Existe una disputa sobre quién, cuándo y cómo fue descubierto el Zinc. Al ser un metal relativamente fácil de obtener de su mineral principal, la Esfalerita (ZnS), un Sulfuro fácilmente reducible con coque, es posible que el uso del metal sea más antiguo de lo que registra la crónica. Aunque no es muy abundante, se tiene el concepto de que sí lo es, ésto se debe a que como el Hierro y el Cobre y a diferencia del Titanio o el Aluminio se encuentra concentrado, es decir, algunos metales son muy abundantes, como el Titanio, pero se encuentran “difuminados” en minerales muy complejos y difíciles de reducir, mientras que otros, como el propio Zinc (o el Plomo, Estaño, Cobre por poner algunos ejemplos) se presentan en minerales normalmente binarios (sulfuros) que son reducidos con coque. Ésto, sumado al hecho de que tiene un punto bajo de fusión, es fácil de manipular y moderadamente resistente al Oxígeno y vapor de agua, nos lleva a pensar que en efecto se trata de un metal más “antiguo” (en el sentido de la fecha más remota de su uso).
El principal problema al respecto de ésto es que, por alguna razón, el Zinc era poco conocido en Europa, incluso en el cénit de la Edad Media. Ésto es de particular importancia a la hora de tener en cuenta si era conocido o no, ya que la Alquimia, como disciplina en sí misma tiene un origen árabe, no Europeo, como se suele pensar. Dicha confusión arraiga debido al hecho de que la mayoría de estudios y trabajos que han llegado hasta nuestras manos son en su gran mayoría tratados en latín o lenguas germánicas que adoptaron éste conocimiento y lo llevaron hasta el siguiente nivel, a tal punto así fuese que como ya sabrás a éstas alturas, la química moderna deriva directamente de la Alquimia, más allá de que el objetivo principal de ésta fuera la transmutación de los elementos menos nobles en Oro y Plata, así como la síntetis (u obtención) de la Piedra Filosofal, siendo ambas cosas más destacables en los alquimistas Europeos que en los árabes.
El Zinc, a diferencia de los llamados “siete metales” (Hierro, Cobre, Plata, Oro, Estaño, Plomo y Mercurio) conocidos desde tiempos antiguos, al menos en la esfera occidental, no es referenciado en la mayoría de tratados alquímicos de mayor relevancia. El Antomonio, por ejemplo, tiene aún menos relevencia que el Zinc, y sin embargo poseía su propio símbolo alquímico. El caso del Zinc es relativamente tardío, y su descubrimiento se acredita al alemán Andreas Margraaf, quien supuestamente lo identificaría como un elemento único en sí mismo en 1746.
Por otra parte, no son pocos los que defienden que fue en la India, alrededor del año 1200 (en plena Edad Media) que no solamente es mencionado varias veces, si no que se describen sus propiedades con mucha fidelidad.
Personalmente, me resulta difícil creer que el Zinc fuera “descubierto” tan tarde, sobretodo teniendo en cuenta que como ya he dicho antes es un metal fácil de obtener: no hacen falta muchos recursos para ello.
La explicación más lógica por la cual no aparece como elemento único reconocido es que, debido a sus características, lo más probable es que se confundiera a menudo con el Plomo, el Antimonio y el Estaño (sobretodo con éste último). El propio nombre del elemento, “Zinc” es de origen alemán, y hace referencia a los cristales puntiagudos del mineral del grupo de los sorosilicatos que se conoce como Calamina y de composición mucho más compleja que la Esfalerita (“ZnS” vs “Zn4Si2O7(OH)2·H2O”). La Calamina es muy famosa, a tal punto que, me consta, a veces el metal se vende como “Calamina” o “metal de Calamina” incluso a día de hoy, cuando en realidad el Zinc metálico y la Calamina no tienen nada que ver, siendo que uno es un elemento en sí mismo y lo otro un mineral del metal, con características completamente distintas.
Otro motivo que posiblemente explique el porqué de tan tardía aparición (o reconocimiento) del metal es que su uso principal no es otro que el de aleante principal del Cobre, justo en la medida en la que lo es el Estaño. Se cree que el Bronce es mucho más antiguo que el Latón, pero igualmente éste último no es tan moderno como podría llegarnos a parecer en un contexto Occidental, tanto para los Europeos como para las naciones fundadas por éstos, como es el caso de las Américas.
