El metal que es clave para prevenir la corrosión
Reeditado de United States Geological Survey Fact Sheet 2011-3016 por S.J. Kropschot y Jeff L. Doebrich
Cinc: El zinc metálico refinado es de color blanco azulado cuando está recién fundido; es duro y quebradizo a la mayoría de las temperaturas y tiene puntos de fusión y ebullición relativamente bajos. Image copyright iStockphoto / Svengine.
Usos históricos del zinc
Siglos antes de ser identificado como elemento, el zinc se utilizaba para fabricar latón (una aleación de zinc y cobre) y con fines medicinales. El zinc metálico y el óxido de zinc se produjeron en la India en algún momento entre los siglos XI y XIV y en China en el siglo XVII, aunque el descubrimiento del zinc metálico puro se atribuye al químico alemán Andreas Marggraf, que aisló el elemento en 1746.
Esfalerita: El mineral primario
La esfalerita (sulfuro de zinc) es el mineral primario a partir del cual se produce la mayor parte del zinc del mundo, pero varios otros minerales que no contienen sulfuro contienen zinc como componente principal. Gran parte de la primera producción de zinc procedía de yacimientos no sulfurados; sin embargo, a medida que estos recursos se agotaron, la producción se desplazó a los yacimientos sulfurados. En los últimos 30 años, los avances en la metalurgia extractiva han dado lugar a un renovado interés por los yacimientos de zinc no sulfurado.
Galvanización del zinc: Aproximadamente la mitad del zinc que se produce se utiliza en la galvanización del zinc, que es el proceso de añadir finas capas de zinc al hierro o al acero para evitar la oxidación. Esta foto muestra la superficie de una lámina de metal con una capa de zinc galvanizado. Los diferentes dominios de color a lo largo de la lámina son causados por cristales de zinc en diferentes orientaciones cristalográficas que reflejan diferentes cantidades de luz. Derechos de autor de la imagen: iStockphoto / Stephen Sweet.
Zinc metálico refinado
El zinc metálico refinado es de color blanco azulado cuando está recién fundido; es duro y quebradizo a la mayoría de las temperaturas y tiene puntos de fusión y ebullición relativamente bajos. El zinc se alea fácilmente con otros metales y es químicamente activo. Al exponerlo al aire, desarrolla una fina película de óxido gris (pátina), que inhibe la oxidación (corrosión) más profunda del metal. La resistencia del metal a la corrosión es una característica importante en su uso.
Las aleaciones de zinc: El segundo uso principal del zinc es como aleación; el zinc se combina con el cobre (para formar el latón) y con otros metales para formar materiales que se utilizan en automóviles, componentes eléctricos y accesorios domésticos. Imagen de un accesorio de latón con copyright iStockphoto / Vova Kalina.
Usos del zinc en la actualidad
El zinc es actualmente el cuarto metal más consumido en el mundo después del hierro, el aluminio y el cobre. Tiene fuertes propiedades anticorrosivas y se une bien a otros metales. Por ello, aproximadamente la mitad del zinc que se produce se utiliza en el galvanizado de zinc, que es el proceso de añadir finas capas de zinc al hierro o al acero para evitar la oxidación.
El siguiente uso principal del zinc es como aleación; el zinc se combina con el cobre (para formar latón) y con otros metales para formar materiales que se utilizan en automóviles, componentes eléctricos y accesorios domésticos. Un tercer uso importante del zinc es la producción de óxido de zinc (el producto químico de zinc más importante por volumen de producción), que se utiliza en la fabricación de caucho y como ungüento protector de la piel.
El zinc también es importante para la salud. Es un elemento necesario para el correcto crecimiento y desarrollo de los seres humanos, los animales y las plantas. El cuerpo humano adulto contiene entre 2 y 3 gramos de zinc, que es la cantidad necesaria para que las enzimas del cuerpo y el sistema inmunológico funcionen correctamente. También es importante para el gusto, el olfato y la curación de las heridas. Hay trazas de zinc en muchos alimentos, como las ostras, la carne de vacuno y los cacahuetes.
Óxido de zinc: El tercer uso significativo del zinc es la producción de óxido de zinc (el producto químico de zinc más importante por volumen de producción), que se utiliza en la fabricación de caucho y como ungüento protector de la piel. Imagen de óxido de zinc copyright iStockphoto / Demiren.
¿De dónde viene el zinc?
La investigación para comprender mejor los procesos geológicos que forman los depósitos minerales, incluidos los de zinc, es un componente importante del Programa de Recursos Minerales del USGS. El zinc se encuentra habitualmente en depósitos minerales junto con otros metales básicos, como el cobre y el plomo. Los depósitos de zinc se clasifican a grandes rasgos en función de cómo se forman. El zinc se produce principalmente a partir de tres tipos de depósitos: sedimentarios exhalativos (Sedex), del tipo del Valle del Mississippi (MVT) y de sulfuro masivo volcanogénico (VMS).
Mapa de producción de zinc: Principales productores de zinc del mundo en porcentaje de la oferta global producida en 2010. Imagen basada en los datos del United States Geological Survey Mineral Commodity Summary, enero de 2011.
