El Tamiz

Ignora lo accesorio, atesora lo esencial

Conoce tus elementos - El níquel

Los viejos del lugar sabéis que en Conoce tus elementos vamos recorriendo lentamente la tabla periódica de los elementos, dando una idea general sobre cada uno de ellos: sus características fundamentales, cómo fue descubierto, qué lo hace especial o interesante, para qué lo utilizamos, dónde puedes encontrarlo… En la última entrega de la serie nos dedicamos al elemento de número atómico 27, el cobalto. Hoy, por lo tanto, seguimos con el de veintiocho protones, un elemento en muchos aspectos hermano del anterior (y también, en menor medida, del hierro que precedía al cobalto): hablaremos del níquel.

De hecho, no es casualidad que en el colegio casi siempre estudiemos a estos tres hermanos juntos, como una especie de trío: “hierro, cobalto y níquel, valencias +2 y +3”. Lo hacemos porque los tres tienen los mismos tres estados de oxidación más comunes, en los que se libran de dos o tres electrones, y muchas propiedades parecidas. En este caso, además, la historia se ha confabulado para crear una coincidencia más entre cobalto y níquel, aunque a ella llegaremos en un momento.

El níquel es, como sus hermanos, un metal de transición; pertenece a la parte media de la tabla y, puesto que todavía estamos en una sección en la que los átomos son relativamente ligeros y, por lo tanto, más comunes que los pesados, es muy abundante en el Universo, en la Tierra y por lo tanto a nuestro alrededor. Sin embargo, como sucedía con el cobalto, el níquel es tan reactivo que es muy raro encontrarlo puro en la naturaleza. Sí, sí, ya sé que me repito a lo largo de la serie, pero no lo puedo evitar: durante milenios lo tuvimos alrededor sin saber siquiera que estaba ahí.

No sólo coexistimos con él, sino que lo utilizamos bastante a menudo sin saber que lo hacíamos. El problema es que, aparte de estar casi siempre oxidado o aleado con otros metales, la apariencia de muchos metales de transición es muy similar (el níquel y la plata, por ejemplo, se parecen bastante). Así, es relativamente común el cuproníquel, una mezcla de cobre y níquel que puede obtenerse artificialmente pero también puede aparecer al extraer cobre de algunas rocas que también contienen níquel. Los antiguos chinos lo llamaban cobre blanco, pues no tenía el color rojizo del cobre, y con él producían un bronce que era mejor que el bronce normal. También hemos encontrado cuproníquel en algunos bronces del Oriente Medio del tercer milenio antes de nuestra era.

Aunque es más raro, también puede encontrarse níquel aleado con hierro, lo que en tiempos antiguos era aún más maravilloso, pues era posible producir armas y armaduras incomparables con las que podían forjarse de manera normal en la época. Es más raro porque sólo sucede al toparse con restos de un meteorito de tipo M, como ya dijimos al hablar del hierro (el níquel aparecía bastante en aquel artículo): los meteoritos de hierro-níquel eran un auténtico regalo del cielo para quienes los encontraban.

Meteorito de hierro-níquel

Meteorito de hierro-níquel caído en Siberia en 1947 en una lluvia de unas 23 toneladas en fragmentos (H. Raab/CC 3.0 Attribution-Sharealike License).

En todos estos casos, el níquel daba un “valor añadido” al metal al que acompañaba, ya fuera cobre o hierro, aunque se trataba siempre de un valor desconocido y casi mágico, pues nadie era consciente de la existencia de este metal. En otras ocasiones, sin embargo, la presencia de níquel no era algo afortunado sino todo lo contrario. Y aquí es donde, como decía antes, la historia del níquel coincide de manera sorprendente con la de su hermano el cobalto.

En la Edad Media, los mineros alemanes obtenían muy a menudo cobre a partir de rocas rojizas. Sin embargo, a veces se encontraban rocas de este tipo que, al calentarlas y realizar con ellas el proceso habitual para aislar el cobre, resultaban no contener cobre alguno. Evidentemente, hoy sabemos que estas rocas no podían usarse para obtener cobre simplemente porque no tienen cobre, y que es un tipo de roca de apariencia similar a las otras pero que no tiene nada que ver con ellas químicamente hablando, pero los mineros alemanes del Medievo, como bien sabes, siempre llegaban a la misma explicación: magia.