En cualquier caso el Zinc es Zinc, no Calamina, ni Estaño ni Antimonio, si no un elemento por derecho propio.
El Zinc es un metal blando, y sin embargo poco maleable y no-dúctil. Resulta complicado obtener planchas del metal mediante martilleado, pues es frágil y se fractura con facilidad. La obtención de alambres de Zinc puro es virtualmente imposible, si bien como he dicho antes ésto contrasta con el hecho de que desde el punto de vista de la dureza (en el sentido de su resistencia a la abrasión) es muy baja, 2,5 Mohs (hasta el Cobre es más duro en éste apartado). El Zinc, por ende, tiene muy pocas aplicaciones estructurales, ya que es “débil” en todos los sentidos. No obstante, sí que se usa en algunas aplicaciones donde la rigidez o la resistencia al impacto no sean una prioridad, tal es el caso de las aplicaciones que entran en la categoría de “baja responsabilidad”, llamadas así porque no involucran grandes esfuerzos, como sería en el caso del Acero típico.
Se obtiene principalmente del Sulfuro, Esfalerita (ZnS) y en menor medida de otros minerales, como la Calamina, muy popular en Europa (particularmente en España, donde es conocida desde hace siglos). Es un Chalcógeno típico: aunque se oxida espontáneamente, su elemento de preferencia es el Azufre (así lo demuestra la composoción química de la mayoría de sus minerales). En ésto se asemeja a la Plata, el Plomo, Cobre... es frecuente encontrarlos juntos, en las gangas de las explotaciones mineras de éstos metales. El Zinc no es caro, y se usa de forma masiva en la industria en muchas aplicaciones.
Es de los pocos metales que tienen un “tinte” de tonalidad “azul” lo suficientemente acusado como para distinguirse del resto, al fin y al cabo no deja de ser gris-plateado: cuando muy puro y sin corroer presenta éste característico tono que lo asemeja más al Plomo recién fundido y en menor medida, al Osmio. Las similitudes con éstos dos metales mueren ahí, dado que el Zinc comparte más propiedades químicas con elementos alcalino-térreos como el Magnesio, y los metales del bloque-p (post-transición) como el Aluminio, con el que se alea produciendo aleaciones con magníficas propiedades mecánicas.
La naturaleza del Zinc es única entre los metales del Período 4 de la Tabla Periódica, ya que se parece mucho más a los metales del bloque-p, al Magnesio y al Aluminio que a los metales de transición típicos: a diferencia de éstos, tiene un bajo punto de fusión, es quebradizo, poco dúctil y maleable, se alea con dificultad con los metales de transición (con el Hierro es imposible, no digamos ya el Titanio, entre otros) siendo el Cobre el que mayor afinidad presente por el, junto a la Plata, el Oro y los metales del bloque-p con los que sí se alea con extrema facilidad.
Al Magnesio se parece desde el punto de vista químico: los electrones de valencia son 2, y el comportamiento en éste ámbito, muy parecido. También comparten estados de oxidación.
Hasta hace muy poco tiempo, tanto el Zinc como el resto de metales del grupo 12 de la Tabla Periódica “pertenecían” a los metales de transición, sin embargo, recientemente han sido incluidos como metales de post-transición (por los motivos que antes he expuesto). En lo que a mí respecta, presenta propiedades intermediarias entre ambos grupos, ya que si bien físicamente se asemeja más a un metal del bloque-p o incluso un metaloide (y químicamente, al Magnesio), no deja de ser un miembro del bloque-d, que es el que contiene a los metales de transición.
El Zinc, siguiendo con su tendencia a mostrarse único en su clase, presenta una electronegatividad menor a la del Cobre, así como una tendencia más alta a corroerse que cualquier metal del Período 4, incluyendo al Hierro. Ésto es de vital importancia para entender cómo es posible que sea tan efectivo para proteger piezas fabricadas con éste metal, mayormente Aceros y en menor medida Fundiciones, de uso estrictamente ornamental o bien con poca responsabilidad mecánica.
El Zinc no se oxida en la forma en la que lo hace el Hierro: forma una capa pasiva que es bastante resistente y de hecho se usa ampliamente en la industria siderúrgica para el capado del Acero no-Inoxidable ya que no solamente actúa como barrera, si no que al tener un índice de potencial de electrodo más negativo que el Hierro (consistuyente principal del Acero) cede primero ante una pila galvánica. ¿Qué significa ésto?
