Cuesta creer que ese polvillo blanquecino similar al talco que utilizamos para propósitos tan dispares como secarnos las manos en el gimnasio o suplementar algunos alimentos lo encontremos también en algunos dispositivos electrónicos. Esto nos recuerda que, ante todo, el magnesio es un elemento muy versátil. Tanto que, incluso, es un componente esencial de nuestro propio organismo.
El propósito de este artículo no es indagar en la importancia que tiene el magnesio desde un punto de vista biológico, que la tiene. Y mucha. Nuestro objetivo es descubrir cuáles son las propiedades que lo hacen interesante para participar en la fabricación del chasis y las carcasas o cuerpos de algunos de los dispositivos electrónicos con los que todos estamos familiarizados, como los ordenadores portátiles o las cámaras de fotos. Esta es la historia de uno de los elementos químicos más polivalentes que conocemos.
Magnesio: qué es y de dónde procede
El magnesio es el noveno elemento químico más abundante en el Universo y el octavo más numeroso de todos los que podemos encontrar en la Tierra. En la tabla periódica que recoge todos los elementos que conocemos lo encontraremos identificado por el símbolo Mg, y no nos costará localizarlo debido a que reside cerca de la esquina superior izquierda de la tabla, que es la posición ocupada por el elemento más abundante de todos: el hidrógeno.
El objetivo que persigue este artículo no requiere que profundicemos en la estructura química de este metal, pero es interesante que sepamos que lo fabrican las estrellas en su interior mediante un proceso conocido como nucleosíntesis estelar. Suena muy rimbombante, pero, en realidad, este fenómeno no describe otra cosa que las reacciones nucleares de fusión que tienen lugar en el interior de las estrellas como resultado de la combinación de una temperatura altísima y una presión enorme (en este artículo lo explicamos con más profundidad).
Antes de fabricar magnesio las estrellas masivas producen sucesivamente, a partir del hidrógeno que contienen, helio, carbono, oxígeno y otros elementos más ligeros. Y después, si tienen la masa suficiente, continúan fabricando elementos químicos más pesados hasta llegar al hierro, del que no se puede obtener energía mediante procesos de fusión. Finalmente, cuando las más masivas agotan su combustible y colapsan bajo la forma de una explosión increíblemente energética a la que llamamos supernova, diseminan por el medio interestelar el magnesio junto a los otros elementos químicos que han fabricado mediante los procesos de fusión nuclear.
El magnesio utilizado industrialmente se obtiene mediante electrólisis, y la mayor parte de este material se usa para producir aleaciones que combinan este elemento con el aluminio
El magnesio que tenemos en la Tierra es ese mismo magnesio que ha sido fabricado previamente por las estrellas, pero en nuestro planeta no se encuentra en estado libre, sino que forma parte de un abanico muy amplio de minerales que también contienen otros elementos y que podemos encontrar con facilidad en el manto terrestre. Eso sí, es posible producir magnesio en su forma metálica mediante procedimientos artificiales, como la electrólisis de las sales de magnesio, para, de esta forma, obtener la cantidad que necesitamos para los procesos industriales en los que está involucrado.
La mayor parte de este magnesio se utiliza para producir aleaciones que combinan este elemento con el aluminio. Estas son precisamente las que nos interesan debido a que son las más utilizadas en la fabricación de chasis y carcasas para algunos de los dispositivos electrónicos que utilizamos. Y son tan frecuentes gracias a su gran ligereza y considerable dureza. En la siguiente sección del artículo indagaremos en las propiedades mecánicas del magnesio y de la aleación de aluminio y magnesio, pero antes de hacerlo merece la pena que nos detengamos un momento para repasar brevemente lo importante que es este elemento químico para el correcto funcionamiento de nuestro organismo.
Este es el aspecto que tiene el magnesio cristalizado. Para poderlo utilizar en la fabricación de dispositivos electrónicos es necesario procesarlo previamente.
El magnesio es uno de los componentes fundamentales del tejido de nuestros huesos y dientes, de ahí que una de sus funciones más importantes sea estructural. También interviene en la formación de las proteínas, en los procesos que permiten a nuestras células obtener energía y en la transmisión de los impulsos eléctricos a través de nuestro sistema nervioso, por lo que forma parte de procesos realmente importantes.
Afortunadamente, podemos obtener el magnesio que necesita nuestro organismo introduciendo en nuestra dieta algunos alimentos ricos en este elemento, como los frutos secos (nueces, almendras, anacardos, etc.), las hortalizas (zanahorias, calabaza, etc.), las verduras (espinacas, repollo, etc.) o los cítricos (limón, naranja, pomelo, etc.), entre otros muchos productos.
