NÍQUEL

Nombre: Níquel

Símbolo: Ni

Grupo: 10

Período: 4

Bloque: d

Categoría: Metales de transición

Número atómico: 28

Masa atómica: 58,693 u

Electrones por capa: 2, 8, 16, 2

Electronegatividad: 1,91

Densidad: 8,908 gr/cc

Punto de Fusión: 1455ºC

Punto de Ebullición: 2913ºC

Conductividad Térmica: 91 W (m·K) 

Conductividad Eléctrica: 1,4 × 10^7 S/m 

Orden Magnético: Ferromagnético

Estado Ordinario: Sólido

Estados de Oxidación: -2, -1, 1, 2, 3, 4

Dureza Mohs: 4

Dureza Vickers: 638 MPa

Dureza Brinell: 700 MPa

Isótopos más estables: Ni-58 (68,077%), Ni-60 (26,223%), Ni-61 (1,140%), Ni-62 (3,635%), Ni-64 (0,926%)

Descubridor: Axel Friedrik Cronstredt, sueco (1751)

El níquel es un metal de transición particularmente interesante, cuya singularidad radica en combinar propiedades propias del hierro y del cobre, sin ser idéntico a ninguno de ellos. Su origen cósmico se remonta a los procesos nucleosintéticos de las supernovas, donde se forma en abundancia y es expulsado a velocidades extremas, amalgamándose con hierro y dando lugar a mezclas metálicas que, con el paso del tiempo, pueden encontrarse en meteoritos ferrosos y en minerales terrestres que han experimentado múltiples transformaciones geológicas. En la corteza terrestre, el níquel se presenta con frecuencia junto al cobalto y el cobre, y de manera más notable en minerales que, además, albergan elementos del grupo del platino (Pt, Pd, Rh, Ir, Os, Ru), considerados metales preciosos. Aunque suele percibirse como menos común que el cobre, su abundancia en la corteza es mayor, y las estimaciones geofísicas sugieren que su concentración aumenta drásticamente hacia el manto y el núcleo terrestre. No obstante, su explotación económica depende de yacimientos específicos de alta concentración, relativamente escasos y geopolíticamente relevantes.

En la metalurgia moderna, el níquel se reconoce como el aleante por excelencia: un verdadero “hermano” del hierro que, no obstante, exhibe un equilibrio de propiedades intermedio entre éste y el cobre. Su elevada ductilidad y maleabilidad contrastan con la tenacidad del hierro, lo que, pese a conferirle ventajas en conformabilidad y resistencia a la corrosión, lo limita como material estructural puro en piezas sometidas a grandes solicitaciones mecánicas. Aun así, su capacidad para formar aleaciones con excelentes propiedades mecánicas, estabilidad térmica y resistencia química lo sitúa en la cima de los metales-base no preciosos más valiosos. Aleaciones como los aceros inoxidables austeníticos, las superaleaciones de base níquel (Inconel®, Hastelloy®, Monel®) y los aceros al níquel de baja aleación deben sus propiedades de resistencia, ductilidad y durabilidad principalmente a este elemento.

El descubrimiento formal del níquel tuvo lugar en 1751, cuando Axel Fredrik Cronstedt, discípulo del sueco Georg Brandt —descubridor del cobalto—, logró aislarlo a partir de minerales de cobre niquelíferos. Pese a su abundancia, el reconocimiento del níquel como elemento diferenciado se retrasó respecto al cobalto debido a la dificultad para purificarlo y a la confusión con otros metales. Esto explica que, aunque posiblemente civilizaciones como la china ya hubiesen manipulado níquel de alta pureza en forma de “cobre blanco”, no se identificara inequívocamente hasta el siglo XVIII.

Su apariencia recuerda a la del cobre, aunque es más claro, con brillo plateado y mayor dureza. Se lamina y estira con facilidad, lo que, junto a su resistencia a la oxidación, explica su empleo histórico en recubrimientos protectores y ornamentales. Desde el punto de vista biológico, el níquel es un caso atípico en la primera serie de metales de transición: situado entre el cromo (Z = 24) y el zinc (Z = 30), no desempeña funciones esenciales conocidas en organismos vivos, y aunque el metal en sí no es especialmente tóxico, ciertas sales y compuestos pueden causar reacciones alérgicas cutáneas en individuos susceptibles. Estudios aislados y a menudo malinterpretados en medios no especializados han exagerado este riesgo, llegando a presentar al níquel como un peligro severo cuando, en realidad, su impacto sanitario depende de la forma química y la exposición prolongada.

