Elselenio es unelemento químico de latabla periódica cuyo símbolo esSe y sunúmero atómico34. Forma parte del grupo de loscalcógenos en la tabla periódica, que también incluye aloxígeno,azufre,telurio ypolonio. Es un no metal químicamente similar al azufre y al telurio,[1][2] y juega un papel vital en procesos tanto biológicos como industriales. El selenio se encuentra en la naturaleza principalmente en forma de compuestos de selenio, especialmente en minerales de metales comocobre,plomo yníquel. Es relativamente raro en lacorteza terrestre, con una abundancia promedio de aproximadamente 0,05 partes por millón.[3]Su masa atómica es de 78,96.
El selenio fue descubierto en 1817 por el químico suecoJöns Jakob Berzelius, quien inicialmente pensó que el elemento era una forma detelurio. Lo nombró con el término griegoselene, que significa "luna", debido a su apariencia plateada y pálida, que le parecía reminiscentes del resplandor de la luna. El elemento permaneció algo oscuro durante muchos años, con aplicaciones limitadas hasta mediados del siglo XX, cuando sus propiedades únicas comenzaron a ser más ampliamente exploradas.
Una de las contribuciones más significativas del selenio es su papel en sistemas biológicos, particularmente en forma delaminoácidoselenocisteína, que es componente de variasenzimas importantes.[4] Estas enzimas, conocidas comoselenoproteínas,[5] juegan papeles cruciales en la protección de las células frente al daño oxidativo y en la regulación de la funcióntiroidea. El selenio es unmicronutriente esencial para muchos organismos, incluidos los seres humanos, aunque solo se requiere en pequeñas cantidades. Las deficiencias de selenio pueden provocar una variedad de problemas de salud, como un funcionamiento deficiente delsistema inmunitario yenfermedades cardiovasculares, mientras que el exceso de selenio puede ser tóxico.[6]
Además de su importancia biológica, el selenio tiene una amplia gama de aplicaciones industriales. Se usa comúnmente en la industriaelectrónica, especialmente en la producción deceldas solares,fotoceldas ysensores de luz, debido a sus propiedadessemiconductoras.[7] Así como el Selenio también se utiliza en la fabricación de vidrio, especialmente para decolorar y eliminar el tono verde causado por las impurezas dehierro. Además, se emplea en la producción de pigmentos y en algunos procesos químicos.
El selenio se obtiene típicamente como un subproducto del refinado de otros metales, como elcobre y elníquel. Aunque el elemento tiene muchos usos beneficiosos, su toxicidad, particularmente en altas concentraciones, requiere una gestión cuidadosa tanto en los contextos industriales como agrícolas. Su papel en lasalud pública y la sostenibilidad ambiental sigue siendo un área activa de investigación y desarrollo.
El selenio se puede encontrar en varias formasalotrópicas. El selenio amorfo existe en tres formas, la vítrea, negra, obtenida al enfriar rápidamente el selenio líquido, se funde a 180 °C y tiene una densidad de 4,28 g/cm³; la roja,coloidal, se obtiene en reacciones de reducción; el selenio gris cristalino de estructura hexagonal, la forma más común, funde a 220,5 °C y tiene una densidad de 4,81 g/cm³; y la forma roja, de estructuramonoclínica, funde a 221 °C y tiene una densidad de 4,39 g/cm³.
El selenio es un materialsemiconductor ampliamente utilizado en diversas aplicaciones electrónicas debido a sus propiedades únicas. Fue uno de los primeros materiales en usarse enfotoceldas yceldas solares, lo que lo convirtió en un componente esencial en el desarrollo de los primeros dispositivos electrónicos.
Uno de los usos más notables del selenio en la electrónica es en lasceldas fotovoltaicas, específicamente en lospaneles solares. La capacidad del selenio para convertir laluz enelectricidad fue descubierta en el siglo XIX, y desde entonces se ha utilizado en la tecnologíafotovoltaica, especialmente en las primeras celdas solares. Aunque elsilicio ha reemplazado en gran medida al selenio en la tecnología solar moderna, el papel del selenio en las primeras investigaciones solares fue fundamental para el avance de la energía renovable.
El selenio también se utiliza en la fabricación defotoceldas[9] ysensores de luz. En estas aplicaciones, la sensibilidad del selenio a la luz lo hace ideal para convertir la energía luminosa en señales eléctricas. Las fotoceldas, que dependen de las propiedades fotoconductoras del selenio, se utilizan comúnmente en dispositivos como sensores automáticos de luz,fotómetros y en sistemas donde es necesario medir o controlar la intensidad de la luz.[10]
Otro importante uso del selenio en la electrónica es enrectificadores yinterruptores electrónicos.[11] Los rectificadores de selenio se usaron ampliamente a mediados del siglo XX en sistemas de alimentación eléctrica, equipos deradio y diversos circuitos electrónicos. Aunque en gran parte han sido reemplazados pordiodos de silicio debido a su mayor eficiencia, los rectificadores de selenio fueron cruciales en el desarrollo de la tecnología electrónica temprana y siguen utilizándose en aplicaciones especializadas.
Además, lostransistores de película delgada (TFT) y otros componentes en pantallas a veces incorporan selenio, ya que se puede utilizar en combinación con otros materiales para mejorar el rendimiento y la eficiencia en la tecnología de pantallas.[12]
En general, el papel del selenio en la electrónica es significativo, especialmente en tecnologías tempranas y en ciertas aplicaciones especializadas que siguen aprovechando sus propiedades semiconductoras únicas.