Mejor en compañía de aluminio que solo
Las propiedades fisicoquímicas del magnesio en estado puro no son las idóneas para permitir su uso como material estructural para la fabricación del chasis y las carcasas de nuestros dispositivos electrónicos. Su elevada rigidez y reducida plasticidad, entendida esta última como su capacidad de cambiar de forma bajo presión mecánica sin alcanzar su punto de fractura, desaconsejan utilizarlo de forma aislada. Sin embargo, estas mismas características unidas a su baja densidad y a su capacidad de generar una fina capa de óxido que lo protege de la corrosión lo hacen ideal para participar en algunas aleaciones con otros metales.
Una de las más frecuentes, y la que más nos interesa debido a que es la más utilizada por la industria de la electrónica, es la aleación de aluminio y magnesio. Por sí solo el aluminio es un metal relativamente blando, y, por tanto, puede ser rayado con facilidad. Sin embargo, cuando se combina con el magnesio la aleación resultante adquiere unas propiedades mecánicas excepcionalmente interesantes. Y es que este tándem nos ofrece una alta resistencia mecánica a la deformación, una dureza considerable, ligereza, la capacidad de absorber energía elásticamente y soportar impactos, y, por último, combate con eficacia la corrosión, aunque se oxida si la temperatura ambiental es muy elevada.
Juntos, el aluminio y el magnesio avalan esa frase de la escuela de la Gestalt que dice que «el todo es mayor que la suma de sus partes». Y es que la alianza de estos dos elementos no solo es mucho más atractiva que cada uno de ellos por separado, sino que nos ofrece características que son estrictamente posibles gracias a su combinación. De hecho, la aleación de aluminio y magnesio no se utiliza solo en la industria de la electrónica, sino también en aeronáutica y en la fabricación de coches y otros vehículos, entre otras opciones.
En esta imagen podemos ver varios lingotes y bobinas de láminas de magnesio con un espesor de solo 3 mm, un formato en el que puede ser fácilmente asimilado por la industria de la electrónica.
Un apunte interesante: los países que tienen las mayores reservas de magnesio son Rusia, China y Corea del Sur (probablemente Corea del Norte también contará con una reserva importante de este metal). Para producirlo no solo se utiliza la electrólisis de las sales de magnesio que he mencionado unos párrafos más arriba; también se usa el proceso Dow, una variante de la electrólisis que nos permite obtener el 80% del magnesio disponible en el mercado mundial. Este procedimiento fue patentado en 1891 por el químico estadounidense Herbert Henry Dow con el propósito inicial de producir bromo económico extrayéndolo de la salmuera, pero no tardó en demostrar que tenía muchas otras aplicaciones.
Sus mayores aliados: ordenadores portátiles y cámaras de fotos
Buena parte de las cualidades de la aleación de aluminio y magnesio que hemos repasado en la sección anterior es muy atractiva para la industria de la electrónica de consumo. Este material se utiliza con cierta frecuencia sobre todo para poner a punto el armazón y la carcasa de algunos ordenadores portátiles y cámaras de fotos de gama alta. Incluso los smartphones han empezado a coquetear con él. De hecho, a principios de 2018 adquirió cierta fuerza un rumor que aseguraba que Samsung comenzaría a fabricar el chasis de sus teléfonos de gama alta utilizando esta aleación, así que quizá no tardemos en encontrárnoslo más allá del marco de aluminio de nuestros teléfonos móviles.
El ordenador portátil ThinkPad X1 Carbon fabricado por Lenovo es uno de los modelos de gama alta que utilizan una aleación de aluminio y magnesio en la caja exterior del equipo.
Las cualidades más apreciadas de la aleación de aluminio y magnesio en el ámbito de la electrónica de consumo son su resistencia a las abrasiones, al desgaste y a los arañazos; su rigidez; su ligereza; su capacidad de absorción de impactos y su elevado índice de termoconductividad. Este último parámetro mide la capacidad de transporte de energía en forma de calor que tiene un material o un elemento químico. Es interesante que el chasis de los dispositivos electrónicos tenga un índice alto porque de esta forma puede contribuir a evacuar con más eficacia la energía que disipan en forma de calor los componentes electrónicos alojados en el interior de nuestros dispositivos.
Imágenes | Morio | Mark Fergus, CSIRO
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