Estas rocas habían contenido cobre, como era evidente por su apariencia, pero no eran ya ese metal, Kupfer en alemán, puesto que un espíritu malicioso había hecho de las suyas para fastidiar a los mineros y había transformado el metal en otra cosa inútil. Los mineros llamaban al espíritu Nickel, y a las rocas resultantes, Kupfernickel, algo así como “cobre del Níquel”, donde el Níquel era el maldito bicho que transformaba mágicamente una roca útil y valiosa en algo inútil. ¿Te suena esto? Poco podían imaginar ellos que el Kupfernickel no contenía Kupfer en absoluto, sino que era arseniuro de níquel (NiAs), y que no sólo no era inútil sino que era una roca mucho más valiosa que aquellas de las que obtenían el cobre.

Kupfernickel

Kupfernickel, cobre maldito o NiAs (Didier Descouens/CC 3.0 Attribution-Sharealike License).

Hubo que esperar hasta 1751 para descubrir el secreto del Kupfernickel. El responsable fue un sueco, el barón Axel Fredrik Cronstedt, químico y mineralogista sueco que trabajaba para la Oficina de Minas de Suecia. Tal vez esto también te suene, puesto que el descubridor del cobalto fue el mineralogista sueco Georg Brandt. Bien, para rizar el rizo de las coincidencias, Axel Fredrik Cronstedt fue alumno de Georg Brandt, y también él desmontó el mito de un espíritu malicioso que transformaba rocas útiles en otras inútiles, veinte años después de que su maestro hiciera lo propio con el metal de los kobolds.

Cronstedt se hallaba intentando lograr lo que los mineros no habían podido: extraer el cobre del Kupfernickel (cobre inexistente, claro está). Por más que lo intentaba, naturalmente, no podía extraer cobre, pero en uno de los múltiples procesos que realizó con las rocas de Kupfernickel, por fin, consiguió aislar un metal… ¡pero no cobre! Era un metal de color plateado, bastante similar a la plata aunque con ligeros tintes dorados. Aunque imagino que Cronstedt obtendría níquel de menor pureza y en menor cantidad, se encontraría con algo de este estilo:

Níquel puro

Níquel casi puro (René Rausch/CC 3.0 Attribution-Sharealike License).

El sueco, como había hecho su maestro con el cobalto, dio nombre al metal a partir de la criatura mágica que se suponía que producía esas rocas, y lo llamó Nickel, que en castellano llamamos níquel. De modo que tanto el níquel como el cobalto son criaturas mágicas con capacidades alquímicas… bueno, o no, pero no me negarás que tanto un nombre como el otro tienen encanto cuando conoces la historia. Siendo un rolero irredento, a mí me gusta más el cobalto por los kobolds de juegos de rol de fantasía, pero los dos tienen un lugar especial en mi corazón.

Con el tiempo, por cierto, una vez conocida la verdadera naturaleza del Kupfernickel, dejó de llamarse así al arseniuro de níquel que no contenía cobre, y empezó a denominarse con ese nombre la aleación de cobre y níquel, es decir, el cuproníquel. Esto añade confusión al asunto, pues la misma palabra pasó a denotar una sustancia completamente diferente, pero es cierto que el nombre anterior era aún más confuso y no había una solución perfecta. ¡Maldito Nickel y sus efectos sobre el idioma, seguro que lo hizo a propósito!

El caso es que, de haber existido ese espíritu, de malicioso no podía tener mucho, puesto que aunque no lo supieran los mineros alemanes del Medievo, su Kupfernickel se convirtió pronto en una roca muy valiosa, pues durante algunos años fue la principal fuente de níquel, y este metal resultó ser muy útil. Posteriormente empezó a obtenerse de otras maneras y esa roca perdió su importancia, pero es irónico que algo considerado una maldición resultara ser una bendición, al menos durante un tiempo.