Si sumergimos Zinc metálico y Hierro/Acero no-Inoxidable en una solución acuosa (dulce o salina, sólo cambiará la velocidad de la reacción) veremos cómo el Zinc se corroe antes. Ésto significa que químicamente es menos noble que el Hierro, algo que puede llevar a confusiones, dado que el Zinc en bruto “se mantiene” con su capa pasivadora, mientras que el Hierro/Acero se corroe con rapidez, formando la herrumbre característica de color variado entre el rojo, rojo-oscuro carmín o negro, dependiendo de factores como la presencia o no de vapor de agua (fuente de Hidrógeno), y el estado de oxidación.
El Zinc, por ende, se considera poco resistente a la corrosión, y efectivamente así es; sólo es estable al aire y al agua dulce, pero cede vigorosamente ante medios agresivos, tanto oxidantes como reductores.
No obstante, la resistencia a la oxidación y sulfatación por medios convencionales, tal es el caso del Acero y las aleaciones con base de Cobre es bastante buena, por lo que se usa para forrar al Acero, en lo que se denomina “capado del Acero”. “Capado” hace referencia al hecho de depositar una capa del metal sobre el “Acero desnudo”, nada que ver con remover los testículos a un animal.
El capado del Acero es el tercer método más efectivo de proteger al Acero no-Inoxidable luego del Cromado y del Niquelado. La palabra más correcta sería “Zincado” o “Cincado”, pero que suene mucho mejor “capado” es innegociable, ergo se prefiere. Así mismo, la Real Academia Española prefiere “Cinc” sobre “Zinc”, pero acepta ambos por buenos. El reemplazo de la zeta obedece a un intento de castellanizar el nombre (pasa hasta con los nombres personales, como es el caso de los reyes, ejemplo: “William” sería “Guillermo”. Ésto se hace para facilitar la pronunciación de los nombres, y no sólo lo hace la RAE si no también otras Academias linguísticas europeas, a tal punto que los elementos se llaman de varias maneras según el país), pero como acabo de decir antes, ambos términos son aceptados. Algo similar pasó antiguamente con el Wolframio, al que se hace referencia en ocasiones como Volframio o Tungsteno (ésta última especialmente en Iberoamérica en concordancia con la literatura que mayormente procede de Norteamérica). También está el caso del Tantalio, que se puede llamar alternativamente “Tántalo” o el del Niobio, que antiguamente se denominaba “Columbio” en honor a Colón. Más allá de las diferencias etimológicas, el elemento sigue siendo el mismo.
El Zinc en estado puro no tiene aplicaciones estructurales importantes (al menos, no en estado puro). Se usa para el capado del Acero, especialmente (aunque no únicamente) en los techos de Acero corrugado, tan populares antiguamente y en algunos países menos desarrollados incluso a día de hoy. Son eficaces, baratos y tienen una larga longevidad. El famoso “techo de Zinc” es en realidad Acero capado con Zinc, no Zinc metálico.
Otro uso del metal en estado puro es el de la fabricación de pilas galvánicas. Se usa indistintamente en la industria química y eléctrica con éstos propósitos.
