O que é Berílio: História, Usos Industriais e a Beriliose

POR Pedro Coelho

Publicado: quarta-feira, 18 de outubro de 2023

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Descoberto em 1798 pelo químico francês Louis-Nicholas Vauquelin, o berílio é um metal duro e acinzentado encontrado naturalmente em rochas minerais, carvão, solo e poeira vulcânica. O berílio é um elemento que era chamado de “glucínio” até a década de 1950. Flexível, leve e duro, o berílio é um metal doce, mas venenoso.

O berílio é um dos elementos raros do mundo. A obtenção do berílio é cara e seus usos são limitados. O berílio possui propriedades químicas semelhantes às do alumínio, e desempenhou um papel importante no desenvolvimento da física atômica como veremos mais adiante.

Além disso, também existem algumas pedras preciosas ricas em berílio que são aquelas que contêm esse elemento químico naturalmente em sua composição. Algumas das pedras preciosas ricas em berílio mais conhecidas são a esmeralda, a água-marinha, o berilo vermelho, o crisoberilo, a morganita e a heliodora.

História do Berílio e a beriliose

Apenas hidrogênio, hélio e lítio foram formados durante o próprio Big Bang. O próximo elemento, o berílio, é relativamente raro no universo porque também não é formado nas fornalhas nucleares das estrelas. É preciso uma supernova, na qual os núcleos mais pesados ​​se desintegram, para fazer esse metal.

Os minerais berilo e esmeralda são silicatos de berílio e eram conhecidos no mundo antigo; o imperador Nero usou uma grande esmeralda para melhor ver as lutas de gladiadores na área. A sua bonita cor verde deve-se a vestígios de crómio. A análise do oxigênio nessas gemas permite identificar sua origem, pois a relação isotópica do oxigênio-18 para o oxigênio-16 varia de acordo com o local onde o mineral é encontrado.

Os romanos na antiguidade obtinham suas esmeraldas principalmente da Áustria, embora algumas viessem de lugares tão distantes quanto o Paquistão. Mais surpreendente foi a descoberta de que os governantes mongóis da Índia obtiveram algumas delas da América do Sul, provavelmente por meio do comércio no Pacífico. O mineral berilo foi usado apenas como pedra preciosa em joias e bijuterias até 1925.

As gemas de berilo e esmeralda são ambas formas de silicato de alumínio e berílio, Be₃Al₂(SiO₃)₆ . O mineralogista francês Abbé René-Just Haüy ao estudar essas gemas no final do século 18 pensou que essas gemas poderiam abrigar um novo elemento e pediu a Nicholas Louis Vauquelin para investigar se realmente a gema abrigava um novo metal.

Em 15 de fevereiro de 1798, Vauquelin não conseguiu separá-la de seu óxido, mas ele percebeu que a gema abrigava um novo metal e anunciou a sua descoberta do novo elemento na Academia Francesa e nomeou o elemento glaucinium (do grego glykys = doce) porque seus compostos tinham um sabor doce. Outros preferiram o nome berílio, baseado na pedra preciosa, e este é agora o nome oficial até então.

Retrato do químico francês Louis-Nicholas Vauquelin

O berílio desempenharia um papel histórico no avanço de nosso conhecimento da teoria atômica, pois ajudou a descobrir a partícula fundamental, o nêutron. Isso foi descoberto em 1932 por James Chadwick, que bombardeou uma amostra de berílio com os raios alfa (que são núcleos de hélio) emanados do rádio.

Ele observou que então emitia um novo tipo de partícula subatômica que tinha massa, mas não tinha carga. A combinação de rádio e berílio ainda é usada para gerar nêutrons para fins de pesquisa, embora um milhão de partículas alfa consiga produzir apenas 30 nêutrons.

Em 1942, o físico quântico italiano Enrico Fermi conduziu experimentos criando radioatividade com algumas ligas de berílio. Em seus experimentos com urânio, Fermi realizou as primeiras reações controladas de fissão nuclear usando uma fonte de nêutrons contendo berílio.

