El cuproniquel (de ≪cobre≫ y ≪niquel≫) es una aleacion de cobre , niquel (Cu + Ni) y elementos solidos, tales como hierro y manganeso . El contenido de cobre por lo general oscila entre 60 y 90 %. (El metal llamado monel es una aleacion de niquel y cobre que contiene por lo menos 52 % de niquel).

Aun conteniendo una cantidad elevada de cobre, el cuproniquel es de color plateado. Este metal pesado no ferroso, no se corroe en agua de mar , ya que su potencial electronegativo es neutro con respecto al agua marina. Por este motivo, se utiliza para tuberias, intercambiadores de calor, aparatos de destilacion y condensadores en los sistemas de agua de mar, asi como para diversos elementos de uso marino. ^{[ 1 ]} ​ A veces tambien se utiliza para fabricar helices, ciguenales y cascos de barcos de alta calidad y barcos de pesca, entre otros. ^{[ 2 ]} ​ Otros usos incluyen la fabricacion de equipamiento militar y para plantas quimicas, petroquimicas y electricas.

Otro uso moderno comun del cuproniquel son las monedas de color plateado. Para este uso, la aleacion tipica tiene una relacion de cobre a niquel de 3:1, con cantidades muy pequenas de manganeso. En el pasado, las verdaderas monedas de plata se degradaban con cuproniquel. A pesar de contener una gran cantidad de cobre, el color del cuproniquel es similar al de la plata.

Cuando se utiliza en termopares y resistores , el contenido de la aleacion cambia es 55 % cobre y 45 % niquel.

Otros nombres [ editar ]

Aparte de cuproniquel, existen muchos otros terminos que describen el mismo material registradas como nombres comerciales encontramos a alpaca o alpacca' (marca registrada), Argentan Minargent , y el termino frances Cuivre blanc . En ciertos lugares, el cuproniquel tambien se conoce como hotel silver , plata alemana , german silver y chinese silver . ^{[ 3 ]} ​

Historia [ editar ]

Chinos [ editar ]

Las aleaciones de cuproniquel eran conocidas por los chinos como el "cobre blanco" desde el tercer milenio a. C.. Algunas armas de la epoca de los Reinos combatientes estaban construidas con este material. ^{[ 4 ]} ​ La teoria sobre los origenes chinos del cuproniquel bactriano fueron sugeridas en 1866 por Flight, que encontro monedas que se consideran las monedas de cuproniquel mas antiguas descubiertas, y eran de un material muy similar al paktong china. ^{[ 5 ]} ​

El estudioso Ho Wei describio en detalle el proceso para preparar cuproniquel en 1095. La aleacion paktong se preparaba agregando pequenos trozos de mineral que solo se encontraba en Yunnan a un pote con cobre fundido. Cuando se formaba una costra de escoria , se agregaba salitre , la aleacion se mezclaba e inmediatamente se colaba el lingote . Se menciona al zinc como un ingrediente, pero no existen detalles de cuando se agregaba. Se sabe que el mineral se encontraba en Yunnan .

Grecobactrianos [ editar ]

En 1868, W. Flight descubrio una moneda grecobactriana con un 20 % de niquel y que databa del 180 a 170 a. C. La misma tiene el busto de Eutidemo II en el anverso. Monedas de una aleacion similar con bustos de sus hermanos menores, Pantaleon y Agatocles , se acunaron alrededor del 170 a. C.; la composicion de las monedas se verifico posteriormente utilizando el metodo tradicional humedo y la espectrometria de fluorescencia de rayos X. ^{[ 5 ]} ​ Cunningham en 1873 propuso la "teoria del niquel bactriano", que sugeria que las monedas debian haber sido el resultado del comercio terrestre de China a traves de India a Grecia. La teoria de Cunningham fue apoyada por academicos como W. W. Tarn, Sir John Marshall y J. Newton Friend, pero fue criticada por E.R. Caley y S.van R. Cammann. ^{[ 5 ]} ​