Desde el punto de vista nuclear, el níquel ocupa una posición privilegiada. Con número atómico Z = 28, es un elemento de “número mágico” —configuración particularmente estable de protones—, lo que contribuye a la gran energía de enlace por nucleón de su isótopo Ni⁶², el más estable conocido en la naturaleza. El níquel-58 y el níquel-60 son los isótopos más abundantes en la Tierra, formados en procesos de captura alfa en etapas tardías de la evolución estelar. En supernovas, el isótopo primordial Ni⁵⁶ se genera en grandes cantidades, pero es inestable y decae primero en Co⁵⁶ y luego en Fe⁵⁶, el núcleo estable más común en el Universo. Estos procesos explican por qué el níquel, junto al hierro y el cobalto, es relativamente abundante a escala cósmica.

El origen de su nombre tiene raíces folclóricas centroeuropeas. Los mineros germanos del siglo XVIII llamaban “kupfernickel” (“cobre del diablillo Nick”) a un mineral rojizo que parecía cobre, pero que no producía cobre metálico al fundirse, sino una sustancia inutilizable según su conocimiento de la época. Este “Nick” o “Viejo Nick” se representaba como un duende o espíritu burlón que engañaba a los mineros, privándolos de su “buen metal”. Con el tiempo, el nombre se acortó a “níquel” y se universalizó en el lenguaje científico. Curiosamente, el cobalto comparte una anécdota etimológica semejante, proveniente de “kobold”, otro espíritu subterráneo que sustituía el mineral de hierro por un metal desconocido para atormentar a los trabajadores de las minas.

Así, entre mitos mineros, descubrimientos ilustrados y procesos nucleares que suceden a miles de millones de grados en el interior de las estrellas, el níquel se ha convertido en un pilar silencioso de la metalurgia contemporánea, sosteniendo desde reactores químicos hasta turbinas aeronáuticas, y desde prótesis médicas hasta monedas circulantes.

El níquel, un metal blanco opaco con un sutil tinte dorado apenas perceptible, comparte similitudes visuales con el iridio, pero se distingue por su tacto suave y sedoso, típico de los metales blandos. Fácil de pulir, combina una dureza comparable a la del hierro puro (4 en la escala de Mohs) con una notable tenacidad, ductilidad y maleabilidad superiores a las de su “hermano” químico. Esta maleabilidad, aunque podría parecer una desventaja, es una fortaleza clave, ya que permite endurecer el níquel mediante aleaciones, a diferencia de los metales frágiles que difícilmente adquieren tenacidad. Su capacidad para deformarse con facilidad lo hace ideal para procesos de conformado, mientras que su excelente resistencia al impacto lo posiciona como un material robusto.

Aunque su punto de fusión es inferior al del hierro, el níquel supera a este y a los aceros comunes en resistencia a temperaturas extremas, tanto altas como bajas, y a cambios bruscos de temperatura. A diferencia del hierro y la mayoría de los aceros, que se fragilizan por debajo de 0 °C, el níquel mantiene su tenacidad incluso cerca del cero absoluto (-273 °K). Sus aleaciones, conocidas como superaleaciones, superan en rendimiento a los mejores grados de acero, especialmente en aplicaciones de alta exigencia como la aeronáutica y la construcción de submarinos. Esta versatilidad eleva su valor, con un precio superior al del aluminio y competitivo con el del cobre, disparándose en tiempos de guerra hasta triplicar o cuadruplicar este último debido a su importancia estratégica.

El níquel aparece frecuentemente asociado con los metales del grupo del platino (PGM), como el paladio y el platino, con los que comparte el grupo 10 de la tabla periódica. Aunque no se considera un PGM debido a su mayor reactividad, comparte ciertas similitudes químicas y físicas con estos metales, así como con el hierro y el cobre. A diferencia de los metales del grupo del platino, el níquel no forma carburos estables a ninguna temperatura y no se utiliza como catalizador, una función característica de los PGM. Su combinación de propiedades físicas, resistencia térmica y capacidad de formar aleaciones lo convierte en un material indispensable en industrias críticas, desde la metalurgia hasta la tecnología avanzada.

La extracción del níquel (Ni) es más sencilla que la del hierro y el cobalto, pero más compleja que la del cobre. Esta facilidad de extracción se relaciona con su posición en la tabla periódica, ya que a medida que los elementos se acercan al lado derecho, se vuelven menos reactivos y, por lo tanto, más fáciles de aislar y más resistentes a la corrosión.

