12 enero 2014

Niquel, un duendecillo algo travieso e indispensable

Nickel-infografía
En el s. XVIII, la mitología de los mineros del macizo de Harz (Alemania) atribuían al viejo Nick (un duendecillo diabólico) el que no se pudiese extraer cobre de un mineral rojizo que suponían, acertadamente, que contenía grandes cantidades del preciado metal. En 1751, mientras intentaba extraer cobre de la niquelina, Axel Frederik Cronstedt, obtuvo un metal blanco que identificó como el responsable de dicha incapacidad. Así, que decidió nombrar al metal recién descubierto como nickel .

El níquel es un metal de transición de color blanco plateado que representa 0,008% de la corteza de la Tierra. A medida que aumentamos la profundidad, el níquel se vuelve más abundante, y se convierte en el quinto elemento más común en la Tierra (después de hierro, oxígeno, silicio y magnesio) y el segundo si consideramos sólo el núcleo de nuestro planeta.

Nickel Symbol on blackboard
Con una densidad de 8908 kg/m3 está incluido dentro de l grupo de los metales pesados. Empleado involuntariamente desde la antiguedad, en forma de impurezas del cobre y otros metales, el níquel y sus aleaciones son muy resistentes a la corrosión a temperatura ambiente; es decir, muy resistentes al ataque por aire o agua. Es un metal duro, muy dúctil y maleable, siendo relativamente fácil de convertir en hilos, laminar, pulir y forjar. Presenta, además una alta conductividad térmica y eléctrica (aproximadamente el 15% de las de la plata) y un punto de fusión de 1452ºC.

Normalmente se encuentra en la naturaleza combinado con arsénico, antimonio y azufre, e incluso aleado con hierro en meteoritos. Los minerales más comunes que se emplean como mena de níquel son la pentlandita (un sulfuro de hierro y niquel) y la garnierita (un silicato de magnesio y niquel), siendo la primera su principal mena.

La metalurgia del niquel es complicada en sus detalles, los cuales varían dependiendo del material de partida. En general se transforma en sulfuro, el cual se tuesta al aire para dar su óxido. Éste a su vez se reduce con carbono (en un proceso conocido como proceso Mond) para dar lugar al metal con una pureza del 99.99%. Si queréis ampliar información sobre su refino recomiendo el siguiente enlace).

Nickel where form meets function. infographic
(Fuente: visualcapitalist.com)


Nickel in the Rough infographic
(Fuente: csironewsblog.com)
Fruto de sus características, el níquel es ampliamente utilizado en productos de consumo diario, aplicaciones industriales, militares, en medios de transporte, ingeniería aeroespacial, marina, arquitectura, en la generación de energía, electrónica...

Según el Nickel Institute, el 90% de la producción de niquel se destina aleaciones, siendo la mayor parte (un 65%) empleada en la obtención de aceros inoxidables y resistentes al calor.  Otro 20 % se utiliza en otras aleaciones de acero y metales no ferrosos, normalmente para aplicaciones altamente especializadas (ingeniería industrial, aeroespacial y militar). Estas aleaciones de niquel incluyen la alpaca o plata alemana, cuproniquel, y el monel entre otros. Debido a su alta resistencia a la corrosión se emplea como protector/recubrimiento de metales susceptibles de sufrir corrosión, principalmente hierro, acero y aluminio. De ese modo, alrededor del 9 % se utiliza en la galvanoplastia (recubrimiento de metales mediante el empleo de energía elécrica) y el 6 % en otros usos, tales como monedas (por ejemplo, el disco interno de la moneda de 1 €), electrónica, en baterías  (baterías niquel-hidruro metálico o Ni-MH) para equipos portátiles y coches híbridos.


En el siguiente vídeo, extraido del canal del NickelIntitute,  podéis ver alguna de sus aplicaciones.




Finalmente podéis ver un resumen con sus propiedades y aplicaciones en el siguiente vídeo del canal Aula24ciencias.

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