Titanio: metal libre de tóxicos en tu cocina

Titanio, el metal biocompatible

Conocemos el titanio principalmente por su aplicación en prótesis dentales, de rodillas o de caderas, debido a que es el metal biocompatible por excelencia: es decir, no produce problemas de alergias una vez está implantado en nuestro organismo.

Esta misma cualidad de su ausencia de toxicidad es la que lo hace interesante también para aplicarlo en utensilios de cocina. Si buscamos una alimentación libre de tóxicos, donde los materiales en contacto con los alimentos no sean un problema, entonces contamos con pocas opciones de materiales seguros: cristal, cerámicas y porcelanas sin metales pesados, siliconas de buena calidad y en cuanto a metales, sólo el titanio. Los otros metales utilizados en la cocina, como el aluminio, el acero inoxidable o el cobre, son materiales sobre los que sí tenemos constancia de problemas de toxicidad porque transfieren íones a las sustancias con las que entran en contacto.

Propiedades del titanio aplicado a los utensilios de cocina

No es habitual utilizar el titanio en su forma más pura en los utensilios de cocina, ni tampoco es normal encontrarlo sólo, suele acompañar a otros materiales. Hasta ahora, conocíamos este metal como integrante del antiadherente de los productos de Skk: el titanio forma parte de una de sus capas (es la razón porque desde Conasi nunca hablamos de “sartenes de titanio” sino de “sartenes con titanio”, ya que no existen las sartenes antiadherentes de titanio).

También se pueden encontrar utensilios de acero inoxidable con titanio, formando parte de la aleación de los diferentes metales que pueden formar el acero inoxidable (hierro, níquel, cromo, molibdeno, manganeso).

Sin embargo, el titanio en forma pura es algo excepcional y que por fin hemos conseguido incorporar en nuestro catálogo con los productos Keith, para aportar la opción de utensilios metálicos más seguros posible.

El titanio es un material ideal para utensilios de cocina, no sólo por ser biocompatible, sino también por ser:

• Saludable: es un material inerte, atóxico y compatible con nuestro organismo. No reacciona con los tejidos del cuerpo humano y tampoco induce al crecimiento de tejido fibroso a su alrededor. Además es un material no magnético, es paramagnético, es decir, no es detectado en los controles de metales.
• Ligero: es un metal un 45% menos pesado que el acero inoxidable. Su densidad es de 4,51 g/cm2.
• Fuerte: es muy resistente, se puede comparar en resistencia a algunos aceros. Su elasticidad es muy elevada, con una gran resistencia mecánica durante el proceso de moldeado. Después de haber adoptado la forma, es rígido a la deformación y resistente. El titanio es más fuerte que otros metales, siempre que comparemos el mismo volumen de material.
• Buena transmisión de calor:  permite fabricar utensilios con las paredes más finas que con cualquier otro metal, por lo tanto se reduce la resistencia a la transferencia de calor, siendo un excelente conductor del calor. Concretamente el calor se transmite rápidamente de la base hacia arriba, pero lentamente de forma lateral, con lo que la comida se calienta rápidamente pero las asas del utensilio reciben menos calor.
• Resistencia a las altas temperaturas: el punto de fusión del titanio es de 1.668ºC, por lo que se puede usar sin problemas a temperaturas de hasta 600ºC sin que sufra estrés ni deformaciones.
• Resistencia a las bajas temperaturas:  aumenta su solidez cuanto más baja es la temperatura. Mantiene buena plasticidad y resistencia al impacto hasta a -253ºC. Esto evita la fatiga  del metal. El titanio es también llamado “warm metal” o “metal caliente”, ya que no es frío al tacto ni en condiciones ambientales muy frías.
• Resistente a la corrosión: puede permanecer en el fondo del mar durante largos períodos de tiempo sin deteriorarse. Es muy estable en diferentes medios, no se oxida ni en contacto con soluciones ácidas ni alcalinas. Cuando se encuentra a temperatura ambiente, el titanio reacciona rápidamente con el oxígeno creando una capa rígida, muy delgada, no apreciable a simple vista, pero sumamente estable y bien adherida. Esta capa de óxido constituye una perfecta barrera protectora que evita la corrosión y se vuelve extremadamente inerte, anulando la posibilidad de reaccionar con otros elementos. Esta característica es una de los principales motivos para que su elección en implantes y prótesis.
• Inhibe el crecimiento bacteriano: se trata de una superficie que no favorece que crezcan los microorganismos, por lo que elimina la posibilidad de intoxicaciones siempre que los utensilios se encuentren bien cuidados.