En 1973, Cheng y Schwitter en sus nuevos analisis sugirieron que las aleaciones bactrianas (cobre, plomo, hierro, niquel y cobalto) eran muy similares al paktong chino, y de nueve depositos de niquel asiaticos conocidos, solo los de China podria proporcionar composiciones quimicas identicas. ^{[ 5 ]} ​ Cammann critico el articulo de Cheng y Schwitter, argumentando que el declive de la moneda cuproniquel no deberia haber coincidido con la apertura de la Ruta de la Seda . Si la teoria del niquel bactriano fuera cierta, segun Cammann, la Ruta de la Seda habria aumentado el suministro de cuproniquel. Sin embargo, el fin del cuproniquel greco-bactriano podria atribuirse a otros factores como el fin de la Casa de Eutidemo. ^{[ 5 ]} ​

Historia europea [ editar ]

La aleacion parece haber sido redescubierta por Occidente durante experimentos de alquimia . En particular, Andreas Libavius , en su "Alchemia" de 1597, menciona un "album aes" de cobre blanqueado en la superficie por mercurio o plata. Pero en De Natura Metallorum en Singalarum Parte 1, publicado en 1599, el mismo termino se aplico al "estano" de las Indias Orientales (la actual Indonesia y las Filipinas ) y se le dio el nombre en espanol, tintinaso . ^{[ 5 ]} ​

Richard Watson de Cambridge parece ser el primero en descubrir que el cuproniquel era una aleacion de tres metales. Al intentar redescubrir el secreto del cobre blanco, Watson critico la "Historia de China" de Jean-Baptiste Du Halde (1688) por confundir el termino "paktong". El noto que los chinos de su epoca no lo formaron como una aleacion, sino mas bien fundido mineral sin procesar facilmente disponible.

Durante el pico de la importacion europea de cobre blanco chino de 1750 a 1800, se presto mayor atencion a descubrir sus componentes. Peat y Cookson descubrieron que "la mas oscura demostro contener 7,7 % de niquel y la mas clara se dijo que no se podia distinguir de la plata con una resonancia caracteristica de campana cuando se golpeaba y una resistencia considerable a la corrosion, 11,1 %".

En otro ensayo realizado por Andrew Fyfe se estimo el contenido de niquel en 31,6 %. Las conjeturas terminaron cuando James Dinwiddie de la Embajada de Macartney trajo en 1793, con un riesgo personal considerable (el contrabando de mineral de paktong era un crimen capital en China), una muestra del mineral a partir del cual estaba hecho el paktong . ^{[ 6 ]} ​ El cuproniquel llego a ser ampliamente comprendido, segun lo publicado por E.Thomason, en 1823, en una presentacion, luego rechazada por no ser un conocimiento nuevo, a la Royal Society of Arts .

Los esfuerzos en Europa para duplicar exactamente el paktong chino fracasaron debido a la falta del mineral complejo de cobalto-niquel-arsenico extraido como mineral natural. Sin embargo, en el distrito de Schneeberg en Alemania, donde la famosa Blaufarbenwerke fabricaba azul de cobalto y otros pigmentos, era el unico sitio en Europa que tenia los minerales complejos de cobalto-niquel-arsenico necesarios.

Al mismo tiempo, la prusiana Verein zur Beforderung des Gewerbefleißes (Sociedad para la mejora de la diligencia empresarial / laboriosidad) ofrecio un premio por el dominio del proceso. Como era de esperar, el Dr. E.A. Geitner y J.R. von Gersdoff de Schneeberg ganaron el premio y lanzaron su marca de "plata alemana" bajo los nombres comerciales Argentan y Neusilber (plata nueva). ^{[ 6 ]} ​

En 1829, Percival Norton Johnston convencio al Dr. Geitner para establecer una fundicion en Bow Common detras del Canal de Regents Park en Londres, y obtuvo lingotes de niquel-plata con una composicion de 18 % Ni, 55 % Cu y 27 % Zn. ^{[ 6 ]} ​ Entre 1829 y 1833, Percival Norton Johnson fue la primera persona en refinar cuproniquel en las islas britanicas. Se convirtio en un hombre rico, produciendo mas de 16,5 toneladas por ano. La aleacion se utilizo principalmente para fabricar cubiertos por la firma de Birmingham William Hutton y se vendio con el nombre comercial "Argentine".