A diferencia del hierro y el cobre, no existe un único mineral dominante para la obtención de níquel; en cambio, se extrae de una variedad de compuestos. El níquel nativo es extremadamente raro y suele encontrarse en meteoritos junto con el hierro. La alta resistencia a la corrosión del níquel lo acerca a la categoría de metales que podrían formar pepitas en la corteza terrestre, un fenómeno más común en metales químicamente más nobles como el cobre.

El principal mineral de níquel es la niquelina (NiAs), un arseniuro de níquel. Sin embargo, el níquel aparece más a menudo en minerales de composición compleja o en combinación con hierro y cobre. Con frecuencia, el níquel es un subproducto de la explotación de yacimientos de hierro y cobre. El níquel tiene una gran afinidad por el azufre, lo que explica por qué sus minerales son predominantemente sulfuros en lugar de óxidos. Los óxidos de níquel son termodinámicamente inestables, a diferencia de los de hierro y otros elementos anteriores a él en la tabla periódica, como la hematita (Fe2​O3​), la escolaita (Cr2​O3​) y el rutilo (TiO2​). Aunque en la clasificación de Goldschmidt el níquel es siderófilo, su fuerte asociación con el azufre también le da características de metal calcófilo.

El níquel se extrae de sus minerales mediante un proceso de tostación en hornos de reverbero. Es fácilmente reducible con coque y no necesita piedra caliza para evitar la formación de carburos, ya que no forma compuestos binarios con el carbono. El proceso Mond permite obtener níquel de alta pureza (99.99% o más) en forma de pequeñas esferas sólidas.

Las principales reservas de níquel a nivel mundial se encuentran en Australia, Brasil, Rusia, Nueva Caledonia y Cuba. No obstante, los mayores productores actuales son Filipinas, Rusia y Canadá. Como todos los metales, el níquel es un recurso no renovable, lo que lo convierte en un bien estratégico para las naciones que poseen grandes reservas.

El níquel destaca por su notable resistencia a la corrosión en una amplia variedad de condiciones, siendo su capacidad para soportar álcalis, incluso en estado fundido, su mayor fortaleza. Esta resistencia supera a la de otros metales base e incluso a algunos metales nobles y preciosos, lo que lo convierte en un material excepcional para entornos químicos extremos. En cuanto a los ácidos fuertes, el níquel muestra una tolerancia moderada al clorhídrico y al sulfúrico, aunque el ácido nítrico lo ataca rápidamente. Un rasgo distintivo es su interacción con el ácido fluorhídrico, ante el cual forma una capa pasivadora que previene la corrosión posterior, una característica compartida por pocos metales.En agua dulce, el níquel exhibe una resistencia óptima durante períodos prolongados, y aunque menos efectiva en agua de mar, su combinación con el cobre genera aleaciones extraordinariamente resistentes a medios salinos, ampliamente utilizadas en torres desalinizadoras. En este aspecto, el níquel se asemeja más al cobre que al hierro en términos de comportamiento químico. En su forma pura, el níquel desarrolla una capa de óxido pasivadora que protege su superficie, aunque su característico brillo metálico con un ligero tinte dorado se opaca con el tiempo. Esta tonalidad única es reconocible incluso en aleaciones como el acero inoxidable, donde el níquel aporta un matiz distintivo, menos brillante que el de los aceros al cromo o cromo-molibdeno.

El níquel no es inflamable en condiciones normales, pero puede arder en forma de polvo fino o hilos delgados en presencia de oxígeno puro, a diferencia de lo que ocurre con el oxígeno ambiental, como erróneamente se ha afirmado en otras fuentes. Cuando se corroe, forma una pátina verde similar a la del cobre, visible en pequeñas manchas. Su resistencia al sudor, sales, ácidos orgánicos y otros agentes corrosivos es suficiente para usarlo en estado puro, aunque las aleaciones con cobre son preferidas por sus superiores propiedades mecánicas, menor costo, naturaleza no magnética y mayor resistencia a la corrosión. Sin embargo, el níquel es vulnerable en medios altamente oxidantes, como los halógenos puros (excepto el flúor) y el ácido nítrico concentrado, que lo atacan vigorosamente incluso en su forma masiva.