Monedas de níquel

Monedas de níquel (W. Oelen / CC 3.0 Attribution-Sharealike License).

El níquel tiene varias propiedades que lo hicieron útil desde su descubrimiento. Por una parte, aunque se oxida fácilmente, a diferencia de otros metales (como el hierro, mucho más abundante), en contacto con el aire sólo reacciona con el oxígeno la capa superficial. Como consecuencia, se forma una patina de óxido de níquel que protege el interior de la oxidación (algo parecido sucede al exponerlo a sustancias corrosivas como ácidos). Por lo tanto, es un metal que se añade muy comúnmente (y se ha hecho desde hace mucho tiempo) a distintos aceros inoxidables.

Esta resistencia a la oxidación y la corrosión, además del hecho de que era más barato que la plata, hizo que desde el principio el níquel se utilizara, puro o aleado, como sustituto de ese metal en joyería o cubertería. Claro, no es exactamente plata ni brilla igual, pero menos da una piedra – salvo que esa piedra sea Kupfernickel, por supuesto. También se usaba mucho en monedas en vez de plata u oro, por ser más barato pero razonablemente bello. Al final ha resultado que hay gente alérgica a este metal, sin embargo, con lo que ya se usa mucho menos para joyería aunque algunas monedas siguen conteniéndolo.

Además, se trata de uno de los cuatro únicos metales ferromagnéticos a temperatura ambiente; los otros tres son sus dos hermanos –hierro y cobalto– y el gadolinio, que aún no ha hecho su aparición aquí. Durante mucho tiempo, los imanes no eléctricos más potentes que era posible construir eran los denominados alnico, por estar compuestos de aluminio, cobalto y níquel, a veces aleados con otros metales en menor proporción. Estos imanes son bastante más potentes que los hechos de hierro; a partir de los años 70 fueron superados a su vez por los imanes hechos de tierras raras, terrible nombre que designa elementos como el neodimio que harán su aparición en esta misma serie dentro de unos años.

En la actualidad producimos alrededor de un millón y medio de toneladas de níquel al año, la mayor parte proveniente de minas rusas y canadienses. Su principal uso es como parte de diferentes “recetas” de acero (hablamos sobre el acero y sus recetas al hacerlo del hierro), con lo que más de la mitad de la producción mundial se destina precisamente a eso. El níquel proporciona al acero, además de resistencia a la corrosión, propiedades mecánicas superiores, como resistencia a la rotura o a altas temperaturas. Del resto, la mayor parte se utiliza para formar otras aleaciones con plata, cobre, etc., y aún sigue utilizándose como sustituto de la plata por su resistencia a la corrosión y menor precio.

Panavia Tornado

Las turbinas RB199 del Panavia Tornado tienen palas de aleación de níquel (dominio público).

Aunque lo obtenemos de la corteza terrestre, al níquel le pasa lo mismo que al hierro: la inmensa mayoría está mucho más abajo, en el núcleo terrestre, que como dijimos al hablar de su hermano es básicamente una bola de Fe-Ni. Lo que queda por aquí arriba son los restos que no se hundieron cuando la Tierra era aún fluida. Su presencia en el núcleo de nuestro planeta demuestra, como también hemos dicho alguna vez, que nuestro Sistema Solar no es de primera sino de segunda generación: somos, al menos en parte, polvo de supernova.

La razón es que el níquel es, como el cobalto, un elemento “más allá del hierro”, y todos esos elementos transférricos no pueden obtenerse mediante la fusión “normal” en el interior de una estrella, puesto que producirlos requiere energía adicional en vez de liberarla. Nuestro propio Sol, desde luego, nunca jamás ha producido ni producirá níquel, ya que nunca alcanzará siquiera el “pico del hierro”.

