Información sobre usos, recursos, oferta, demanda y producción de níquel
Publicado de una hoja informativa del USGS de marzo de 2012
El níquel en los motores a reacción: Las aleaciones de níquel se utilizan en los álabes de las turbinas y otras partes de los motores a reacción, donde la temperatura puede alcanzar los 2.700 grados Fahrenheit y las presiones pueden llegar a las 40 atmósferas. Ilustración de NASA.gov.
¿Qué es el níquel?
El níquel es un metal de color blanco plateado que se utiliza principalmente para hacer que el acero inoxidable y otras aleaciones sean más fuertes y resistan mejor las temperaturas extremas y los entornos corrosivos. El níquel fue identificado por primera vez como elemento único en 1751 por el barón Axel Fredrik Cronstedt, mineralogista y químico sueco. Originalmente llamó al elemento kupfernickel porque se encontraba en rocas que parecían minerales de cobre (kupfer) y porque los mineros pensaban que los “malos espíritus” (níquel) de la roca les dificultaban la extracción de cobre de la misma.
El níquel es un oligoelemento esencial para algunos animales. Algunas personas son sensibles al níquel y pueden desarrollar una dermatitis de contacto si su piel entra en estrecho contacto con él. Aunque muchas aleaciones de níquel, incluido el acero inoxidable, no causan problemas de salud, deben tomarse precauciones especiales para garantizar la seguridad de quienes trabajan con otros compuestos de níquel e incluso con níquel metálico, ya que se sabe que causan cáncer.
¿Cómo utilizamos el níquel?
Aproximadamente el 80% del níquel primario (no reciclado) consumido en Estados Unidos en 2011 se utilizó en aleaciones, como el acero inoxidable y las superaleaciones. Dado que el níquel aumenta la resistencia de una aleación a la corrosión y su capacidad para soportar temperaturas extremas, los equipos y las piezas fabricadas con aleaciones que contienen níquel se utilizan a menudo en entornos difíciles, como los de las plantas químicas, las refinerías de petróleo, los motores a reacción, las instalaciones de generación de energía y las instalaciones en alta mar. Los equipos médicos, los utensilios de cocina y los cubiertos suelen ser de acero inoxidable porque es fácil de limpiar y esterilizar.
Todas las monedas que circulan en EE.UU., excepto el penique, están hechas de aleaciones que contienen níquel. Las aleaciones de níquel se utilizan cada vez más en la fabricación de baterías recargables para ordenadores portátiles, herramientas eléctricas y vehículos híbridos y eléctricos. El níquel también se aplica a artículos como los sanitarios para reducir la corrosión y proporcionar un acabado atractivo.
Meteorito: La mayor parte del níquel de la Tierra se originó a partir de impactos de meteoritos durante la formación temprana de nuestro planeta. Este meteorito de hierro Sikhote-Alin tiene una composición de aproximadamente 93% de hierro, 6% de níquel y 1% de oligoelementos. Foto: Aerolite Meteorites / Geoffrey Notkin.
Mineral de níquel: Una muestra de mineral de níquel del Complejo Ígneo de Sudbury. Se trata de un espécimen de pentlandita en pirrotita de aproximadamente cuatro pulgadas de diámetro. Imagen del USGS.
Mineral de níquel del complejo ígneo de Sudbury. El mineral de níquel masivo consiste en los minerales pentlandita y pirrotita, que rodean fragmentos de rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas que fueron arrancadas de las paredes del cráter por el impacto de un cuerpo extraterrestre. Imagen del USGS.
¿De dónde procede el níquel?
El níquel es el quinto elemento más abundante en la Tierra, pero la mayor parte de ese níquel se encuentra en el núcleo, a más de 1.800 millas por debajo de la superficie. En la corteza terrestre, dos grandes tipos de yacimientos suministran la mayor parte del níquel que se utiliza hoy en día: los yacimientos magmáticos de sulfuros (como los de pentlandita y pirrotita que se encuentran en Norilsk, Rusia; Sudbury, Ontario, Canadá; y Kambalda, Australia) y los yacimientos de laterita (incluidos los que se encuentran en Cuba, Nueva Caledonia e Indonesia). Además, los nódulos y costras de manganeso del fondo marino pueden contener tanto níquel como los depósitos conocidos en tierra firme, pero actualmente no se explotan.
