Cobre

ÔĽŅ
Cobre
Para otros usos de este término, véase Cobre (desambiguación).
N√≠quel ‚Üź Cobre ‚Üí Zinc
-
   
 
29
Cu*
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
‚ÜĎ
Cu*
‚Üď
Ag
Tabla completa ‚ÄĘ Tabla extendida
Apariencia
Met√°lico, rojizo NatCopper.jpg
Información general
Nombre, s√≠mbolo, n√ļmero Cobre, Cu*, 29
Serie química Metal de transición
Grupo, período, bloque 11, 4, d
Masa atómica 63,536 u
Configuración electrónica [Ar]3d104s1
Dureza Mohs 3,0
Electrones por nivel
Propiedades atómicas
Radio medio 135[2] pm
Electronegatividad 1,9 (Pauling)
Radio atómico (calc) 145[2] pm (Radio de Bohr)
Radio iónico {{{radio_iónico}}}
Radio covalente 138[2] pm
Radio de van der Waals 140[2] pm
Estado(s) de oxidación +1, +2
√ďxido Levemente b√°sico
1.ª Energía de ionización 745,5 kJ/mol
2.ª Energía de ionización 1957,9 kJ/mol
3.ª Energía de ionización 3555 kJ/mol
4.ª Energía de ionización 5536 kJ/mol
5.ª Energía de ionización {{{E_ionización5}}} kJ/mol
6.ª Energía de ionización {{{E_ionización6}}} kJ/mol
7.ª Energía de ionización {{{E_ionización7}}} kJ/mol
8.ª Energía de ionización {{{E_ionización8}}} kJ/mol
9.ª Energía de ionización {{{E_ionización9}}} kJ/mol
10.ª Energía de ionización {{{E_ionización10}}} kJ/mol
Propiedades físicas
Estado ordinario Sólido (diamagnético)
Densidad 8960[3] kg/m3
Punto de fusi√≥n 1357,77[4]  K
Punto de ebullici√≥n 3200[4]  K
Punto de inflamabilidad {{{P_inflamabilidad}}} K
Entalpía de vaporización 300[5] kJ/mol
Entalpía de fusión 13,1[5] kJ/mol
Presión de vapor
Temperatura cr√≠tica  K
Presi√≥n cr√≠tica  Pa
Volumen molar m3/mol
Varios
Estructura cristalina C√ļbica centrada en las caras[1]
N¬į CAS 7440-50-8
N¬į EINECS 231-159-6
Calor específico 385 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica 58,108 × 106 S/m
Conductividad térmica 400 W/(K·m)
Velocidad del sonido 3570 m/s a 293.15 K (20 ¬įC)
Isótopos más estables
iso AN Periodo MD Ed PD
MeV
63Cu* 69,17% Estable con 34 neutrones
64Cu* Sint√©tico 12,7 h őĶ
ß-
1,675
0,579
64Ni64Zn
65Cu* 30,83% Estable con 36 neutrones
67Cu* Sintético 61,83 h ß- 0,577 67Zn
Nota: unidades seg√ļn el SI y en CNPT, salvo indicaci√≥n contraria.

El cobre (del lat√≠n cŇ≠prum, y √©ste del griego k√Ĺpros),[6] cuyo s√≠mbolo es Cu, es el elemento qu√≠mico de n√ļmero at√≥mico 29. Se trata de un metal de transici√≥n de color rojizo y brillo met√°lico que, junto con la plata y el oro, forma parte de la llamada familia del cobre, se caracteriza por ser uno de los mejores conductores de electricidad (el segundo despu√©s de la plata). Gracias a su alta conductividad el√©ctrica, ductilidad y maleabilidad, se ha convertido en el material m√°s utilizado para fabricar cables el√©ctricos y otros componentes el√©ctricos y electr√≥nicos.

El cobre forma parte de una cantidad muy elevada de aleaciones que generalmente presentan mejores propiedades mec√°nicas, aunque tienen una conductividad el√©ctrica menor. Las m√°s importantes son conocidas con el nombre de bronces y latones. Por otra parte, el cobre es un metal duradero porque se puede reciclar un n√ļmero casi ilimitado de veces sin que pierda sus propiedades mec√°nicas.

Fue uno de los primeros metales en ser utilizado por el ser humano en la prehistoria. El cobre y su aleaci√≥n con el esta√Īo, el bronce, adquirieron tanta importancia que los historiadores han llamado Edad del Cobre y Edad del Bronce a dos periodos de la Antig√ľedad. Aunque su uso perdi√≥ importancia relativa con el desarrollo de la siderurgia, el cobre y sus aleaciones siguieron siendo empleados para hacer objetos tan diversos como monedas, campanas y ca√Īones. A partir del siglo XIX, concretamente de la invenci√≥n del generador el√©ctrico en 1831 por Faraday, el cobre se convirti√≥ de nuevo en un metal estrat√©gico, al ser la materia prima principal de cables e instalaciones el√©ctricas.

El cobre posee un importante papel biológico en el proceso de fotosíntesis de las plantas, aunque no forma parte de la composición de la clorofila. El cobre contribuye a la formación de glóbulos rojos y al mantenimiento de los vasos sanguíneos, nervios, sistema inmunitario y huesos y por tanto es un oligoelemento esencial para la vida humana.[7]

El cobre se encuentra en una gran cantidad de alimentos habituales de la dieta tales como ostras, mariscos, legumbres, vísceras y nueces entre otros, además del agua potable y por lo tanto es muy raro que se produzca una deficiencia de cobre en el organismo. El desequilibrio de cobre ocasiona en el organismo una enfermedad hepática conocida como enfermedad de Wilson.[8]

El cobre es el tercer metal m√°s utilizado en el mundo, por detr√°s del hierro y el aluminio. La producci√≥n mundial de cobre refinado se estim√≥ en 15,8 Mt en el 2006, con un d√©ficit de 10,7% frente a la demanda mundial proyectada de 17,7 Mt.[9]

Contenido

Nombres y símbolos

  • Etimolog√≠a. La palabra ¬ęcobre¬Ľ proviene del lat√≠n cuprum (con el mismo significado) y √©ste a su vez de la expresi√≥n aes cyprium que significa literalmente ¬ęde Chipre¬Ľ debido a la gran importancia que tuvieron las minas de cobre de la isla de Chipre en el mundo greco-romano.[10]
  • Siglas y abreviaciones. El s√≠mbolo qu√≠mico actual del cobre es ¬ęCu¬Ľ. Siglos atr√°s, los alquimistas lo representaron con el s√≠mbolo ‚ôÄ , que tambi√©n representaba al planeta Venus, a la diosa griega Afrodita y al g√©nero femenino.[11] La raz√≥n de esta relaci√≥n puede ser que la diosa fenicia Astart√©, equivalente en parte a Afrodita, era muy venerada en Chipre, isla famosa por sus minas de cobre.[12] El s√≠mbolo ‚ôÄ guarda a su vez parecido con el jerogl√≠fico egipcio anj, que representaba la vida o quiz√°s tambi√©n la uni√≥n sexual.[13]
  • Adjetivo. Las cualidades particulares del cobre, espec√≠ficamente a lo referente a su color y lustre, han engendrado la ra√≠z del calificativo cobrizo. La misma particularidad del material ha sido empleada al nombrar coloquialmente a algunas serpientes de India, Australia y Estados Unidos como ¬ęcabeza de cobre¬Ľ.