Este “pico del hierro” es el que marca el final de la vida de una estrella muy masiva, y en los convulsos últimos tiempos de la estrella, cuando se liberan enormes cantidades de energía durante la agonía final, parte de esa energía fusiona núcleos que no pueden fusionarse liberando energía, para producir, entre otras cosas, diversos isótopos del níquel. Posteriormente, tras el colapso y explosión finales, ese níquel acaba a veces formando parte de nuevas nebulosas de gas y polvo que acaban formando sistemas estelares como, por ejemplo, el nuestro.

Curva de energías de enlace

Curva de energía de enlace por nucleón, con el “pico del hierro” (dominio público).

De modo que nunca pienses que una moneda de níquel es algo mundano.

De todos esos isótopos, el más común de todos es el níquel-58, que tiene treinta neutrones y es estable. Alrededor de dos terceras partes del níquel a nuestro alrededor es níquel-58. El segundo más común, también estable, tiene dos neutrones más y constituye una cuarta parte de todo el níquel que nos rodea. Los otros isótopos estables son mucho menos abundantes: el níquel-61, el níquel-62 y el níquel-64.

El isótopo inestable más útil para nosotros es el níquel-59. Tiene una vida media de unos 76 000 años y se emplea con relativa frecuencia para la datación de meteoritos y sedimentos. A pesar de que se trata de una vida media muy corta geológicamente hablando, la cantidad de níquel-59 es suficientemente grande como para poder emplearlo para realizar estimaciones a mucho más largo plazo. Si no sabes de qué estoy hablando, aquí tienes un artículo sobre datación utilizando radioisótopos.

De manera que al final este metal transmutado por espíritus maliciosos ha resultado ser nuestro gran aliado en ciencia y tecnología, y no nos queda sino dar las gracias al Nickel por su regalo y continuar nuestro camino hacia el elemento de veintinueve protones, progenitor del níquel en la mente de los mineros alemanes medievales: el cobre.

Ciencia, Conoce tus elementos, Química

23 comentarios

De: Belen_Esteban
2012-03-15 13:22:01

Hace tiempo que espero artículos sobre la entropía ;)


De: Bliss
2012-03-15 13:33:16

Pedro, donde dices 'tanto el cobre como el cobalto son criaturas mágicas' ¿deberías decir níquel en vez de cobre?


De: Luis
2012-03-15 14:59:28

Te ha quedado "niquelao". Tenía que decirlo :-D


De: Josell
2012-03-15 19:30:02

Me encanta esta serie.

¿Alguien podría explicarme por qué hay tanto Hierro y Níquel en la tierra, si en el Universo hay elementos más comunes como el carbono? Existen planetas hechos de hidrocarburos, pero no veo que sean la norma en nuestro sistema solar.

Comprendo que no haya tanto hidrógeno y oxígeno a causa de su densidad, pero ¿Hay algún mecanismo en las nebulosas planetarias que separe los elementos? ¿Se trata de compuestos o es cuestión de densidades?


De: Juan Carlos
2012-03-15 19:30:58

Que se encuentre una roca caída del cielo ¡Que de mágico no tiene eso!

Que es "espírito"? :D

Saludos


De: Pedro
2012-03-15 19:57:44

Juan Carlos, Bliss, corregidas ambas, thank you :)


De: Ricardo Viesca
2012-03-16 05:02:16

Hola,
Me pareció muy interesante el artículo y, aunque estudié química hace 30 años, casi todo lo sentí relativamente nuevo. Muy agradable su forma de redactar. ¡Gracias!


De: Chapu
2012-03-16 20:00:39

Venga a meterse con los espíritus de las rocas, con lo majos que son...

Genial, como siempre.


De: Alberto
2012-03-19 23:39:02

genial esta serie, es mi favorita de todas las que estás escribiendo.
un detallín, olvidaste enlazar el artiíulo a la tabla periódica, un saludo!


De: Juan Carlos
2012-03-22 19:14:32

Como indica el comentario anterior, falta enlazar el artículo desde la tabla periódica y desde el anterior de la serie (cobalto)

Saludos


De: Pedro
2012-03-22 19:31:35

Hechos ambos, gracias :)


De: Jerbbil
2012-03-23 00:33:33

Doy fe de que es un alergeno poderoso.