Por lo tanto, podemos comprobar que reúne características especiales para su uso en utensilios de cocina y también en utensilios idóneos para cocinar fuera de casa, en excursiones y acampadas, gracias a su ligereza para transportarlo.

Conoce al titanio

El titanio (Ti) es un metal de transición como el hierro, el níquel y el cobre. Es el noveno elemento más abundante en la tierra. Se encuentra en la corteza terrestre, en los seres vivos y hasta en el universo (estrellas, meteoritos, polvo interestelar).

Sus características de ligereza, resistencia a la corrosión, alta resistencia mecánica y biocompatibilidad hacen de él un material muy valioso que capta la atención a industrias muy distintas: médica, aeroespacial, aeronáutica, química, naval y automovilística entre otras.

¿Cómo se extrae el titanio?

El titanio (Ti) no se encuentra puro en la naturaleza, sino en forma de óxido en algunas rocas y minerales. El rutilo (TiO2) y la ilmenita (FeO·TiO2) son los minerales con mayor concentración, pudiendo alcanzar como máximo hasta el 60% de este preciado metal.

Existen diferentes métodos de obtención de titanio puro. Todos son sumamente complejos, lleno de dificultades y muy costosos. El más usado es el método de Kroll que fue el primer proceso que permitió la obtención de grandes cantidades de titanio a partir de tetracloruro de titanio (TiCl4).

Para poder obtener el compuesto de partida (TiCl4), primero se eliminan las impurezas de los minerales. Posteriormente se adiciona cloro a 800ºC (cloración), obteniendo tetracloruro de titanio (TiCl4) que se destila.

El siguiente paso es la reducción mediante la adición de magnesio o sodio molido en una atmósfera inerte, consiguiendo titanio en forma de esponja que se purifica y compacta dando lugar a los primeros “lingotes” de titanio.

Las últimas etapas del proceso consisten en purificar, homogeneizar y darle la forma comercial exigida (planchas, lingotes, bloques…etc) para el uso de las diferentes industrias.

Tipos de titanio

La ASTM (American Society for Testing and Materials) establece en su normativa la clasificación del titanio puro y aleaciones. Se distinguen en diferentes grados atendiendo a la cantidad de titanio.

• El titanio comercialmente puro (Ti c.p) tiene un mínimo de 99% del metal en su composición con límites establecidos de «impurezas», principalmente de oxígeno y hierro. Se diferencian 4 grados, siendo el primero el más puro con menor contenido de impurezas en su composición.

Tabla 1. Composición de impurezas en titanio comercialmente puro.

El primer grado se caracteriza por ser el más blando, y el de mejor ductilidad y conformabilidad. A medida que aumentan las impurezas, es decir aumentamos el grado, las propiedades cambian: se aumenta la resistencia mecánica y se reduce la resistencia a la corrosión. El titanio de grado 2 es el más usado por su alta facilidad para darle forma, utilizado para utensilios de cocina, por ejemplo.

• Las aleaciones más comunes se realizan con aluminio, vanadio, paladio, níquel-molibdeno y cromo. Cada aleación busca potenciar una o varias características del titanio para un fin determinado. Por ejemplo la aleación de titanio con 6% de aluminio y 4% de vanadio (Ti-6Al-4V), aumenta la dureza y resistencia a la corrosión, siendo la aleación más demandada en la industria aeroespacial, seguida de la química, automovilística y médica.