El níquel (Ni) es un metal versátil y de gran importancia en la metalurgia debido a sus propiedades únicas. Sus aplicaciones se centran en la producción de aleaciones, donde su capacidad para mejorar la resistencia a la corrosión, la dureza, la tenacidad y la resistencia a altas temperaturas lo hace indispensable. La mayoría del níquel producido a nivel mundial se destina a la fabricación de acero inoxidable, una de las aleaciones más utilizadas en la industria moderna. El níquel actúa como un elemento de aleación clave que estabiliza la estructura cristalina austenítica del acero, lo que no solo mejora su resistencia a la corrosión, sino que también le otorga ductilidad y la capacidad de ser trabajado en frío. Los aceros inoxidables austeníticos, como el popular tipo 304, que contiene aproximadamente un 8% de níquel, son la base de innumerables productos, desde utensilios de cocina y equipos médicos hasta componentes arquitectónicos y tanques de almacenamiento para la industria química. Su resistencia al óxido y a las manchas los convierte en la elección ideal para entornos donde la higiene y la durabilidad son cruciales.

El níquel es también un componente fundamental en la producción de superaleaciones, que son aleaciones diseñadas para operar en condiciones extremas de alta temperatura y tensión mecánica. Estas aleaciones se utilizan principalmente en la industria aeroespacial y en la generación de energía. Los metales puros, al ser calentados, tienden a ablandarse y perder su resistencia. Sin embargo, las superaleaciones a base de níquel, como la serie Inconel® y la Waspaloy®, mantienen su integridad estructural incluso a temperaturas que superan los 1000 °C. Esto las hace esenciales para la fabricación de componentes críticos en motores de reacción, turbinas de gas y reactores nucleares, donde la seguridad y el rendimiento dependen de la capacidad de los materiales para soportar entornos hostiles. La presencia de níquel en estas aleaciones contribuye a la formación de una estructura de matriz endurecida que resiste la deformación por fluencia y la fatiga térmica, asegurando un funcionamiento fiable y prolongado.

Además de los aceros inoxidables y las superaleaciones, el níquel se utiliza en una amplia variedad de otras aleaciones. Es un componente principal en las aleaciones de cobre-níquel, como el cuproníquel, que se emplean en la acuñación de monedas (por ejemplo, en las monedas de 1 y 2 euros), en la industria naval para fabricar tuberías y accesorios que resisten la corrosión del agua de mar, y en la fabricación de instrumentos musicales. La aleación de níquel y cobre también tiene una excelente resistencia al choque térmico y a la fatiga, lo que la hace útil en intercambiadores de calor y condensadores. Por otro lado, la aleación de níquel-cromo es conocida por su alta resistencia eléctrica y su capacidad para soportar altas temperaturas, lo que la hace el material preferido para elementos calefactores en tostadoras, hornos y calentadores eléctricos. Esta aleación puede llevar una pequeña adición de hierro (Fe), pero el porcentaje de níquel sigue siendo dominante. El níquel también se utiliza en la galvanoplastia, un proceso de recubrimiento electrolítico que deposita una capa fina de metal sobre otro objeto. El niquelado se aplica para proteger la superficie de un material subyacente de la corrosión y el desgaste, además de proporcionar un acabado estético brillante. Este proceso es común en la industria automotriz y en la fabricación de artículos de ferretería. El recubrimiento de níquel ofrece una protección superior al de otros metales menos nobles y puede ser pulido a un alto brillo, lo que lo hace muy valorado tanto por su funcionalidad como por su apariencia. En resumen, el níquel es un pilar de la metalurgia moderna, cuya versatilidad y propiedades únicas lo hacen fundamental para el desarrollo de materiales avanzados que impulsan sectores clave de la industria global.

El níquel, a menudo envuelto en prejuicios y percepciones erróneas, es un metal de transición cuya reputación ha oscilado entre el reconocimiento industrial y el rechazo popular. Es cierto que puede provocar alergias en algunas personas, de forma similar a lo que ocurre con metales preciosos como la plata o el oro, aunque con menor frecuencia en estos últimos. También es cierto que, en dosis excesivas y bajo formas químicas específicas, puede resultar cancerígeno; sin embargo, este riesgo se circunscribe a la ingestión o exposición directa a compuestos peligrosos del níquel, no al contacto cotidiano con el metal puro. En estado metálico no se clasifica como tóxico, y mucho menos como venenoso. Ejemplos de toxicidad real, como el tetracarbonilo de níquel, responden a las propiedades del compuesto en sí y no del elemento metálico. Paradójicamente, el níquel es uno de los elementos más resistentes a la radiación, tanto por fusión como por fisión, lo que lo hace valioso en entornos de alta exposición radiactiva.