Doy mucha fe.

Muchas gracias, un artículo fantástico.

Saludos.


De: Laertes
2012-03-23 20:42:42

Un comentario picajoso, el pie de foto del Tornado debería decir " las turbinas del RB199", ya que RB199 es el motor completo no sólo las turbinas, 3, que tiene este motor.

Y como fuera de tema (borra el comentario sin piedad si está demasiado fuera de tema) , ya que mencionas lo de rolero, supongo que te (os) gustará conocer los juegos "roguelike" (si no los conoces ya). Hay muchos para elegir, pero básicamente sus características son:


  • Son juegos a turnos


  • Permadeath, es decir, si mueres mueres de verdad no se pueden recuperar partidas grabadas lo que obliga a ir con mucha, muchísima cautela (lo priemero qu hay que hacer al encontrar un eenmigo nuevo es... huir), pero el nivel de afinidad que se logra con los personajes no lo consigue ningún juego "tradicional"


  • Los mapas se generan aleatoriamente por lo que cada partida es diferente


  • Los gráficos brillan por su ausencia en la mayoría de los casos, aunque hay muchos con gráficos sencillos (tiles)


  • Son muy, muy difíciles


  • En general llevan muchos años en desarrollo con nuevas versiones editadas continuamente y con foros muy activos en los que los autores reciben ideas de los jugadores que luego pueden implementar


  • La mayoría son software libre y se pueden bajar directametne de sus páginas


Algunos de los más famosos son (no incluyo los más famosos Angband, Nethack y ADOM porque nunca he conseguido engancharme a ellos):


  • Brogue: De los más sencillos de jugar (no de terminar no os engañéis) y con una apariencia muy cuidada a pesar de no tener gráficos como tales


  • Dungeon Crawl Stone Soup: Más complejo que el anterior con múltiples razas, clases y armas para elegir. Incluso cuenta con un sistema de religión en el que se pueden adorar dioses que nos dan diferentes poderes adiconales a costa de restricciones en nuestro comportamiento.


  • Tales of Maj'Eya: Igual que el anterior muy complejo pero con unos gŕaficos más cuidados e incluso con música y efectos de sonido


  • DoomRL: Aunque parezca increible es una versión "roguelike" del famoso Doom de hace unos cuantos añitos. Incluso cuenta con la misma música y efectos que el juego original. De lo más sencillo de jugar pero, una vez más, difícil de terminar.


Echadles un vistazo que son juegos excelentes de verdad (la mayoría tiene versiones para todos los SO imaginables). Eso sí, con la mente abierta, porque que no se pueda recuperar las partidas una vez muerto y que los gráficos sean inexistentes o muy sencillitos puede ser una barrera al principio.

Para abrir boca os dejo con unos videos de los juegos arriba mencionados:

Brogue

Dungeon Crawl Stone Soup

Tales of Maj'Eya

DoomRL

Perdón por la extensión.

¡Ah! se me olvidaba, al menos en Dungeon Crawl Stone Soup se puede escoger kobold como raza para nuestro personaje. Nickel, que yo sepa, todavía no ;-)


De: Pedro
2012-03-23 23:18:36

Laertes, mañana corrijo lo del motor, que ahora me voy a la cama, pero gracias :)

Respecto a los roguelikes, en mi caso predicas a un convertido desde hace muchos años. Tengo pendiente escribir una serie sobre ellos y su historia en El Cedazo, pero nunca tengo tiempo. Juego casi todos los días a DCSS, últimamente casi siempre a través del navegador, algo maravilloso. Pero desgraciadamente no tengo tiempo para hacerlo... ¡ay, si sólo hubiera alguien tan apasionado como yo que pudiera ponerse con ello!


De: Laertes
2012-03-24 11:49:46

Ya me imaginaba yo que seguramente no te iba a descubrir nada nuevo. A ver si te sorprendo. ¿Conoces el podcast Roguelike Radio? Es un podcast semanal que hacen varios programadores en el que hablan de todo lo que rodea este tipo de juegos.