En estado de gran pureza tiene una aleación principal, llamada “Zamak” que veremos más adelante. Junto al Estaño, el Indio, el Plomo, Bismuto (básicamente los miembros más populares del grupo de metales del bloque-p) forma parte de los llamados “metales blancos” o “pot metals” relacionados con el Estaño y sus usos principales (como por ejemplo, en el reemplazo de la Plata). El Zinc tiene una gran ventaja sobre los metales más fuertes de transición en el sentido de que es fácil de fundir y por ende, se obtienen piezas como vasos, cubiertos, platos, juguetes, botones, et cétera de Zinc y otros metales similares que comparten con éste un bajo punto de fusión y por ende son fáciles de reciclar, convirtiéndolos en material de preferencia para prácticamente cualquier objeto metálico pequeño que como he dicho repetidamente, no tiene porqué ser “fuerte” necesariamente, en tanto sí presenta la virtud de ser moderadamente resistente a la corrosión (lo suficiente para aguantar en aire seco y húmedo o incluso agua dulce y hasta salada). Un ejemplo práctico es el de los “zippers” de los vaqueros, mochilas, et cétera. Apuesto a que alguna vez, si has tenido problemas con alguno que se haya bloqueado (trabado) y tiras de él con la fuerza suficiente (posiblemente enajenado por la situación) te verás en pocos minutos con parte del zipper en la mano: has arrancado la perilla sin darte cuenta. Ésto se debe a que, precisamente el Zinc, incluso aleado (tal es el caso en éstos productos) es como te he dicho, extremadamente débil y por ende no encuentra usos importantes en estado macizo, incluso aleado. Lo que es ventaja en algunas cosas (producir miles de piezas de zippers en la industria textil para cierres, botones, et cétera) es ventajoso en algunas cosas y pierde en otras. Lo que intento es que veas porqué no se usa de forma maciza. Llamo “maciza” a cualquier pieza que tenga un uso con el mínimo de resistencia necesario para soportar estrés mecánico. Supongo que no hace falta decir que las aleaciones de Zinc, así como el metal puro, son extremadamente sensibles al calor (se debilitan rápidamente), más incluso que el Peltre (la aleación de “metal blanco” barato por excelencia basada en Estaño) que por supuesto tiene mucho más valor que cualquier “Zamak”, ruego no pienses que le estoy haciendo un desmerecimiento.
En metalurgia, el Zinc es mucho más importante como metal de acompañamiento que como metal base propiamente dicho. Es el componente principal del Latón, la alternativa al Bronce más importante a nivel industrial (siempre lo digo y lo seguiré diciendo: en Estados Unidos es más usada que el Bronce) y también de las aleaciones de Aluminio. Ningún elemento, metálico o no, endurece al Aluminio en la forma en la que lo hace el Zinc. Las aleaciones más tenaces con base de Aluminio son precisamente aquellos grados en los que el contenido de Zinc prevalece sobre el resto, aunque todas éstas contienen porcentajes notables de Cobre, Hierro, Magnesio, et cétera, dependiendo del uso para el que estén pensadas.
La compatibilidad del Zinc no es amplia: se mezcla bien con el Cobre, el Aluminio (en pequeños porcentajes), la Plata, el Oro y los metales del bloque P, pero no con los típicos de transición como aquellos que encontrarías en los Aceros o el Hierro mismo siquiera, con el que no es compatible (no forman aleaciones).
El principal usuario del Zinc como aleante es el Cobre, con mucha diferencia. Produce el Latón, aleación que hemos estudiado anteriormente, y que es toda mezcla entre éstos dos metales donde el % de Zinc se encuentra entre un 10 y hasta un 45% (aunque ambos son extremos, el rango “estándar” oscila entre 25-40%).
el Zinc mejora mecánicamente al Cobre puro, aumentando su tenacidad y dureza, a la par que mantiene una ductilidad y maleabilidad muy superior a cualquier tipo de Acero, signo típico de las aleaciones con base de Cobre. Así mismo, el Zinc dota a la aleación de un color dorado característico que se ha usado históricamente con motivos estrictamente ornamentales como reemplazo del Oro.
Como siempre, una saturación de Zinc en la mezcla (cerca del 60% o más) no debería considerarse Latón propiamente dicho, si no una aleación intermedia entre el mismo y otra. Semejante cantidad de Zinc pasa de endurecer al Cobre a volverlo quebradizo, por lo que no se suele tocar éste extremo.
El segundo usuario principal del Zinc es el Aluminio. Se usa en virtualmente todas las aleaciones de éste metal, incluso en pequeñas dosis. El efecto del Zinc en el Aluminio es como el de ningún otro metal: incrementa la tenacidad a tal punto que -algunas- aleaciones de Aluminio han llegado a reemplazar al Acero en usos estructurales. He de aclarar, no obstante, que decir que el Aluminio o sus combinaciones son mecánicamente superiores al Acero no solamente es una afirmación muy abstracta, si no falaz (falsa). Es como siempre, la gente hace un par de investigaciones y sacan a la prensa titulares del tipo: “descubren una aleación de Aluminio más fuerte que el Acero”. ¿Qué aleación de Aluminio? ¿Qué grado de Acero? No saben ni la diferencia entre el Acero y el Hierro, ¿cómo podrían saber de qué están hablando?
Curiosamente, el Hierro suele acompañar en pequeños porcentajes al Zinc y al Cobre en muchas aleaciones con base de Aluminio o de Aluminio-Magnesio.