Tungstênio (W)

Principais propriedades

O tungstênio é um metal branco-acinzentado com o ponto de fusão mais elevado de todos os metais, cerca de 3422 graus Celsius, e a menor pressão de vapor entre eles. Puro, é dúctil e trabalhável; com impurezas, torna-se duro e quebradiço. Sua densidade é próxima à do ouro, cerca de dezenove vezes a da água.

Apresenta o maior módulo de elasticidade e uma das maiores resistências à tração entre os metais em temperaturas altas, além de coeficiente de expansão térmica muito baixo, comparável ao do vidro borossilicato. Combina-se com o carbono formando um carbeto de dureza extrema, e forma compostos em vários estados de oxidação, com predomínio do mais seis.

Ocorrência na natureza

Não é encontrado livre. Os minérios de importância econômica são a scheelita, um tungstato de cálcio, e a wolframita, um tungstato de ferro e manganês. A abundância na crosta terrestre é de aproximadamente um miligrama e meio por quilograma. A produção mundial é fortemente concentrada na China. No Brasil, os depósitos de scheelita da região de Currais Novos, no Rio Grande do Norte, foram por décadas a principal fonte nacional e tiveram papel estratégico durante a Segunda Guerra Mundial.

Processo de obtenção

O minério concentrado é convertido em tungstato de amônio, purificado por cristalização e transformado em óxido, que é reduzido a pó metálico em atmosfera de hidrogênio. Como o ponto de fusão é altíssimo, o metal não é moldado por fundição convencional: o pó é prensado e sinterizado, e as peças ganham forma final por forjamento e trefilação a quente, técnica de metalurgia do pó que também produz os fios finíssimos usados em filamentos. Boa parte do consumo industrial é atendida por reciclagem de ferramentas gastas.

Aplicações

O maior destino é o carbeto de tungstênio cementado, base das brocas, fresas, pastilhas de torneamento e ferramentas de perfuração de rochas que sustentam a usinagem e a mineração modernas. O metal forma os eletrodos de soldagem, os alvos de tubos de raios X, os contatos elétricos de alta carga e os elementos de aquecimento de fornos a vácuo. Sua densidade o torna útil em contrapesos de aeronaves, em blindagens de radiação e como substituto do chumbo em aplicações esportivas. Filamentos de tungstênio iluminaram o mundo durante um século e permanecem em lâmpadas halógenas e em equipamentos de emissão de elétrons.

Importância biológica

O tungstênio não é considerado essencial para seres humanos, plantas ou animais. Algumas bactérias e arqueias que vivem em fontes hidrotermais, porém, possuem enzimas dependentes de tungstênio, um caso raro de uso biológico de metal pesado, análogo ao papel do molibdênio em outros organismos. Em concentrações elevadas, o elemento pode competir com o molibdênio em processos metabólicos.

Riscos e precauções

O tungstênio metálico é considerado de baixa toxicidade e amplamente usado sem restrições especiais. A preocupação ocupacional recai sobre a poeira gerada no processamento do metal duro, cuja mistura com cobalto está associada a uma doença pulmonar fibrosante conhecida como pulmão do metal duro, motivo pelo qual oficinas de usinagem exigem exaustão localizada e monitoramento de exposição. Sempre consulte a ficha de informações de segurança do produto e profissionais de saúde ocupacional.

História da descoberta

Carl Wilhelm Scheele identificou em 1781 um ácido desconhecido no mineral hoje chamado scheelita, e dois anos depois, na Espanha, os irmãos Juan José e Fausto Elhuyar obtiveram o metal a partir da wolframita, tornando-se os primeiros a isolá-lo. A produção em escala só se viabilizou no início do século XX, quando o desenvolvimento de métodos para transformar o pó em fios dúcteis substituiu os frágeis filamentos de carbono nas lâmpadas elétricas.

Origem do nome

O nome vem do sueco tung sten, pedra pesada, em referência à densidade da scheelita. O símbolo W deriva de wolfram, palavra ligada à wolframita: mineradores alemães diziam que o mineral devorava o estanho durante a fundição, como um lobo devora a presa.

Isótopos relevantes

¹⁸⁴W (cerca de 31%), ¹⁸⁶W, ¹⁸²W, ¹⁸³W e ¹⁸⁰W em proporções menores.

Isótopos são átomos do mesmo elemento com quantidades diferentes de nêutrons. Eles compartilham o comportamento químico, mas diferem em massa e em estabilidade nuclear. Veja a definição no glossário.

Curiosidades

• Tem o ponto de fusão mais alto entre todos os metais e só é superado pelo carbono entre os elementos.
• O filamento de uma lâmpada incandescente é um fio de tungstênio enrolado em espiral dupla, o que permite acomodar dezenas de centímetros de metal em poucos milímetros.
• É um dos poucos elementos cujo símbolo químico não guarda relação com o nome usado em português.