Historia

El cobre en la Antig√ľedad

El cobre es uno de los pocos metales que pueden encontrarse en la naturaleza en estado "nativo", es decir, sin combinar con otros elementos. Por ello fue uno de los primeros en ser utilizado por el ser humano.[14] Los otros metales nativos son el oro, el platino, la plata y el hierro proveniente de meteoritos.

Se han encontrado utensilios de cobre nativo de en torno al 7000 a. C. en √áay√∂n√ľ Tepes√≠ (en la actual Turqu√≠a) y en Irak. El cobre de √áay√∂n√ľ Tepes√≠ fue recocido pero el proceso a√ļn no estaba perfeccionado.[14] En esta √©poca, en Oriente Pr√≥ximo tambi√©n se utilizaban carbonatos de cobre (malaquita y azurita) con motivos ornamentales. En la regi√≥n de los Grandes Lagos de Am√©rica del Norte, donde abundaban los yacimientos de cobre nativo, desde el 4000 a. C. los ind√≠genas acostumbraban a golpearlas hasta darles forma de punta de flecha, aunque nunca llegaron a descubrir la fusi√≥n.

Los primeros crisoles para producir cobre met√°lico a partir de carbonatos mediante reducciones con carb√≥n datan del V milenio a. C.[14] Es el inicio de la llamada Edad del Cobre, apareciendo crisoles en toda la zona entre los Balcanes e Ir√°n, incluyendo Egipto. Se han encontrado pruebas de la explotaci√≥n de minas de carbonatos de cobre desde √©pocas muy antiguas tanto en Tracia (Ai Bunar) como en la pen√≠nsula del Sina√≠.[15] De un modo end√≥geno, no conectado con las civilizaciones del Viejo Mundo, en la Am√©rica precolombina, en torno al siglo IV a. C. la cultura Moche desarroll√≥ la metalurgia del cobre ya refinado a partir de la malaquita y otros carbonatos cupr√≠feros.

Hacia el 3500 a. C. la producci√≥n de cobre en Europa entr√≥ en declive a causa del agotamiento de los yacimientos de carbonatos. Por esta √©poca se produjo la irrupci√≥n desde el este de unos pueblos, gen√©ricamente denominados kurganes, que portaban una nueva tecnolog√≠a: el uso del cobre arsenical. Esta tecnolog√≠a, quiz√°s desarrollada en Oriente Pr√≥ximo o en el C√°ucaso, permit√≠a obtener cobre mediante la oxidaci√≥n de sulfuro de cobre. Para evitar que el cobre se oxidase, se a√Īad√≠a ars√©nico al mineral. El cobre arsenical (a veces llamado tambi√©n "bronce arsenical") era m√°s cortante que el cobre nativo y adem√°s pod√≠a obtenerse de los muy abundantes yacimientos de sulfuros. Uni√©ndolo a la tambi√©n nueva tecnolog√≠a del molde de dos piezas, que permit√≠a la producci√≥n en masa de objetos, los kurganes se equiparon de hachas de guerra y se extendieron r√°pidamente.[14]

Estatua en cobre del fara√≥n Pepy I. Siglo XXIII a. C.

√Ėtzi, el cad√°ver hallado en los Alpes y datado hacia el 3300 a. C., llevaba un hacha de cobre con un 99,7% de cobre y un 0.22% de ars√©nico.[16] [17] De esta √©poca data tambi√©n el yacimiento de Los Millares (Almer√≠a, Espa√Īa), centro metal√ļrgico cercano a las minas de cobre de la sierra de G√°dor.

No se sabe c√≥mo ni d√≥nde surgi√≥ la idea de a√Īadir esta√Īo al cobre, produciendo el primer bronce. Se cree que fue un descubrimiento imprevisto, ya que el esta√Īo es m√°s blando que el cobre y, sin embargo, al a√Īadirlo al cobre se obten√≠a un material m√°s duro cuyos filos se conservaban m√°s tiempo.[14] El descubrimiento de esta nueva tecnolog√≠a desencaden√≥ el comienzo de la Edad del Bronce, fechado en torno a 3000 a. C. para Oriente Pr√≥ximo, 2500 a. C. para Troya y el Danubio y 2000 a. C. para China. En el yacimiento de Bang Chian, en Tailandia, se han datado objetos de bronce anteriores al a√Īo 2000 a. C.[18] Durante muchos siglos el bronce tuvo un papel protagonista y cobraron gran importancia los yacimientos de esta√Īo, a menudo alejados de los grandes centros urbanos de aquella √©poca.

El declive del bronce empez√≥ hacia el 1000 a. C., cuando surgi√≥ en Oriente Pr√≥ximo una nueva tecnolog√≠a que posibilit√≥ la producci√≥n de hierro met√°lico a partir de minerales f√©rreos. Las armas de hierro fueron reemplazando a las de cobre en todo el espacio entre Europa y Oriente Medio. En zonas como China la Edad del Bronce se prolong√≥ varios siglos m√°s. Hubo tambi√©n regiones del mundo donde nunca lleg√≥ a utilizarse el bronce. Por ejemplo, el √Āfrica subsahariana pas√≥ directamente de la piedra al hierro.

Sin embargo, el uso del cobre y el bronce no desapareci√≥ durante la Edad del Hierro. Reemplazados en el armamento, estos metales pasaron a ser utilizados esencialmente en la construcci√≥n y en objetos decorativos como estatuas. El lat√≥n, una aleaci√≥n de cobre y cinc fue inventado hacia el 600 a. C. Tambi√©n hacia esta √©poca se fabricaron las primeras monedas en el estado de Lidia, en la actual Turqu√≠a. Mientras que las monedas m√°s valiosas se acu√Īaron en oro y plata, las de uso m√°s cotidiano se hicieron de cobre y bronce.[19]

La b√ļsqueda de cobre y metales preciosos por el Mediterr√°neo condujo a los cartagineses a explotar el gran yacimiento de R√≠o Tinto, en la actual provincia de Huelva. Tras las Guerras P√ļnicas los romanos se apoderaron de estas minas y las siguieron explotando hasta agotar todo el √≥xido de cobre. Debajo de √©l qued√≥ una gran veta de sulfuro de cobre, el cual los romanos no sab√≠an aprovechar eficazmente. A la ca√≠da del Imperio romano la mina hab√≠a sido abandonada y s√≥lo fue reabierta cuando los andalus√≠es inventaron un proceso m√°s eficaz para extraer el cobre del sulfuro.[19]