Yo también juego habitualmente a DCSS pero en mi caso a través de SSH, no sé por qué me gusta más la sencillez del interface ASCII. Bueno, más que habitualmente de vez en cuando. Ahora mismo tengo una partida a medias que no he tocado desde hace varias semanas.

La serie sobre Roguelikes podría ser tan larga y fascinante como esta misma de los elementos, o la del sistema solar o tantas otras que has escrito. Yo podría escribir alguna cosilla basada en mi limitada experiencia, pero estoy en la misma situación que tú, el tiempo es demasiado escaso para todas las cosa que nos gustaría hacer.

Quizás en lugar de una serie con artículos largos se podría hacer una en la que contáramos esos pequeños detalles y anécdotas con los que nos sorprenden estos juegos en cada partida.

Por ejemplo, yo a lo máximo que he llegado es al último nivel de "The Lair of beasts" donde sucumbí finalmente al ataque combinado de una hidra de varias cabezas y un elefante. En realidad, como suele ser habitual, sucumbí debido a mi exceso de confianza y a que subestimé a los enemigos.


De: tracy
2012-04-01 07:42:51

hola quiesiera saber sobre las rocas que encontre en un rio seco encontre unas piedras que se ven como si estuvieran fundidas tienen como borbujitas pero no son hematitas por que son como de color gris con negro y por dentro con como gris azulado o algo asii y pues no se imantan pero pesan demasiado tengo una que pesa 5 kg y ya la lleve con un geologo y aun no saben que es y con los mineros pero ellos en ves de decirme me dicen donde la encontro pero muy insistentes en saber donde las encontree si alguien sabe algo sobre esta roca que encontre se lo agradesere mucho no se si sea meteorito o otro tipo de piedra desconosida gracias:)


De: Xnidus
2012-04-29 00:40:43

Mil enhorabuenas por el blog!. Lo conozco desde hace años y realmente me parece excepcional por su calidad, aunque haya dejado el mundo bloguero una laaarga temporada.

OFF TOPIC (¿o no?)

Lo siento, no puedo resistirme hablar de esto al mencionar los roguelikes y sobre todo... a los adorables kobolds. ¿Habéis probado el "Dwarf Fortress"?, marca un ante y un después. Y relacionándolo con la entrada incluye nickel, cobre, hierro y aleaciones varias y diversas ;)

También incluye kobolds como divertidos bandoleros que habitualmente terminan muriendo de las formas más cruentas imaginables.

No me enrollo más, un cordial saludo!


De: Pedro
2012-04-29 09:35:49

Xnidus, sí lo conozco (me encantan los roguelikes, así que era inevitable). Muy divertido y diferente... curioso cómo ver tu colonia descender hacia el caos y la destrucción puede resultar tan agradable (porque, al menos a mí, es lo que me pasa siempre).


De: Laertes
2012-04-29 21:01:57

Yo también lo conozco pero debo decir que no lo he probado nunca, tanta complejidad me infunde mucho respeto. Eso y evitar pasarme todo mi tiempo libre jugando ;-)


De: Rufo
2012-08-26 13:43:54

El post te ha quedao Nikelao


De: malaguetechi
2013-06-25 06:26:41

bueno, respondiéndole a tracy, le acercaste un imán y no se sintió atraído ?
por lo que describes parece una magnetita, el interior posee como pequeñas formas octaédricas o hexagonales ? y si tomas un pedazo de cerámica deja sobre la misma una raya negra ?

es una magnetita, a mi parecer. Al igual que la hematita es un óxido de hierro.


De: jo y se
2014-02-15 11:53

Hola,gracias por el post,estoy seguro que no se oxidará y seguirá brillando eternamente.

tengo una pregunta: hay alguna roca que posea niquel con hierro que se pueda moler y que no sea un meteorito durísimo? si una Hamatita molida,osea polvo de,contiene practicamente,sólo óxido de hierro,cómo llegaría o pudiese llegar a ese polvo niquel y de donde?

De: pandora crystal beads
2014-04-04 09:40

Best post, i like it.

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