Em meados do século XX até existiam planos anteriores para se usar o berílio em larga escala nas indústrias aeroespaciais que não se concretizaram, embora sua leveza e resistência o fizessem parecer um metal ideal para tais propósitos. Ao mesmo tempo, chegou-se a cogitar que o pó de berílio seria usado como combustível para foguetes devido à quantidade colossal de calor que libera quando é queimado. Agora, menos de 500 toneladas de metal são refinadas a cada ano, pois o berílio é extremamente tóxico.

O berílio não tem função biológica conhecida e sua poeira causa inflamação crônica dos pulmões e falta de ar. Uma breve exposição a muito berílio, ou uma longa exposição a pouco, causará essa condição pulmonar conhecida como beriliose.

A doença pode demorar até cinco anos para se manifestar e cerca de um terço dos acometidos por ela morre prematuramente e o restante fica permanentemente incapacitado. Trabalhadores em indústrias que usam ligas de berílio corriam maior risco, como aqueles que fabricavam os primeiros tipos de lâmpadas fluorescentes que eram revestidas por dentro com um filme de óxido contendo berílio. Em 1950 cessou o fabrico deste tipo de candeeiros.

Propriedades químicas do berilio e seus isótopos

O símbolo químico do berílio, que está entre os elementos alcalinos do grupo 2-A da tabela periódica dos elementos, é “Be”. Seu número atômico é 4 e seu peso atômico é 9,012. Seu ponto de fusão é 1.287 graus e seu ponto de ebulição é 2.470 graus.

Esse metal geralmente tem uma cor cinza aço. Além disso, ele também é um dos metais mais leves, e chega a ser mais flexível que o aço e mais leve e mais duro que o alumínio. Em outras palavras; É um dos metais leves e quebradiços mais duros. É semelhante ao alumínio e ao magnésio em termos de propriedades químicas.

Ele contém muitas das propriedades específicas dos metais. Em outras palavras, apresenta propriedades metálicas e não metálicas. O berílio metálico é um material muito duro e brilhante como o aço. Além disso, o berílio também possui uma boa resistência a corrosão.

O berílio pode ser encontrado em cerca de 30 espécies minerais diferentes. Os mais importantes são o berilo (silicato de berílio-alumínio) e a bertrandita (silicato de berílio). Esmeralda e água-marinha são formas preciosas de berilo. O metal é geralmente preparado reduzindo o fluoreto de berílio com magnésio metálico.

Esse metal não é afetado pelo ar ou pela água, mesmo no calor. Quando o cobre e o níquel são ligados ao berílio, eles não apenas se tornam muito melhores na condução de eletricidade e calor, mas também exibem uma elasticidade notável.

Por isso suas ligas dão boas molas e a liga de cobre é usada para fazer ferramentas à prova de faísca, que são as únicas permitidas em áreas sensíveis como refinarias de petróleo.

O berílio tem apenas um único isótopo, o berílio-9, que não é radioativo, mas o berílio-10, que os raios cósmicos produzem na atmosfera superior, é radioativo com meia-vida de 1,5 milhão de anos.

O berílio-10 radioativo já chegou a ser detectado em núcleos de gelo da Groenlândia e sedimentos marinhos e a quantidade medida em núcleos de gelo depositados nos últimos 200 anos aumenta e diminui de acordo com a atividade do Sol.

A quantidade desse isótopo nos sedimentos marinhos depositados na última era glacial foi 25% maior do que nos depósitos pós-glaciais. Isso nos diz que o campo magnético da Terra era muito mais fraco do que é agora.

Usos do berílio na indústria

As pedras ricas em berílio são minerais que contêm uma alta concentração desse elemento químico, que é usado em diversas aplicações industriais, como na fabricação de ligas metálicas, componentes de foguetes e satélites, espelhos de telescópios, cerâmicas e vidros.