V√©anse tambi√©n: Edad de los Metales y Edad del Cobre

Edad Media y Edad Moderna

La resistencia a la corrosión del cobre, el bronce y el latón permitió que estos metales hayan sido utilizados no sólo como decorativos sino también como funcionales desde la Edad Media hasta nuestros días. Entre los siglos X y XII se hallaron en Europa Central grandes yacimientos de plata y cobre, principalmente Rammelsberg y Joachimsthal. De ellos surgió una gran parte de la materia prima para realizar las grandes campanas, puertas y estatuas de las catedrales góticas europeas.[19] Además del uso bélico del cobre para la fabricación de objetos, como hachas, espadas, cascos o corazas; también se utilizó el cobre en la Edad Media en luminarias como candiles o candelabros; en braseros y en objetos de almacenamiento, como arcas o estuches.[20]

Los primeros ca√Īones europeos de hierro forjado datan del siglo XIV, pero hacia el siglo XVI el bronce se impuso como el material casi √ļnico para toda la artiller√≠a y mantuvo ese dominio hasta bien entrado el siglo XIX.[21] En el Barroco, durante los siglos XVII y XVIII, el cobre y sus aleaciones adquirieron gran importancia en la construcci√≥n de obras monumentales, la producci√≥n de maquinaria de relojer√≠a y una amplia variedad de objetos decorativos y funcionales.[22] Las monarqu√≠as autoritarias del Antiguo R√©gimen utilizaron el cobre en aleaci√≥n con la plata (denominada vell√≥n) para realizar repetidas devaluaciones monetarias, llegando a la emisi√≥n de monedas puramente de cobre, caracter√≠sticas de las dificultades de la Hacienda de la Monarqu√≠a Hisp√°nica del siglo XVII (que lo utiliz√≥ en tanta cantidad que tuvo que recurrir a importarlo de Suecia).[23]

Edad Contempor√°nea

Durante 1831 y 1832, Michael Faraday descubrió que un conductor eléctrico moviéndose perpendicularmente a un campo magnético generaba una diferencia de potencial. Aprovechando esto, construyó el primer generador eléctrico, el disco de Faraday, empleando un disco de cobre que giraba entre los extremos de un imán con forma de herradura, induciendo una corriente eléctrica.[24] El posterior desarrollo de generadores eléctricos y su empleo en la historia de la electricidad ha dado lugar a que el cobre haya obtenido una importancia destacada en la humanidad, que ha aumentado su demanda notablemente.

Durante gran parte del siglo XIX, Gran Breta√Īa fue el mayor productor mundial de cobre, pero la importancia que fue adquiriendo el cobre motiv√≥ la explotaci√≥n minera en otros pa√≠ses, llegando a destacarse la producci√≥n en Estados Unidos y Chile, adem√°s de la apertura de minas en √Āfrica. De esta forma, en 1911 la producci√≥n mundial de cobre super√≥ el mill√≥n de toneladas de cobre fino.

La aparici√≥n de los procesos que permit√≠an la producci√≥n masiva de acero a mediados del siglo XIX, como el convertidor Thomas-Bessemer o el horno Martin-Siemens dio lugar a que se sustituyera el uso del cobre y de sus aleaciones en algunas aplicaciones determinadas donde se requer√≠a un material m√°s tenaz y resistente. Sin embargo, el desarrollo tecnol√≥gico que sigui√≥ a la Revoluci√≥n industrial en todas las ramas de la actividad humana y los adelantos logrados en la metalurgia del cobre han permitido producir una amplia variedad de aleaciones. Esto ha dado lugar a que se incrementen los campos de aplicaci√≥n del cobre, lo cual, a√Īadido al desarrollo econ√≥mico de varios pa√≠ses, ha conllevado un notable aumento de la demanda mundial.

Estados Unidos

Desde principios del siglo XIX existi√≥ producci√≥n de cobre en los Estados Unidos, primero en M√≠chigan y m√°s tarde en Arizona. Se trataba de peque√Īas minas que explotaban mineral de alta ley.[25]

El desarrollo del proceso de flotaci√≥n, m√°s eficaz, hacia finales del siglo XIX permiti√≥ poner en explotaci√≥n grandes yacimientos de baja ley, principalmente en Arizona, Montana y Utah. En pocos a√Īos Estados Unidos se convirti√≥ en el primer productor mundial de cobre.[25]

Producción de mineral de cobre entre 1900 y 2004.

En 1916 las minas estadounidenses produjeron por vez primera m√°s de un mill√≥n de toneladas de cobre, representando en torno a las tres cuartas partes de la producci√≥n mundial. La producci√≥n minera baj√≥ fuertemente a partir de la crisis de 1929, no s√≥lo por la reducci√≥n del consumo sino porque se dispar√≥ el reciclaje de metal. La demanda se recuper√≥ a finales de los a√Īos 30, volviendo a superar las minas estadounidenses el mill√≥n de toneladas en 1940. Sin embargo, esta cifra ya representaba "solo" la mitad de la producci√≥n mundial y no llegaba a cubrir la demanda interna, por lo que en 1941 el pa√≠s se convirti√≥ por primera vez en importador neto de cobre.[26]

Desde los a√Īos 1950 hasta la actualidad la producci√≥n de Estados Unidos ha oscilado entre uno y dos millones de toneladas anuales, lo cual representa una fracci√≥n cada vez menor del total mundial (27% en 1970, 17% en 1980, 8% en 2006). Mientras tanto, el consumo ha seguido creciendo continuamente y ello ha obligado a importar cantidades cada vez mayores de metal, super√°ndose el mill√≥n de toneladas importadas por vez primera en 2001.[26]

Chile

En 1810, a√Īo de su primera junta nacional, Chile produc√≠a unas 19.000 toneladas de cobre al a√Īo. A lo largo del siglo la cifra fue creciendo hasta convertir al pa√≠s en el primer productor y exportador mundial. Sin embargo, a finales del siglo XIX comenz√≥ un per√≠odo de decadencia, debido por un lado al agotamiento de los yacimientos de alta ley y por otro al hecho de que la explotaci√≥n del salitre acaparaba las inversiones mineras. En 1897 la producci√≥n hab√≠a ca√≠do a 21.000 toneladas, casi lo mismo que en 1810.[27]

La situación cambió a comienzos del siglo XX, cuando grandes grupos mineros, dotados de este pais dieron avances tecnológicos que permitían la recuperación de cobre en yacimientos de baja concentración, iniciaron la explotación de los yacimientos chilenos.[27]

La producci√≥n chilena de cobre se ha multiplicado por cuatro en las dos √ļltimas d√©cadas, debido en gran parte a la apertura de minas de capital privado.

