Los hermanos Elhuyar y el wolframio

Hay descubrimientos que se hacen donde no se esperan, en los márgenes de los grandes centros, por personas que combinan formaciones improbables. El aislamiento del wolframio metálico por los hermanos Elhuyar en Bergara, en septiembre de 1783, es uno de esos casos. La historia es razonablemente clara, mejor documentada que muchas de la época, y, sin embargo, en los manuales internacionales el lugar y los nombres tienden a omitirse o a deformarse. Vale la pena contarla bien.

Bergara y el Real Seminario

El País Vasco del último tercio del siglo XVIII es uno de los focos ilustrados peninsulares con más actividad. La Real Sociedad Bascongada de los Amigos del País, fundada en 1764, había organizado un proyecto educativo y científico ambicioso, orientado a aplicar la nueva química y la nueva metalurgia a la economía local —dominada por la siderurgia y por la pesca—. En 1776 abrió el Real Seminario Patriótico de Bergara, una institución de enseñanza superior con cátedras de matemáticas, física, química y mineralogía.

El Seminario buscaba profesores en el extranjero. La química, a finales del XVIII, se hacía en Estocolmo —Bergman, Scheele—, en Freiberg —Werner—, en París —Lavoisier, Macquer—. Los hermanos Juan José y Fausto Elhuyar, jóvenes vascos formados en cirugía en París, fueron enviados por la Bascongada a perfeccionarse en Suecia y en Sajonia, con un encargo concreto: aprender lo más nuevo y volver a enseñarlo en Bergara.

Juan José trabajó con Bergman en Upsala. Fausto pasó por Freiberg, donde tuvo a Werner por profesor —el mismo Werner que años después tendría a Andrés Manuel del Río— y aprendió mineralogía con la clasificación geognóstica entonces puntera. Cuando ambos volvieron a Bergara hacia 1781, llevaban una formación química y mineralógica equiparable a la mejor de Europa.

El mineral problemático

En el inventario de problemas que la metalurgia europea tenía planteados en los años setenta y ochenta del XVIII estaba uno conocido como «la wolframita». Era un mineral pesado, oscuro, que aparecía mezclado con minerales de estaño en algunas minas alemanas y, sobre todo, sajonas. Cuando se fundía estaño en presencia de wolframita, la fusión iba mal: el estaño se perdía, la escoria era abundante, el rendimiento bajaba. Los mineros de la zona llamaban al mineral Wolfsrahm, «espuma de lobo», por la forma en que «se comía» el estaño¹.

Carl Wilhelm Scheele, en Estocolmo, había trabajado con un mineral parecido, pero distinto: un mineral blanco que hoy llamamos scheelita (CaWO₄). En 1781, Scheele aisló de la scheelita un ácido oxidado al que llamó tungstic acid: un sólido amarillento que tras reducción debía dar un metal nuevo. Scheele identificó el ácido pero no aisló el metal. La cuestión quedó abierta: ¿era la scheelita una variante del mineral pesado de Sajonia? ¿Era el mismo elemento? ¿Había un metal nuevo o varios?

El experimento de Bergara

Los hermanos Elhuyar, ya en Bergara y con acceso a wolframita procedente probablemente de muestras traídas por Fausto desde Sajonia, abordaron sistemáticamente el problema. El planteamiento era claro: descomponer la wolframita por ácido nítrico o por ácido clorhídrico, separar las fracciones, identificar las componentes, y reducir el ácido aislado a metal con carbón.

El procedimiento, publicado en su famosa memoria de 1783 Análisis químico del volfram, y examen de un nuevo metal que entra en su composición, es modélico para su época. Los hermanos demostraron que la wolframita está formada por dos óxidos: uno de hierro y manganeso, ya conocido, y otro de un metal nuevo, que ellos identifican con el ácido tungstico de Scheele. Y, lo que Scheele no había hecho, redujeron el ácido tungstico a metal por calcinación con polvo de carbón en crisol cerrado a alta temperatura. Obtuvieron un polvo gris-negro, denso, que al fundirse a temperatura muy alta daba pequeños botones del metal puro: el wolframio.

La caracterización del nuevo metal en la memoria es razonablemente completa para los estándares del XVIII: descripción física, comportamiento ante ácidos comunes, formación de sales. El elemento queda firmemente establecido y la wolframita queda explicada como mineral mixto.