Uno de los factores que más ha contribuido a su mala fama es la bisutería de bajo coste fabricada con aleaciones deficientes, en especial aquellas utilizadas en pendientes y otras piezas que permanecen en contacto prolongado con la piel. En estas piezas, el contenido de níquel puede liberarse con facilidad debido a la ausencia de capas pasivadoras eficaces, como las formadas por el cromo o el cromo-molibdeno. Así, la alergia se desencadena con mayor probabilidad. No obstante, esta circunstancia no se presenta en aleaciones de alta calidad, como el acero inoxidable austenítico AISI 316 o el 316L, el carburo de wolframio o los modernos “anillos de cobalto”, en los que la elevada proporción de cromo bloquea la liberación del níquel. En cambio, las aleaciones cobre-zinc-níquel, también conocidas como alpaca o “plata alemana”, carecen de esa protección pasiva y sí pueden liberar el metal, causando irritación en personas sensibles.

Incluso en joyería de oro blanco se ha generado controversia. Las aleaciones de oro blanco de mejor calidad han contenido históricamente níquel por sus propiedades mecánicas y su capacidad para aclarar el tono del oro, pero han sido reemplazadas en muchos casos por el paladio, un metal noble más costoso que, irónicamente, forma parte de la misma familia química del níquel. El cambio, en parte justificado por la alergia en individuos sensibles, también ha sido impulsado por estrategias comerciales.

En el ámbito industrial, la preocupación por el níquel no se centra únicamente en la salud, sino también en la economía. Aunque es uno de los metales base más comunes —incluso más abundante que el cobre—, su precio es elevado debido a su alta demanda y a su carácter estratégico. No alcanza el nivel crítico de recursos militares como el wolframio o el tántalo, pero sigue siendo fundamental para industrias metalúrgicas, químicas y energéticas. Países emergentes y potencias consolidadas, como China, Arabia Saudí o Malasia, lo adquieren en grandes cantidades para sostener su producción de aceros especiales, aleaciones resistentes y componentes de alta tecnología.

El níquel es insustituible en muchos aspectos, pero se han explorado alternativas. El manganeso es su sustituto más directo en aceros austeníticos, dado que también promueve la fase gamma (austenita) del hierro. Sin embargo, su capacidad gammágena es inferior, por lo que requiere proporciones mucho mayores para lograr el mismo efecto, lo que incrementa el coste y complica el procesamiento. Además, la combinación de manganeso con altos contenidos de cromo y molibdeno encarece la aleación final. En Japón, se han desarrollado aceros nitrogenados totalmente libres de níquel, capaces de mantener la estructura austenítica, aunque su fabricación es compleja y costosa debido a la dificultad de disolver nitrógeno en la matriz metálica. En Colombia, gracias a la disponibilidad local de manganeso, se logró producir el acero alternativo denominado Fermanganal, compuesto principalmente de hierro, manganeso y aluminio, que constituye un ejemplo notable de sustitución tecnológica.

En términos sanitarios, el riesgo de alergia al níquel se debe a la formación de sulfatos y carbonatos superficiales en condiciones específicas, más que al metal puro. En aceros inoxidables de calidad, la capa pasiva de trióxido de cromo actúa como barrera efectiva, evitando el contacto del níquel con la piel. De hecho, una persona alérgica al níquel puede llevar un anillo de acero 316L sin problemas, siempre que este no esté dañado ni corroído. Sin embargo, cuando se trata de implantes internos, se prefiere emplear aleaciones cobalto-cromo o titanio, que ofrecen una biocompatibilidad superior. La clave reside en la integridad y estabilidad de la capa pasivadora: si esta se mantiene intacta, el níquel permanece inerte frente al organismo humano.

En resumen, el níquel no es el villano que muchas creencias populares dibujan. Su peligrosidad depende del contexto, la forma química y la calidad de la aleación en la que se encuentre. Mientras en joyería y usos personales debe vigilarse la posibilidad de alergia en individuos predispuestos, en aplicaciones industriales y metalúrgicas sigue siendo un recurso insustituible por su capacidad única para estabilizar la austenita, resistir la corrosión y soportar condiciones extremas, tanto térmicas como radiactivas.