El Estado chileno recibió pocos beneficios de la minería de cobre durante toda la primera mitad del siglo XX. La situación empezó a cambiar en 1951 con la firma del Convenio de Washington, que le permitió disponer de 20% de la producción. En 1966 el Congreso Nacional de Chile impuso la creación de Sociedades Mineras Mixtas con las empresas extranjeras en las cuales el Estado tendría 51% de la propiedad de los yacimientos. El proceso de "chilenización del cobre" culminó en julio de 1971, bajo el mandato de Salvador Allende, cuando el Congreso aprobó por unanimidad la nacionalización de la Gran Minería del Cobre.[27]

...por exigirlo el interés nacional y en ejercicio del derecho soberano e inalienable del Estado de disponer libremente de sus riquezas y recursos naturales, se nacionalizan y declaran por tanto incorporadas al pleno y exclusivo dominio de la Nación las empresas extranjeras que constituyen la gran minería del cobre.
Disposición transitoria agregada en 1971 al artículo 10 de la Constitución de Chile

En 1976, ya bajo el régimen militar, el Estado fundó la Corporación Nacional del Cobre de Chile (Codelco) para gestionar las grandes minas de cobre.[27]

La mina de Chuquicamata, en la cual se han encontrado evidencias de la extracci√≥n de cobre por culturas precolombinas,[28] inici√≥ su construcci√≥n para la explotaci√≥n industrial en 1910[29] y la explotaci√≥n se inici√≥ el 18 de mayo de 1915.[30] Chuquicamata es la explotaci√≥n a cielo abierto de mayores dimensiones del mundo y fue varios a√Īos la mina de cobre de mayor producci√≥n del mundo.[31] En el a√Īo 2002 se fusionaron las divisiones de Chuquicamata y Radomiro Tomic, creando el complejo minero Codelco Norte, que consta de dos minas a cielo abierto, Chuquicamata y Mina Sur. Aunque el yacimiento de Radomiro Tomic fue descubierto en los a√Īos 1950, sus operaciones comenzaron en 1995, una vez actualizados los estudios de viabilidad t√©cnica y econ√≥mica.[29]

En 1995 se inici√≥ la construcci√≥n de la mina de Minera Escondida, en la II Regi√≥n de Antofagasta, y en 1998 se iniciaron las operaciones de extracci√≥n. Es la mina de mayor producci√≥n del mundo. La Huelga de la Minera Escondida en el 2006 paraliz√≥ la producci√≥n durante 25 d√≠as y alter√≥ los precios mundiales del cobre.[32] [33] La producci√≥n de Minera Escondida alcanz√≥ en 2007 las 1.483.934 t.[34] Esta producci√≥n representa el 9.5% de la producci√≥n mundial y el 26% de la producci√≥n chilena de cobre, seg√ļn estimaciones para 2007.[35]

En las √ļltimas d√©cadas Chile se ha consolidado como el principal productor de cobre, pasando de un 14% de la producci√≥n mundial en 1960 a un 36% en 2006.[36]

Isótopos

Artículo principal: Anexo:Isótopos de Cobre
Configuración electrónica del átomo de cobre.

(y)En la naturaleza se encuentran dos is√≥topos estables: 63Cu y 65Cu. El m√°s ligero de ellos es el m√°s abundante (69,17%). Se han caracterizado hasta el momento 25 is√≥topos radiactivos de los cuales los m√°s estables son el 67Cu, el 64Cu y el 61Cu con periodos de semidesintegraci√≥n de 61,83 horas, 12,70 horas y 3,333 horas respectivamente. Los dem√°s radiois√≥topos, con masas at√≥micas desde 54,966 uma (55Cu) a 78,955 uma (79Cu), tienen periodos de semidesintegraci√≥n inferiores a 23,7 minutos y la mayor√≠a no alcanzan los 30 segundos. Los is√≥topos 68Cu y 70Cu presentan estados metaestables con un periodo de semidesintegraci√≥n mayor al del estado fundamental.

Los isótopos más ligeros que el 63Cu estable se desintegran principalmente por emisión beta positiva, originando isótopos de níquel, mientras que los más pesados que el isótopo 65Cu estable se desintegran por emisión beta negativa dando lugar a isótopos de cinc. El isótopo 64Cu se desintegra generando 64Zn, por captura electrónica y emisión beta positiva en un 69% y por desintegración beta negativa genera 64Ni en el 31% restante.[37]

Propiedades y características del cobre

Propiedades físicas

Cubierta del Palacio de los Deportes de México D. F. construida en 1968 con cobre expuesto a la intemperie.

El cobre posee varias propiedades f√≠sicas que propician su uso industrial en m√ļltiples aplicaciones, siendo el tercer metal, despu√©s del hierro y del aluminio, m√°s consumido en el mundo. Es de color rojizo y de brillo met√°lico y, despu√©s de la plata, es el elemento con mayor conductividad el√©ctrica y t√©rmica. Es un material abundante en la naturaleza; tiene un precio accesible y se recicla de forma indefinida; forma aleaciones para mejorar las prestaciones mec√°nicas y es resistente a la corrosi√≥n y oxidaci√≥n.

La conductividad el√©ctrica del cobre puro fue adoptada por la Comisi√≥n Electrot√©cnica Internacional en 1913 como la referencia est√°ndar para esta magnitud, estableciendo el International Annealed Copper Standard (Est√°ndar Internacional del Cobre Recocido) o IACS. Seg√ļn esta definici√≥n, la conductividad del cobre recocido medida a 20 ¬įC es igual a 58,1086 S/m.[38] A este valor de conductividad se le asigna un √≠ndice 100% IACS y la conductividad del resto de los materiales se expresa en porcentaje de IACS. La mayor√≠a de los metales tienen valores de conductividad inferiores a 100% IACS pero existen excepciones como la plata o los cobres especiales de muy alta conductividad designados C-103 y C-110.[39]

= Propiedades químicas

El cobre tiene conductividad magnética

= Propiedades químicas

El cobre tiene conductividad magnética

Propiedades mec√°nicas

Tanto el cobre como sus aleaciones tienen una buena maquinabilidad, es decir, son f√°ciles de mecanizar. El cobre posee muy buena ductilidad y maleabilidad lo que permite producir l√°minas e hilos muy delgados y finos. Es un metal blando, con un √≠ndice de dureza 3 en la escala de Mohs (50 en la escala de Vickers) y su resistencia a la tracci√≥n es de 210 MPa, con un l√≠mite el√°stico de 33,3 MPa.[3] Admite procesos de fabricaci√≥n de deformaci√≥n como laminaci√≥n o forja, y procesos de soldadura y sus aleaciones adquieren propiedades diferentes con tratamientos t√©rmicos como temple y recocido. En general, sus propiedades mejoran con bajas temperaturas lo que permite utilizarlo en aplicaciones criog√©nicas.

Características químicas

Techumbre de cobre con p√°tina de cardenillo en el ayuntamiento de Minneapolis (Minnesota).

En la mayor√≠a de sus compuestos, el cobre presenta estados de oxidaci√≥n bajos, siendo el m√°s com√ļn el +2, aunque tambi√©n hay algunos con estado de oxidaci√≥n +1.

