base de la industria química, es incluso difícil enumerar las ramas de la técnica industrial para las que es imprescindible. Nombraré sólo las más importantes de ellas, y con estos ejemplos será suficiente para ver que sin azufre no puede existir la industria.

Figura 13.7 Instalación para la extracción del azufre de los pozos profundos de perforación. El vapor de agua sobrecalentado y el aire comprimido se inyectan por tubos dobles concéntricos a las calizas que contienen azufre, y este último se funde. El azufre líquido se eleva por el espacio anular que queda entre los tubos y se derrama en la superficie, donde se endurece al enfriarse, formando enormes monolitos rectangulares

El azufre es necesario para la obtención de papel, celuloide, pinturas, la mayoría de los medicamentos, cerillas; para el refinado de la bencina, éter y aceites; para la preparación de abonos fosfatados, vitriolos, alumbres, sosa, vidrio, bromo, yodo... Sin él es difícil obtener ácido nítrico, clorhídrico y acético. Y es claro que en la historia del progreso industrial, desde principios del siglo XIX, el azufre juega un papel inmenso. En forma de ácido sulfúrico es necesario para la obtención de dinamita, y su utilización en la pólvora negra, lo hizo absolutamente imprescindible para las armas de fuego.

Por esto la lucha por el azufre pasa a través de toda la historia del siglo XVIII. Durante largo tiempo, el único abastecedor de azufre fue Sicilia. La isla se hallaba en manos de la monarquía italiana y en muchas ocasiones, desde principios del siglo XVIII, las fragatas inglesas bombardearon las costas sicilianas, tratando de adueñarse de esta riqueza. Pero después los suecos descubrieron el procedimiento de obtener azufre y ácido sulfúrico de la pirita. Los enormes yacimientos españoles de piritas fueron objeto de la atención de todos los estados europeos y, entonces, las fragatas inglesas se presentaron ante las costas de España, para conquistar estas fuentes de azufre y ácido sulfúrico. Los yacimientos sicilianos fueron abandonados y toda la atención se concentró en España.

Pero he aquí, que en América se descubre el primer yacimiento, riquísimo, de azufre en la península de Florida.

En el afán de aumentar la productividad con objeto de obtener mayores ganancias, fue aplicado aquí un método extractivo, a primera vista inverosímil. Consistía en inyectar en las profundidades vapor de agua sobrecalentado, el cual, debido a la baja temperatura de fusión del azufre (119'), le fundía bajo tierra, empujándole en estado líquido hacia la superficie.

Se consiguió construir la primera instalación para la extracción, por medio de bombas aspirantes, del azufre derretido, que se derramaba sobre el suelo formando enormes montículos al enfriarse.

Este método es muy productivo, y con su ayuda comenzaron a obtener en Norteamérica cantidades enormes de azufre. Los yacimientos españoles e italianos pasaron a segundo plano. De nuevo una idea brillante surgió en el país de las rocas sulfurosas, en la Suecia polar. En una de las fábricas comenzaron a obtener el azufre paralelamente con el proceso de tratamiento de los minerales de pirita.

Figura 13.8 Aplicaciones del azufre en distintas ramas de la producción

Otra vez la fuente productora resultó ser el sulfuro metálico y nuevamente el ácido sulfúrico cambió su destino, reconstruyéndolo en una nueva dirección.

Hablo de todo esto para que se comprenda con qué complejidad varía a veces el empleo de las sustancias en la industria, en dependencia del desarrollo y aciertos de las ideas técnicas creadoras. Estos nuevos métodos penetraron en la historia de la ciencia, transformaron de manera radical la técnica de extracción del azufre y rompieron con una serie de relaciones en la producción. No en vano, en una revista italiana se decía que los métodos nuevos "mataron" a la población de Sicilia, obligándola a mantener una vida semihambrienta: cultivar naranjas en sus pobres plantaciones y apacentar cabras en los pastizales montañosos abrasados por el sol.