Recepción

La memoria se publicó originalmente en castellano en los Extractos de las juntas generales de la Bascongada en 1783, y poco después en versiones en alemán y en francés que circularon por la red científica europea. La recepción fue rápida y, en términos generales, justa: la prioridad de los Elhuyar para el aislamiento del metal puro fue reconocida. Scheele aceptó que su ácido era el mismo que los Elhuyar habían reducido. Bergman, en Upsala, dio el visto bueno desde el centro químico que más autoridad tenía en el momento.

El nombre del elemento quedó dividido geográficamente. En las tradiciones germánica e hispánica prevalece wolframio; en la anglosajona, tungsten; en la francesa, tungstène. La IUPAC, en su nomenclatura moderna, recoge ambos nombres. El símbolo químico W conserva la tradición de los Elhuyar y de la mineralogía sajona.

Después

Fausto Elhuyar, el hermano menor, tuvo después una carrera larga en la metalurgia colonial. En 1788 fue enviado a México como director general del Real Tribunal de Minería, puesto en el que estaría hasta 1821. Fue, junto con Andrés Manuel del Río, el otro pilar técnico del Real Seminario de Minería de México y de la modernización metalúrgica de la Nueva España. Murió en Madrid en 1833.

Juan José tuvo una trayectoria más corta —murió en 1796 en Colombia, donde dirigía la Casa de la Moneda en Bogotá— pero su nombre sigue ligado al hallazgo del wolframio. La memoria de 1783 lleva los dos nombres y es uno de los pocos casos de descubrimiento elemental hecho por hermanos.

Lo que el caso muestra

A diferencia del caso del Río, donde la prioridad se perdió por la asimetría centro-periferia, el caso Elhuyar muestra que la periferia podía, en circunstancias favorables, tener éxito en el sistema científico europeo. Las circunstancias eran: formación europea de los protagonistas, redes personales con los centros, publicación rápida en lenguas científicas internacionales, y un objeto de estudio donde la prioridad era objetiva —reducir un ácido a metal— y no requería verificación posterior por una academia central.

La diferencia con del Río es instructiva. Del Río descubrió en 1801 un elemento que se manifestaba sólo por sus colores; los Elhuyar redujeron en 1783 un ácido a un metal. Lo segundo es más difícil de discutir, más fácil de aceptar, más reproducible. La química del XVIII privilegiaba lo macroscópico y lo manipulable; los Elhuyar trabajaron sobre eso. Del Río trabajaba sobre coloraciones, una zona donde la verificación era más sutil y donde París podía equivocarse y bloquear la atribución.

Hay una lección que los químicos hispanoamericanos del XIX intuyeron: cuando se trabaja en la periferia, conviene escoger problemas cuya prioridad sea inatacable. Los descubrimientos sobre objetos sólidos, manipulables, fáciles de enviar como muestras, son más defendibles que los descubrimientos basados en observación cualitativa. Esa intuición no se cumple siempre. Pero el caso Elhuyar versus el caso del Río ilustra los dos extremos del mismo sistema: en el primero, la periferia gana; en el segundo, la periferia pierde.

El wolframio hoy

Es uno de los materiales industrialmente más importantes del mundo moderno. Sus carburos —el carburo de wolframio, WC— forman la base de las herramientas de corte de alta dureza usadas en cualquier taller mecánico de cierto nivel. Sus aleaciones con hierro, níquel y cobalto producen los aceros de alta velocidad. El propio metal, con punto de fusión a 3422 °C —el más alto de cualquier elemento—, es el filamento clásico de las lámparas incandescentes y un componente esencial de las soldaduras TIG. La radiación gamma se atenúa con plomo o con wolframio; en aplicaciones donde el peso y el espacio son críticos, el wolframio gana.

Cuando uno usa una broca de carburo de wolframio para perforar acero, hace, sin saberlo, gestos que dependen de la memoria de Bergara, septiembre de 1783, y de dos hermanos vascos que aplicaron lo aprendido en Upsala y en Freiberg sobre un mineral entonces despreciado. La historia se cuenta, casi siempre, sin esos detalles. Vale la pena ponerlos por escrito.