Expuesto al aire, el color rojo salm√≥n inicial se torna rojo violeta por la formaci√≥n de √≥xido cuproso (Cu2O) para ennegrecerse posteriormente por la formaci√≥n de √≥xido c√ļprico (CuO).[40] La coloraci√≥n azul del Cu+2 se debe a la formaci√≥n del ion [Cu (OH2)6]+2.[41]

Expuesto largo tiempo al aire h√ļmedo, forma una capa adherente e impermeable de carbonato b√°sico (carbonato c√ļprico) de color verde y venenoso.[42] Tambi√©n pueden formarse p√°tinas de cardenillo, una mezcla venenosa de acetatos de cobre de color verdoso o azulado que se forma cuando los √≥xidos de cobre reaccionan con √°cido ac√©tico,[43] que es el responsable del sabor del vinagre y se produce en procesos de fermentaci√≥n ac√©tica. Al emplear utensilios de cobre para la cocci√≥n de alimentos, deben tomarse precauciones para evitar intoxicaciones por cardenillo que, a pesar de su mal sabor, puede ser enmascarado con salsas y condimentos y ser ingerido.

Los hal√≥genos atacan con facilidad al cobre, especialmente en presencia de humedad. En seco, el cloro y el bromo no producen efecto y el fl√ļor s√≥lo le ataca a temperaturas superiores a 500 ¬įC.[40] El cloruro cuproso y el cloruro c√ļprico, combinados con el ox√≠geno y en presencia de humedad producen √°cido clorh√≠drico, ocasionando unas manchas de atacamita o paratacamita, de color verde p√°lido a azul verdoso, suaves y polvorientas que no se fijan sobre la superficie y producen m√°s cloruros de cobre, iniciando de nuevo el ciclo de la erosi√≥n.[44]

Los √°cidos ox√°cidos atacan al cobre, por lo cual se utilizan estos √°cidos como decapantes (√°cido sulf√ļrico) y abrillantadores (√°cido n√≠trico). El √°cido sulf√ļrico reacciona con el cobre formando un sulfuro, CuS (covelina) o Cu2S (calcocita) de color negro y agua. Tambi√©n pueden formarse sales de sulfato c√ļprico (antlerita) con colores de verde a azul verdoso.[44] Estas sales son muy comunes en los √°nodos de los acumuladores de plomo que se emplean en los autom√≥viles.

Disco de cobre obtenido mediante un proceso de colada continua (99,95% de pureza)

El √°cido c√≠trico disuelve el √≥xido de cobre, por lo que se aplica para limpiar superficies de cobre, lustrando el metal y formando citrato de cobre. Si despu√©s de limpiar el cobre con √°cido c√≠trico, se vuelve a utilizar el mismo pa√Īo para limpiar superficies de plomo, el plomo se ba√Īar√° de una capa externa de citrato de cobre y citrato de plomo con un color rojizo y negro.

Propiedades biológicas

Artículo principal: Biología del cobre

En las plantas, el cobre posee un importante papel en el proceso de la fotosíntesis y forma parte de la composición de la plastocianina. Alrededor del 70% del cobre de una planta está presente en la clorofila, principalmente en los cloroplastos. Los primeros síntomas en las plantas por deficiencia de cobre aparecen en forma de hojas estrechas y retorcidas, además de puntas blanquecinas. Las panículas y las vainas pueden aparecer vacías por una deficiencia severa de cobre, ocasionando graves pérdidas económicas en la actividad agrícola.[45]

El cobre contribuye a la formación de glóbulos rojos y al mantenimiento de los vasos sanguíneos, nervios, sistema inmunitario y huesos y por tanto es esencial para la vida humana. El cobre se encuentra en algunas enzimas como la citocromo c oxidasa, la lisil oxidasa y la superóxido dismutasa.[7]

El desequilibrio de cobre en el organismo cuando se produce en forma excesiva ocasiona una enfermedad hep√°tica conocida como enfermedad de Wilson, el origen de esta enfermedad es hereditario, y aparte del trastorno hep√°tico que ocasiona tambi√©n da√Īa al sistema nervioso. Se trata de una enfermedad poco com√ļn.[8]

Puede producirse deficiencia de cobre en ni√Īos con una dieta pobre en calcio, especialmente si presentan diarreas o desnutrici√≥n. Tambi√©n hay enfermedades que disminuyen la absorci√≥n de cobre, como la enfermedad celiaca, la fibrosis qu√≠stica o al llevar dietas restrictivas.[46]

El cobre se encuentra en una gran cantidad de alimentos habituales de la dieta tales como ostras, mariscos, legumbres, vísceras y nueces entre otros, además del agua potable y por lo tanto es muy raro que se produzca una deficiencia de cobre en el organismo.

Precauciones sanitarias del cobre

A pesar de que el cobre es un oligoelemento necesario para la vida, unos niveles altos de este elemento en el organismo pueden ser da√Īinos para la salud. La inhalaci√≥n de niveles altos de cobre puede producir irritaci√≥n de las v√≠as respiratorias. La ingesti√≥n de niveles altos de cobre puede producir n√°useas, v√≥mitos y diarrea. Un exceso de cobre en la sangre puede da√Īar el h√≠gado y los ri√Īones, e incluso causar la muerte.[47] Ingerir por v√≠a oral una cantidad de 30 g de sulfato de cobre es potencialmente letal en los humanos.

Para las actividades laborales en las que se elaboran y manipulan productos de cobre, es necesario utilizar medidas de protecci√≥n colectiva que protejan a los trabajadores. El valor l√≠mite tolerado es de 0,2 mg/m¬≥ para el humo y 1 mg/m¬≥ para el polvo y la niebla. El cobre reacciona con oxidantes fuertes tales como cloratos, bromatos y yoduros, originando un peligro de explosi√≥n. Adem√°s puede ser necesario el uso de equipos de protecci√≥n individual como guantes, gafas y mascarillas. Adem√°s, puede ser recomendable que los trabajadores se duchen y se cambien de ropa antes de volver a su casa cada d√≠a.[47]

La Organizaci√≥n Mundial de la Salud (OMS) en su Gu√≠a de la calidad del agua potable recomienda un nivel m√°ximo de 2 mg/l.[48] El mismo valor ha sido adoptado en la Uni√≥n Europea como valor l√≠mite de cobre en el agua potable, mientras que en Estados Unidos la Agencia de Protecci√≥n Ambiental ha establecido un m√°ximo de 1,3 mg/l.[49] El agua con concentraciones de cobre superiores a 1 mg/l puede ensuciar la ropa al lavarla y presentar un sabor met√°lico desagradable.[49] [50] La Agencia para Sustancias T√≥xicas y el Registro de Enfermedades de Estados Unidos recomienda que, para disminuir los niveles de cobre en el agua potable que se conduce por tuber√≠as de cobre, se deje correr el agua por lo menos 15 segundos antes de beberla o usarla por primera vez en la ma√Īana.[47]

Las actividades mineras pueden provocar la contaminación de ríos y aguas subterráneas con cobre y otros metales durante su explotación así como una vez abandonada la minería en la zona. El color turquesa del agua y las rocas se debe a la acción que el cobre y otros metales desarrollan durante su explotación minera.[51] [52]

Aleaciones y tipos de cobre

Desde el punto de vista f√≠sico, el cobre puro posee muy bajo l√≠mite el√°stico (33 MPa) y una dureza escasa (3 en la escala de Mohs √≥ 50 en la escala de Vickers).[3] En cambio, unido en aleaci√≥n con otros elementos adquiere caracter√≠sticas mec√°nicas muy superiores, aunque disminuye su conductividad. Existe una amplia variedad de aleaciones de cobre, de cuyas composiciones dependen las caracter√≠sticas t√©cnicas que se obtienen, por lo que se utilizan en multitud de objetos con aplicaciones t√©cnicas muy diversas. El cobre se alea principalmente con los siguientes elementos: Zn, Sn, Al, Ni, Be, Si, Cd, Cr y otros en menor cuant√≠a.