O berílio é amplamente utilizado na indústria devido às suas propriedades importantes como leveza, alto ponto de fusão, alta resistência e boa condutividade elétrica e térmica. Também não é magnético.

O berílio é usado em ligas com cobre ou níquel para fazer giroscópios, molas, contatos elétricos, eletrodos de solda por pontos e ferramentas anti-faíscas. A mistura de berílio com esses metais aumenta sua condutividade elétrica e térmica. O berílio é um ótimo aditivo em ligas metálicas para aumentar sua resistência e dureza.

Além disso, outras ligas de berílio são usadas como materiais estruturais para aeronaves de alta velocidade, mísseis, naves espaciais e satélites de comunicação.

O berílio é um material relativamente transparente aos raios X, de modo que a folha ultrafina de berílio está encontrando uso na litografia de raios-X. Quando exposto a partículas alfa, como as emitidas pelo rádio ou polônio, o berílio emite nêutrons e é usado como fonte de nêutrons. Além disso, esse minério também pode ser usado em reatores nucleares como refletor ou moderador de nêutrons.

O óxido tem um ponto de fusão muito alto, tornando-o útil em trabalhos nucleares, bem como em aplicações cerâmicas.

Onde estão as reservas de berílio e qual seu preço?

Os países ricos em reservas de berílio são Brasil, Argentina, África e Índia. Existem também depósitos minerais contendo berílio na América do Norte, Inglaterra, Zimbabué, Namíbia, Noruega e Espanha.

Na Turquia, existem minérios de berilo, que são a fonte de berílio para pegmatitos, na aldeia de Söğütçük, no distrito de Simav, em Kütahya, e na aldeia de Kozluca, no distrito de Gördes, em Manisa.

O berílio é encontrado na natureza em alguns minerais, como a berilo, a crisoberilo e a fenacita. A produção mundial de berílio é estimada em cerca de 230 toneladas por ano, sendo que os principais produtores são os Estados Unidos, a China, e o Cazaquistão. O preço do berílio varia de acordo com a pureza, a forma e o mercado, mas pode chegar a mais de 1000 dólares por quilograma.

O berílio é um elemento curioso e valioso, mas também perigoso para a saúde humana. Ele pode causar doenças pulmonares graves se inalado ou ingerido em quantidades excessivas. Por isso, é necessário tomar precauções ao manusear ou trabalhar com esse metal. O berílio é considerado um material estratégico e está sujeito a restrições e regulamentações em vários países.

Referências

• https://www.britannica.com/science/beryllium (acesso em 17/10/2023 as 16:12)
• https://www.rsc.org/periodic-table/element/4/beryllium (acesso em 17/10/2023 as 16:18)
• https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/element/Beryllium#section=History (acesso em 17/10/2023 as 16:24)
• https://education.jlab.org/itselemental/ele004.html (acesso em 17/10/2023 as 16:25)
• https://haliccevre.com/berilyumun-saglik-etkileri/ (acesso em 17/10/2023 as 16:27)
• https://galiparduc.com/berilyum/ (acesso em 17/10/2023 as 16:33)
• https://www.cancer.gov/about-cancer/causes-prevention/risk/substances/beryllium (acesso em 17/10/2023 as 16:34)
• https://www.makaleler.com/berilyum-nedir-ozellikleri-kullanimi (acesso em 17/10/2023 as 16:42)

Sobre o autor

Olá meu nome é Pedro Coelho, eu sou engenheiro químico com Pós Graduação em Engenharia de Segurança do Trabalho e também sou Green Belt em Lean Six Sigma. Além disso, eu estou estudando Engenharia Civil, e em parte de minhas horas vagas me dedico a escrever artigos aqui no ENGQUIMICASANTOSSP, para ajudar estudantes de Engenharia Química e de áreas correlatas. Se você está curtindo essa postagem, siga-nos através de nossas paginas nas redes sociais e compartilhe com seus amigos para eles curtirem também :)