Los competidores mas importantes de Johnsons, Charles Askin y Brok Evans, bajo el liderazgo del brillante quimico Dr. EW Benson, idearon metodos muy mejorados para la suspension de cobalto y niquel y comercializaron su propia marca de niquel-plata, llamada "British Plate". ^{[ 6 ]} ​

En la decada de 1920, se desarrollo un grado de cobre-niquel 70-30 para condensadores navales. Poco despues, se introdujo una aleacion de 2 % de manganeso y 2 % de hierro ahora conocida como aleacion C71640 para una central electrica del Reino Unido que necesitaba una mejor resistencia a la erosion debido a los niveles de arena arrastrada en el agua de mar. Una aleacion 90-10 estuvo disponible por primera vez en la decada de 1950, inicialmente para tuberias de agua de mar, y ahora es la aleacion mas utilizada.

Usos [ editar ]

Monedas [ editar ]

El uso mas comun de esta aleacion lo encontramos en muchas monedas de circulacion modernas de color plateado . En Europa, Suiza fue el primero que acuno moneda usando niquel en 1850, con el agregado de plata. En 1968, Suiza adopto la aleacion 75:25 cobre a niquel ya que era mucho mas economica y estaba en uso en Belgica , Estados Unidos y Alemania. Desde 1947 al 2012, todas las monedas de "plata" acunadas en el Reino Unido eran de cuproniquel, pero a partir del 2012 las dos denominaciones mas chicas de cuproniquel fueron reemplazadas por monedas mas economicas de acero recubiertas de niquel.

El cuproniquel es el revestimiento de cualquier moneda de medio dolar de Estados Unidos (50￠) acunadas desde 1971, y todos los cuartos de dolar (25￠) y las monedas de diez centavos (10￠) hechas despues de 1965. Actualmente algunas monedas como las de 5 centavos estadounidenses, o todas las monedas de Suiza excepto la de 5 Rappen, y las monedas de 20 y 50 peniques britanicas, son acunadas en cuproniquel. ^{[ 7 ]} ​ El interior de la moneda de un euro y el exterior de la de dos euros es tambien de cuproniquel. ^{[ 8 ]} ​

Otros usos [ editar ]

Los cables de termocuplas de un solo nucleo utilizan un par conductor de termocupla tal como ser hierro- constantan , cobre constantan o niquel-cromo/niquel-aluminio. Los mismos tienen el elemento calefactor de constantan o niquel-cromo con vaina de cobre, cuproniquel o acero inoxidable. ^{[ 9 ]} ​

Se utiliza cuproniquel en sistemas criogenicos . Su combinacion de buena ductilidad y conductividad termica a muy bajas temperaturas lo hace un material adecuado para equipamiento para el procesamiento y almacenamiento de fluidos criogenicos, y para intercambiadores de calor en plantas criogenicas. ^{[ 10 ]} ​ ^{[ 11 ]} ​ ^{[ 12 ]} ​

A partir de comienzos del siglo  XX las cubiertas metalicas de las balas se comenzaron a fabricar de cuproniquel. Sin embargo al tiempo fueron reemplazadas por cubiertas de metal dorado para reducir el deposito de metal a su paso por el canon del arma.

En la actualidad el cuproniquel y la alpaca son los materiales basicos utilizados para cuberteria enchapada en plata. Es utilizado con frecuencia para fabricar equipos mecanicos y electricos, equipamiento medico, cierres relampagos, joyas, y para cuerdas de instrumentos de la familia del violin, y para trastes de guitarra. Los instrumentos musicales Fender utilizaron imanes "CuNiFe" en sus microfonos "Wide Range Humbucker " para varias guitarras Telecaster y Starcaster durante la decada de 1970.

Para cierres de seguridad de alta calidad, los nucleos cilindricos se producen de cuproniquel resistente al desgaste.

El cuproniquel se ha utilizado como un material alternativo para los frenos tradicionales de hierro, ya que no se oxida. Dado que el cuproniquel es mucho mas blando que el hierro, es mas facil de doblar y deformar, y esa misma propiedad hace que resulte en mejores sellos para componentes hidraulicos.

Vease tambien [ editar ]

• Aleaciones de cobre

Referencias [ editar ]