Hipersensibilidad al titanio

La hipersensibilidad es una reacción del sistema imnunitario exagerada ante un antígeno con el que previamente se ha tenido contacto (pre-sensibilización), sin que aparezcan síntomas. Tras contactos posteriores con el antígeno, se desencadena una respuesta inmunitaria que puede conducir a reacciones alérgicas o a reacciones de hipersensibilidad. Se conocen cuatro tipos de reacciones según el mecanismo inmunológico que se desencadene:

• Hipersensibilidad tipo I o  inmediata o anafiláctica. La más común, con la intervención de IgE. Es lo que habitualmente se conoce como alergia. Por ejemplo, la alergia a la proteína de la leche de vaca, la alergia a la picadura de una abeja o el shock anafiláctico por alergia al marisco (dependiendo de la sensibilidad de la persona).
• Hipersensibilidad tipo II o citotóxica. Los antígenos suelen ser endógenos y algunos derivados químicos exógenos (haptenos) pueden también producirla. Mediada por IgM o IgG. Una de las más prevalentes son la anemia hemolítica, miastenia, púrpura.
• Hipersensibilidad tipo III por complejos inmunitarios. Están relacionadas con enfermedades autoinmunes, y con padecimiento de infecciones crónicas víricas, bacterianas y parasitarias. En este tipo intervienen IgG o IgM. Por ejemplo, la tiroiditis de Hashimoto, púrpura, lupus.
• Hipersensibilidad tipo IV o retardada celular. Es la única mediada por células y está involucrada en enfermedades autoinmunes e infecciosas, agentes químicos y metales entre otros. Por ejemplo la esclerosis múltiple, artritis reumatoide y las habituales dermatitis de contacto al níquel o al cromo, que en realidad se tratan de reacciones de hipersensibilidad. Las personas con hipersensibilidad a algún metal son más propensas a desarrollar hipersensibilidad al titanio, si bien la hipersensibilidad a este metal es excepcional.

El titanio, presenta alta resistencia a la corrosión por la creación rápida de una barrera de óxido protectora en la superficie, por esa razón principal se considera un material biocompatible siendo además una alternativa para las personas con alergia al níquel, cobalto y cromo. Por ello, se utilizan los cuatro tipos de titanio comercialmente puro y la aleación con aluminio y vanadio (Ti-6Al-4V) en la fabricación de endoprótesis, prótesis, marcapasos, soportes de ortodoncia, monturas de gafas…etc.

Sin embargo, se han publicado varios artículos indicando hipersensibilidad tipo IV al titanio en implantes dentales y ortopédicos. Este tipo de implantes requieren de una inserción y son generalmente permanentes. El metal queda mucho tiempo expuesto en el interior del cuerpo, detectándose una cantidad bastante baja de titanio en los tejidos que rodean a los implantes (de 100 a 300 ppm), en los nódulos linfáticos y tejido pulmonar cercanos.

La hipersensibilidad desarrollada al titanio que más se ha detectado es de tipo IV y los síntomas suelen ser comunes a una alergia: picores, eczema, enrojecimiento y picor en la piel o mucosa, dermatitis atópica, debilidad y dolor entre otros.

Aunque la hipersensibilidad al titanio tiene una baja prevalencia, se recomienda a las personas alérgicas someterse a un test diagnóstico de alergia a los diferentes metales, evitando un posible rechazo al implante.

Las reacciones alérgicas por contacto dérmico son muy escasas, y suelen atribuirse erróneamente al titanio, pudiendo ser el causante otro metal que contenga el objeto al que se tiene alergia.

No obstante, los implantes y prótesis no siempre se fabrican con titanio puro, sino con titanio de grado 4 y en ocasiones se combinan con algunos otros materiales. Por lo que nos planteamos si las reacciones a los implantes (se llamen alergia o hipersensibilidad) son realmente al titanio o a otros materiales, o una reacción a cuerpo extraño. Se sigue investigando en relación a este tema.

BIBLIOGRAFÍA

• Aleaciones ligeras. Gil Mur, F.J, Manero Planella, J.M, Rodríguez Rius, D. Editor Universitat Politècnica de Catalunya. Iniciativa Digital Politècnica, 2004.
• Goutam, M., Giriyapura, C., Mishra, S. K., & Gupta, S. (2014). Titanium allergy: a literature review. Indian journal of dermatology, 59(6), 630.
• Harloff, T., Hönle, W., Holzwarth, U., Bader, R., Thomas, P., & Schuh, A. (2010). Titanium allergy or not?» Impurity» of titanium implant materials. Health, 2(04), 306.
• Norma ASTM B-381

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