Seg√ļn los fines a los que se destinan en la industria, se clasifican en aleaciones para forja y en aleaciones para moldeo. Para identificarlas tienen las siguientes nomenclaturas generales seg√ļn la norma ISO 1190-1:1982 o su equivalente UNE 37102:1984.[53] Ambas normas utilizan el sistema UNS (del ingl√©s Unified Numbering System).[54]

Latón (Cu-Zn)

Artículo principal: Latón

El lat√≥n, tambi√©n conocido como cuzin, es una aleaci√≥n de cobre, cinc (Zn) y, en menor proporci√≥n, otros metales. Se obtiene mediante la fusi√≥n de sus componentes en un crisol o mediante la fusi√≥n y reducci√≥n de menas sulfurosas en un horno de reverbero o de cubilote. En los latones industriales, el porcentaje de Zn se mantiene siempre inferior a 50%. Su composici√≥n influye en las caracter√≠sticas mec√°nicas, la fusibilidad y la capacidad de conformaci√≥n por fundici√≥n, forja y mecanizado. En fr√≠o, los lingotes obtenidos se deforman pl√°sticamente produciendo l√°minas, varillas o se cortan en tiras susceptibles de estirarse para fabricar alambres. Su densidad depende de su composici√≥n y generalmente ronda entre 8,4 g/cm3 y 8,7 g/cm3.

Las caracter√≠sticas de los latones dependen de la proporci√≥n de elementos que intervengan en la aleaci√≥n de tal forma que algunos tipos de lat√≥n son maleables √ļnicamente en fr√≠o, otros exclusivamente en caliente, y algunos no lo son a ninguna temperatura. Todos los tipos de latones se vuelven quebradizos cuando se calientan a una temperatura pr√≥xima al punto de fusi√≥n.

El latón es más duro que el cobre, pero fácil de mecanizar, grabar y fundir. Es resistente a la oxidación, a las condiciones salinas y es maleable, por lo que puede laminarse en planchas finas. Su maleabilidad varía la temperatura y con la presencia, incluso en cantidades mínimas, de otros metales en su composición.

Un peque√Īo aporte de plomo en la composici√≥n del lat√≥n mejora la maquinabilidad porque facilita la fragmentaci√≥n de las virutas en el mecanizado. El plomo tambi√©n tiene un efecto lubricante por su bajo punto de fusi√≥n, lo que permite ralentizar el desgaste de la herramienta de corte.

El lat√≥n admite pocos tratamientos t√©rmicos y √ļnicamente se realizan recocidos de homogeneizaci√≥n y recristalizaci√≥n. El lat√≥n tiene un color amarillo brillante, con parecido al oro, caracter√≠stica que es aprovechada en joyer√≠a, especialmente en bisuter√≠a, y en el galvanizado de elementos decorativos. Las aplicaciones de los latones abarcan otros campos muy diversos, como armamento, calderer√≠a, soldadura, fabricaci√≥n de alambres, tubos de condensadores y terminales el√©ctricos. Como no es atacado por el agua salada, se usa tambi√©n en las construcciones de barcos y en equipos pesqueros y marinos.

El latón no produce chispas por impacto mecánico, una propiedad atípica en las aleaciones. Esta característica convierte al latón en un material importante en la fabricación de envases para la manipulación de compuestos inflamables, cepillos de limpieza de metales y en pararrayos.

Bronce (Cu-Sn)

Artículo principal: Bronce
Estatua de bronce. David desnudo.

Las aleaciones en cuya composici√≥n predominan el cobre y el esta√Īo (Sn) se conocen con el nombre de bronce y son conocidas desde la antig√ľedad. Hay muchos tipos de bronces que contienen adem√°s otros elementos como aluminio, berilio, cromo o silicio. El porcentaje de esta√Īo en estas aleaciones est√° comprendido entre el 2 y el 22%. Son de color amarillento y las piezas fundidas de bronce son de mejor calidad que las de lat√≥n, pero son m√°s dif√≠ciles de mecanizar y m√°s caras.

La tecnolog√≠a metal√ļrgica de la fabricaci√≥n de bronce es uno de los hitos m√°s importantes de la historia de la humanidad pues dio origen a la llamada Edad de Bronce. El bronce fue la primera aleaci√≥n fabricada voluntariamente por el ser humano: se realizaba mezclando el mineral de cobre (calcopirita, malaquita, etc.) y el de esta√Īo (casiterita) en un horno alimentado con carb√≥n vegetal. El anh√≠drido carb√≥nico resultante de la combusti√≥n del carb√≥n, reduc√≠a los minerales de cobre y esta√Īo a metales. El cobre y el esta√Īo que se fund√≠an, se aleaban entre un 5 y un 10% en peso de esta√Īo.

El bronce se emplea especialmente en aleaciones conductoras del calor, en baterías eléctricas y en la fabricación de válvulas, tuberías y uniones de fontanería. Algunas aleaciones de bronce se usan en uniones deslizantes, como cojinetes y descansos, discos de fricción; y otras aplicaciones donde se requiere alta resistencia a la corrosión como rodetes de turbinas o válvulas de bombas, entre otros elementos de máquinas. En algunas aplicaciones eléctricas es utilizado en resortes.

Alpaca (Cu-Ni-Zn)

Artículo principal: Alpaca (aleación)
Hueveras de alpaca.