La deficiencia de selenio es relativamente rara, pero puede darse en pacientes con disfunciones intestinales severas o con nutrición exclusivamente parenteral, así como en poblaciones que dependan de alimentos cultivados en suelos pobres en selenio. La ingesta diaria recomendada para adultos es de 55-70 μg; más de 400 μg puede provocar efectos tóxicos (seleniosis).
El selenio (delgriego σελήνιον,"selénion", resplandor de laLuna y porselene oartemisa la diosa griega de laluna y los animales) fue descubierto en 1817 porJöns Jacob Berzelius. Al visitar la fábrica deácido sulfúrico de Gripsholm observó un líquido pardo rojizo que calentado al soplete desprendía un olor fétido que se consideraba entonces característico y exclusivo deltelurio —de hecho su nombre deriva de su relación con este elemento ya que telurio proviene del latín Tellus,la Tierra— resultando de sus investigaciones el descubrimiento del selenio. Más tarde, el perfeccionamiento de las técnicas de análisis permitió detectar su presencia en distintos minerales pero siempre en cantidades extraordinariamente pequeñas.
El selenio se encuentra muy distribuido en la corteza terrestre en la mayoría de lasrocas ysuelos se halla en concentraciones entre 0,1 y 2,0 ppm. Raramente se encuentra en estado nativo obteniéndose principalmente como subproducto de la refinación delcobre ya que aparece en los lodos deelectrólisis junto al telurio (5-25 % Se, 2-10 % Te). La producción comercial se realiza por tostación con cenizas de sosa o ácido sulfúrico de los lodos.
Primeramente se añade un aglomerante de cenizas de sosa y agua a los lodos para formar una pasta dura que seextruye o corta en pastillas para proceder a su secado. La pasta se tuesta a 530-650 °C y se sumerge en agua resultando selenio hexavalente que se disuelve como selenato desodio (Na2SeO4). Este se reduce a selenuro de sodio calentándolo de forma controlada obteniendo una solución de un vivo color rojo. Inyectando aire en la solución el selenuro se oxida rápidamente obteniéndose el selenio. La reducción del selenio hexavalente también puede hacerse empleandoácido clorhídrico concentrado, o salesferrosas e ionescloro comocatalizadores.
El segundo método consiste en mezclar los lodos de cobre conácido sulfúrico tostando la pasta resultante a 500-600 °C para obtener dióxido de selenio que rápidamente se volatiliza a la temperatura del proceso. Este se reduce a selenio elemental durante el proceso de lavado con dióxido de azufre y agua, pudiendo refinarse posteriormente hasta alcanzar purezas de 99,5-99,7 % de selenio.
Los recursos de selenio asociados a los depósitos de cobre identificados rondan las 170 000 toneladas y se estima que existen alrededor de 425 000 toneladas más en depósitos de cobre y otros metales aún no explotados. Elcarbón suele contener entre 0,5 y 12 ppm de selenio, es decir, unas 80 o 90 veces el promedio que se encuentra en las minas de cobre, sin embargo su recuperación no se prevé que pueda realizarse en un futuro próximo.
El selenio tiene seisisótopos naturales, cinco de los cuales son estables:74Se,76Se,77Se,78Se, y80Se.
77Se,78Se, y80Se son isótopos estables del selenio generados primordialmente por elproceso s de nucleosíntesis, que consiste en capturas lentas de neutrones sobre núcleos semipesados dentro de estrellas AGB. El isótopo radiactivo79Se, también producido en este contexto, decae con una vida media de 2,95·105 años.
El selenio está considerado un elemento peligroso para el medio ambiente por lo que sus compuestos deben almacenarse en áreas secas evitando filtraciones que contaminen las aguas. Los residuos de selenio se tratan en solución ácida con sulfito de sodio, calentándolo después para obtener el selenio elemental que presenta una menorbiodisponibilidad.
El selenio sebiomagnifica en hábitats acuáticos y sebioacumula en sus habitantes, lo que da lugar a concentraciones más altas en los organismos que en el agua circundante. Los compuestos de organoselenio pueden concentrarse más de 200 000 veces mediante elzooplancton cuando las concentraciones de agua se encuentran en el rango de 0,5 a 0,8 μg Se/L. El selenio inorgánico se bioacumula más fácilmente en elfitoplancton, que puede concentrarlo en un factor de 3000, en comparación con el zooplancton. Se produce una concentración adicional a través de la biomagnificación a lo largo de la cadena alimentaria, ya que los depredadores consumen presas ricas en selenio. Una concentración en agua de 2 μg Se/L se considera altamente peligrosa para peces sensibles y aves acuáticas. La intoxicación por selenio puede transmitirse de padres a hijos a través del huevo. La reproducción de losánades reales se ve afectada a concentraciones dietéticas de 7 μg Se/L. Muchos invertebrados bentónicos pueden tolerar concentraciones de selenio de hasta 300 μg/L en su dieta.[15]
La contaminación por selenio está afectando los océanos de todo el mundo y es causada principalmente por factores antropogénicos como laescorrentía agrícola y los procesos industriales.[16] La alta biomagnificación de selenio en los medios acuáticos provoca la muerte de grandes peces. También se ha sugerido que la temporada podría tener un impacto en los efectos nocivos del elemento en el pescado.[17]
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