Los depósitos magmáticos de sulfuro contienen alrededor del 40% de los recursos mundiales de níquel y actualmente son la fuente de más de la mitad del suministro mundial de níquel. Los depósitos de níquel pueden desarrollarse si el magma que contiene bajas cantidades de sílice y altas cantidades de magnesio se satura de azufre, generalmente a través de la reacción con las rocas de la corteza terrestre. Un líquido rico en azufre puede separarse del magma; los iones de níquel, y algunos otros elementos, pueden pasar a él. Como el líquido rico en azufre es más denso que el magma, el líquido se hunde y se acumula en la base de las cámaras magmáticas, intrusiones o flujos de lava, donde pueden cristalizar los minerales de sulfuro que contienen níquel. Los minerales de sulfuro suelen contener también cobalto, cobre o metales del grupo del platino.
El complejo ígneo de Sudbury es la principal fuente de níquel de Canadá y el segundo mayor depósito de sulfuro de níquel del mundo. El complejo es único porque se formó cuando un cuerpo extraterrestre, probablemente un asteroide o cometa, chocó con la Tierra hace unos 1.850 millones de años. Partes de la corteza terrestre cercanas al impacto se fundieron y formaron una gran capa de magma en el cráter resultante; en la base de la capa de magma se acumuló líquido de sulfuro que contiene níquel y en ella cristalizaron minerales de sulfuro que contienen níquel y cobre.
Los depósitos de laterita albergan aproximadamente el 60% de los recursos de níquel del mundo. Los yacimientos de laterita se forman en ambientes cálidos y húmedos, tropicales o subtropicales, cuando las rocas ígneas con bajas cantidades de sílice y altas cantidades de magnesio se descomponen por la meteorización química. La meteorización elimina algunos de los componentes originales de la roca, creando depósitos residuales en los que pueden concentrarse elementos como el níquel.
El núcleo de níquel de la Tierra: La abundancia media de níquel en la corteza terrestre es de sólo unas 100 partes por millón. Sin embargo, se cree que el núcleo interno de la Tierra es una aleación de hierro y níquel y que el núcleo externo es un fundido compuesto principalmente por hierro y níquel. Imagen del USGS.
Níquel: Oferta y demanda mundial
En 2011 no había minas de níquel activas en Estados Unidos, aunque se recuperaron pequeñas cantidades de níquel como subproducto del procesamiento de minerales de cobre y paladio-platino. Varios yacimientos en Minnesota y Michigan tienen potencial de desarrollo.
El níquel reciclado es una fuente de suministro extremadamente importante. En 2011, el níquel reciclado representó aproximadamente el 43% del consumo de níquel de Estados Unidos.
Rusia fue el principal productor de níquel en 2011, seguido de Indonesia, Filipinas y Canadá. De 2007 a 2010, Canadá suministró aproximadamente el 38% de las importaciones de níquel de Estados Unidos, seguido, por orden de cantidad importada, de Rusia (17%), Australia, Noruega y otros países. El grueso de las reservas mundiales de níquel conocidas se concentra en Australia, Brasil, Canadá, Cuba, Nueva Caledonia y Rusia.
Garantizar el suministro de níquel en el futuro
Los Estados Unidos dependen de las importaciones y el reciclaje para su suministro de níquel, y es poco probable que esta situación cambie de forma significativa durante al menos los próximos 25 años. Sin embargo, el riesgo de que se produzca una interrupción del suministro es bajo, ya que existen suficientes reservas mundiales, repartidas en más de 10 países, para satisfacer la demanda prevista de níquel durante muchos años. El Gobierno de Estados Unidos ya no tiene níquel en la Reserva de Defensa Nacional. Es probable que la producción de los depósitos de laterita aumente a medida que se agoten los recursos de níquel en las minas de sulfuro existentes.
Para ayudar a predecir dónde podrían localizarse los futuros suministros de níquel, los científicos del USGS estudian cómo y dónde se concentran los recursos de níquel en la corteza terrestre y utilizan ese conocimiento para evaluar la probabilidad de que puedan existir depósitos de níquel no descubiertos. El USGS ha desarrollado técnicas para evaluar los recursos minerales con el fin de apoyar la administración de las tierras federales y evaluar la disponibilidad de los recursos minerales en un contexto global. El USGS también recopila estadísticas e información sobre la oferta, la demanda y el flujo de níquel en todo el mundo. Estos datos se utilizan para informar la elaboración de políticas nacionales de Estados Unidos.