Las alpacas o platas alemanas son aleaciones de cobre, n√≠quel (Ni) y zinc (Zn), en una proporci√≥n de 50-70% de cobre, 13-25% de n√≠quel, y 13-25% de zinc.[55] Sus propiedades var√≠an de forma continua en funci√≥n de la proporci√≥n de estos elementos en su composici√≥n, pasando de m√°ximos de dureza a m√≠nimos de conductividad. Estas aleaciones tienen la propiedad de rechazar los organismos marinos (antifouling). Si a estas aleaciones de cobre-n√≠quel-cinc se les a√Īaden peque√Īas cantidades de aluminio o hierro constituyen aleaciones que se caracterizan por su resistencia a la corrosi√≥n marina, por lo que se utilizan ampliamente en la construcci√≥n naval, principalmente en condensadores y tuber√≠as, as√≠ como en la fabricaci√≥n de monedas y de resistencias el√©ctricas.[56]

Las aleaciones de alpaca tienen una buena resistencia a la corrosión y buenas cualidades mecánicas. Su aplicación se abarca materiales de telecomunicaciones, instrumentos y accesorios de fontanería y electricidad, como grifos, abrazaderas, muelles, conectores. También se emplea en la construcción y ferretería, para elementos decorativos y en las industrias químicas y alimentarias, además de materiales de vajillas y orfebrería.[57]

El monel es una aleación que se obtiene directamente de minerales canadienses y tiene una composición de Cu=28-30%, Ni=66-67%, Fe=3-3,5%. Este material tiene gran resistencia a los agentes corrosivos y a las altas temperaturas.[58]

Otro tipo de alpaca es el llamado platinoide, aleación de color blanco compuesta de 60% de cobre,14% de níquel, 24% de cinc y de 1-2% de wolframio.[59]

Otras aleaciones

Otras aleaciones de cobre con aplicaciones técnicas son las siguientes:

  • Cobre-cadmio (Cu-Cd): son aleaciones de cobre con un peque√Īo porcentaje de cadmio y tienen con mayor resistencia que el cobre puro. Se utilizan en l√≠neas el√©ctricas a√©reas sometidas a fuertes solicitaciones mec√°nicas como catenarias y cables de contacto para tranv√≠as.
  • Cobre-hierro-f√≥sforo (Cu-Fe-P). Para la fabricaci√≥n de elementos que requieran una buena conductividad el√©ctrica y buenas propiedades t√©rmicas y mec√°nicas se a√Īaden al cobre part√≠culas de hierro y f√≥sforo. Estas aleaciones se utilizan en circuitos integrados porque tienen una buena conductividad el√©ctrica, buenas propiedades mec√°nicas y tienen una alta resistencia a la temperatura.[60]
  • Cobre-aluminio (Cu-Al): tambi√©n conocidas como bronces al aluminio y duraluminio, contienen al menos un 10% de aluminio. Estas aleaciones son muy parecidas al oro y muy apreciadas para trabajos art√≠sticos. Tienen buenas propiedades mec√°nicas y una elevada resistencia a la corrosi√≥n. Se utilizan tambi√©n para los trenes de aterrizaje de los aviones , en ciertas construcciones mec√°nicas.[61]
  • Cobre-berilio (Cu-Be): es una aleaci√≥n constituida esencialmente por cobre. Esta aleaci√≥n tiene importantes propiedades mec√°nicas y gran resistencia a la corrosi√≥n. Se utiliza para fabricar muelles, moldes para pl√°sticos, electrodos para soldar por resistencia y herramientas antideflagrantes.[62]
  • Cobre-plata (Cu-Ag) o cobre a la plata: es una aleaci√≥n d√©bil por su alto contenido de cobre, que se caracteriza por una alta dureza que le permite soportar temperaturas de hasta 226 ¬įC, manteniendo la conductividad el√©ctrica del cobre.[63]
  • Manganina (Cu86Mn12Ni2): es otra aleaci√≥n con un muy bajo coeficiente de temperatura y se utiliza en galgas extensiom√©tricas y resistores de alta estabilidad. Adem√°s, su potencial termoel√©ctrico de contacto con el cobre por efecto Seebeck es muy peque√Īo (+0,6 mV/100 K). Su resistividad el√©ctrica es de unos 4,9‚ÄĘ10‚ąí7 ő©‚ÄĘm y su coeficiente de temperatura es de 10‚ąí8 K‚ąí1.[64]

Algunas aleaciones de cobre tienen peque√Īos porcentajes de azufre y de plomo que mejoran la maquinabilidad de la aleaci√≥n. Tanto el plomo como el azufre tienen muy baja solubilidad en el cobre, separ√°ndose respectivamente como plomo (Pb) y como sulfuro cuproso (Cu2S) en los bordes de grano y facilitando la rotura de las virutas en los procesos de mecanizado, mejorando la maquinabilidad de la aleaci√≥n.[60]

Procesos industriales del cobre

Minería del cobre

Mina a cielo abierto en Bingham, Illinois (EE. UU.).
Mina de cobre Chuquicamata, Chile.

El cobre nativo suele acompa√Īar a sus minerales en bolsas que afloran a la superficie explot√°ndose en minas a cielo abierto. El cobre se obtiene a partir de minerales sulfurados (80%) y de minerales oxidados (20%), los primeros se tratan por un proceso denominado pirometalurgia y los segundos por otro proceso denominado hidrometalurgia.[65] Generalmente en la capa superior se encuentran los minerales oxidados (cuprita, melaconita), junto a cobre nativo en peque√Īas cantidades, lo que explica su elaboraci√≥n milenaria ya que el metal pod√≠a extraerse f√°cilmente en hornos de fosa. A continuaci√≥n, por debajo del nivel fre√°tico, se encuentran las piritas (sulfuros) primarias calcosina (Cu2S) y covellina (CuS) y finalmente las secundarias calcopirita (FeCuS2) cuya explotaci√≥n es m√°s rentable que la de las anteriores. Acompa√Īando a estos minerales se encuentran otros como la bornita (Cu5FeS4), los cobres grises y los carbonatos azurita y malaquita que suelen formar masas importantes en las minas de cobre por ser la forma en la que usualmente se alteran los sulfuros.

La tecnolog√≠a de obtenci√≥n del cobre est√° muy bien desarrollada aunque es laboriosa debido a la pobreza de la ley de los minerales. Los yacimientos de cobre contienen generalmente concentraciones muy bajas del metal. √Čsta es la causa de que muchas de las distintas fases de producci√≥n tengan por objeto la eliminaci√≥n de impurezas.[66]

V√©anse tambi√©n: Categor√≠a:Empresas de miner√≠a de cobre y Categor√≠a:Minas de cobre

Metalurgia del cobre

Mineral de cobre.
C√°todo de cobre.
Artículo principal: Industria del cobre

La metalurgia del cobre depende de que el mineral se presente en forma de sulfuros o de √≥xidos (cuproso u c√ļprico).

Para los sulfuros se utiliza para producir c√°todos la v√≠a llamada pirometalurgia, que consiste en el siguiente proceso: Conminuci√≥n del mineral -> Concentraci√≥n (flotaci√≥n) -> fundici√≥n en horno -> paso a convertidores -> afino -> moldeo de √°nodos -> electrorefinaci√≥n -> c√°todo. El proceso de refinado produce unos c√°todos con un contenido del 99,9% de cobre. Los c√°todos son unas planchas de un metro cuadrado y un peso de 55 kg.

Otros componentes que se obtienen de este proceso son hierro (Fe) y azufre (S), adem√°s de muy peque√Īas cantidades de plata (Ag) y oro (Au). Como impurezas del proceso se extraen tambi√©n plomo (Pb), ars√©nico (As) y mercurio (Hg).