Yacimientos sedimentarios exhalativos
Los yacimientos sedimentarios representan más del 50% de los recursos mundiales de zinc y se forman cuando los fluidos hidrotermales ricos en metales se liberan en una cuenca llena de agua (normalmente un océano), lo que da lugar a la precipitación de material con contenido mineral dentro de los sedimentos del suelo de la cuenca. La mayor mina de zinc del mundo, la mina Red Dog en Alaska, se desarrolla en un yacimiento de Sedex.
Depósitos tipo del Valle del Mississippi
Los depósitos MVT se encuentran en todo el mundo y reciben su nombre de los depósitos que se producen en la región del Valle del Mississippi en Estados Unidos. Estos yacimientos se caracterizan por la sustitución del mineral de la roca carbonatada que los alberga; a menudo están confinados en una sola capa estratigráfica y se extienden por cientos de kilómetros cuadrados. Los yacimientos de MVT fueron una fuente importante de zinc en Estados Unidos desde el siglo XIX hasta mediados del siglo XX.
Depósitos de sulfuros masivos volcanogénicos
En contraste con los depósitos Sedex y MVT, los depósitos VMS tienen una clara asociación con procesos volcánicos submarinos. También pueden contener cantidades significativas de cobre, oro y plata, además de zinc y plomo. Los respiraderos marinos “black smoker” descubiertos durante las expediciones a las profundidades oceánicas son ejemplos de depósitos VMS que se están formando en el fondo marino en la actualidad.
Producción y reservas de zinc
Oferta y demanda mundial de zinc
En 2009, el zinc se extrajo en seis Estados diferentes; sin embargo, Estados Unidos importó el 76% del zinc refinado utilizado en el país, principalmente de Canadá, México, Kazajistán y la República de Corea, en orden descendente. El consumo mundial de zinc se mantuvo estable en 2008, ya que el aumento del consumo en países con mercados emergentes (como China, Brasil e India) compensó el descenso del consumo en Europa y Estados Unidos, según las estadísticas del Grupo Internacional de Estudio sobre el Plomo y el Zinc.
Aunque muchos elementos pueden utilizarse como sustituto del zinc en aplicaciones químicas, electrónicas y de pigmentos, la demanda de productos galvanizados de zinc sigue siendo fuerte, especialmente en las regiones donde se están desarrollando importantes proyectos de infraestructuras. El espectacular aumento de la producción (oferta) y el consumo (demanda) de zinc en el mundo en los últimos 35 años refleja la demanda en los sectores del transporte y las comunicaciones para cosas como carrocerías de automóviles, barreras de carreteras y estructuras de hierro galvanizado.
Garantizar un suministro adecuado de zinc para el futuro
Para ayudar a predecir dónde podrían localizarse los futuros suministros de zinc, los científicos del USGS estudian cómo y dónde se concentran los recursos de zinc identificados en la corteza terrestre y utilizan ese conocimiento para evaluar la probabilidad de que existan recursos de zinc no descubiertos. El USGS ha desarrollado y perfeccionado técnicas para evaluar el potencial de los recursos minerales con el fin de apoyar la administración de las tierras federales y evaluar mejor la disponibilidad de los recursos minerales en un contexto global.
En la década de 1990, el USGS realizó una evaluación de los recursos de zinc de Estados Unidos y concluyó que quedaba por encontrar el doble de zinc del que ya se había descubierto. En concreto, el USGS determinó que se habían descubierto menos de 100 millones de toneladas métricas de zinc en Estados Unidos y estimó que quedaban unos 210 millones de toneladas métricas de zinc por descubrir.
Las evaluaciones de recursos minerales son dinámicas. Dado que proporcionan una instantánea en un momento y nivel de conocimiento determinados, las evaluaciones deben actualizarse a medida que se dispone de mejores datos y se desarrollan nuevos conceptos. Por ejemplo, durante las investigaciones geológicas de reconocimiento a finales de la década de 1960, los geólogos del USGS observaron la presencia de manchas de óxido de hierro generalizadas en los drenajes de la cordillera occidental de Brooks, Alaska.
El yacimiento de plomo-zinc Red Dog
Los estudios de seguimiento condujeron al descubrimiento del yacimiento de plomo-zinc Red Dog. A finales de 1990, tras 10 años de trabajos de exploración y desarrollo, la mina Red Dog de Alaska entró en producción y desde entonces ha contribuido en gran medida al suministro mundial de zinc. Las investigaciones posteriores de la zona han permitido comprender mejor los complejos factores que controlaron la formación de Red Dog y de otros yacimientos y proporcionan la base para la evaluación de yacimientos similares en entornos geológicos parecidos en otros lugares. Otras investigaciones actuales del USGS consisten en la actualización de los modelos de yacimientos minerales y de los modelos ambientales de los minerales de zinc y de otras materias primas no combustibles importantes, así como en la mejora de las técnicas utilizadas para evaluar el potencial de los recursos minerales ocultos. Los resultados de esta investigación proporcionarán nueva información y disminuirán la cantidad de incertidumbre en futuras evaluaciones de recursos minerales.