Como regla general una instalaci√≥n metal√ļrgica de cobre que produzca 300.000 t/a√Īo de √°nodos, consume 1.000.000 t/a√Īo de concentrado de cobre y como subproductos produce 900.000 t/a√Īo de √°cido sulf√ļrico y 300.000 t/a√Īo de escorias.[67]

Cuando se trata de aprovechar los residuos minerales, la peque√Īa concentraci√≥n de cobre que hay en ellos se encuentra en forma de √≥xidos y sulfuros, y para recuperar ese cobre se emplea la tecnolog√≠a llamada hidrometalurgia, m√°s conocida por su nomenclatura anglosajona Sx-Ew.

El proceso que sigue esta técnica es el siguiente: Mineral de cobre-> lixiviación-> extracción-> electrólisis-> cátodo

Esta tecnología se utiliza muy poco porque la casi totalidad de concentrados de cobre se encuentra formando sulfuros, siendo la producción mundial estimada de recuperación de residuos en torno al 15% de la totalidad de cobre producido.[67] [68]

Tratamientos térmicos del cobre

Tubería de cobre recocido.

El cobre y sus aleaciones permiten determinados tratamientos térmicos para fines muy determinados siendo los más usuales los de recocido, refinado y temple.

El cobre duro recocido se presenta muy bien para operaciones en frío como son: doblado, estampado y embutido. El recocido se produce calentando el cobre o el latón a una temperatura adecuado en un horno eléctrico de atmósfera controlada, y luego se deja enfriar al aire. Hay que procurar no superar la temperatura de recocido porque entonces se quema el cobre y se torna quebradizo y queda inutilizado.

El refinado es un proceso controlado de oxidación seguida de una reducción. El objetivo de la oxidación es eliminar las impurezas contenidas en el cobre, volatilizándolas o reduciéndolas a escorias. A continuación la reducción es mejorar la ductilidad y la maleabilidad del material.[69]

Los tratamientos térmicos que se realizan a los latones son principalmente recocidos de homogeneización, recristalización y estabilización. Los latones con más del 35% de Zn pueden templarse para hacerlos más blandos.

Los bronces habitualmente se someten a tratamientos de recocidos de homogeneizaci√≥n para las aleaciones de moldeo; y recocidos contra acritud y de recristalizaci√≥n para las aleaciones de forja. El temple de los bronces de dos elementos constituyentes es an√°logo al templado del acero: se calienta a unos 600 ¬įC y se enfr√≠a r√°pidamente. Con esto se consigue disminuir la dureza del material, al contrario de lo que sucede al templar acero y algunos bronces con m√°s de dos componentes.[70]

Aplicaciones y usos del cobre

Ya sea considerando la cantidad o el valor del metal empleado, el uso industrial del cobre es muy elevado. Es un material importante en multitud de actividades económicas y ha sido considerado un recurso estratégico en situaciones de conflicto.

Cobre met√°lico

El cobre se utiliza tanto con un gran nivel de pureza, cercano al 100%, como aleado con otros elementos. El cobre puro se emplea principalmente en la fabricación de cables eléctricos.

Electricidad y telecomunicaciones

Cable eléctrico de cobre.

El cobre es el metal no precioso con mejor conductividad eléctrica. Esto, unido a su ductilidad y resistencia mecánica, lo han convertido en el material más empleado para fabricar cables eléctricos, tanto de uso industrial como residencial. Asimismo se emplean conductores de cobre en numerosos equipos eléctricos como generadores, motores y transformadores. La principal alternativa al cobre en estas aplicaciones es el aluminio.[36]

También son de cobre la mayoría de los cables telefónicos, los cuales además posibilitan el acceso a Internet. Las principales alternativas al cobre para telecomunicaciones son la fibra óptica y los sistemas inalámbricos. Por otro lado, todos los equipos informáticos y de telecomunicaciones contienen cobre en mayor o menor medida, por ejemplo en sus circuitos integrados, transformadores y cableado interno.[36]

Medios de transporte

El cobre se emplea en varios componentes de coches y camiones, principalmente los radiadores (gracias a su alta conductividad t√©rmica y resistencia a la corrosi√≥n), frenos y cojinetes, adem√°s naturalmente de los cables y motores el√©ctricos. Un coche peque√Īo contiene en total en torno a 20 kg de cobre, subiendo esta cifra a 45 kg para los de mayor tama√Īo.[36]

También los trenes requieren grandes cantidades de cobre en su construcción: 1 - 2 toneladas en los trenes tradicionales y hasta 4 toneladas en los de alta velocidad. Además las catenarias contienen unas 10 toneladas de cobre por kilómetro en las líneas de alta velocidad.[10]

Por √ļltimo, los cascos de los barcos incluyen a menudo aleaciones de cobre y n√≠quel para reducir el ensuciamiento producido por los seres marinos.

Construcción y ornamentación

Cara de la Estatua de la Libertad de Nueva York, hecha con l√°minas de cobre sobre una estructura de acero.

Una gran parte de las redes de transporte de agua están hechas de cobre o latón,[71] debido a su resistencia a la corrosión y sus propiedades anti-bacterianas, habiendo quedado las tuberías de plomo en desuso por sus efectos nocivos para la salud humana. Frente a las tuberías de plástico, las de cobre tienen la ventaja de que no arden en caso de incendio y por tanto no liberan humos y gases potencialmente tóxicos.[36]

El cobre y, sobre todo, el bronce se utilizan tambi√©n como elementos arquitect√≥nicos y revestimientos en tejados, fachadas, puertas y ventanas. El cobre se emplea tambi√©n a menudo para los pomos de las puertas de locales p√ļblicos, ya que sus propiedades anti-bacterianas evitan la propagaci√≥n de epidemias.[36]

Dos aplicaciones clásicas del bronce en la construcción y ornamentación son la realización de estatuas y de campanas.

El sector de la construcción consume actualmente (2008) el 26% de la producción mundial de cobre.[10]

Monedas

Desde el inicio de la acu√Īaci√≥n de monedas en la Edad Antigua el cobre se emplea como materia prima de las mismas, a veces puro y, m√°s a menudo, en aleaciones como el bronce y el cupron√≠quel.

Ejemplos de monedas que incluyen cobre puro: :::::

  • Las monedas de uno, dos y cinco c√©ntimos de euro son de acero recubierto de cobre.[72] La moneda de un centavo de d√≥lar estadounidense es de cinc recubierto de cobre.[73]

Ejemplos de monedas de cuproníquel:

Ejemplos de monedas de otras aleaciones de cobre:

Otras aplicaciones

Instrumento musical de viento.

El cobre participa en la materia prima de una gran cantidad de diferentes y variados componentes de todo tipo de maquinaria, tales como casquillos, cojinetes, embellecedores, etc. Forma parte de los elementos de bisutería, bombillas y tubos fluorescentes, calderería, electroimanes,Monedas, instrumentos musicales de viento, microondas, sistemas de calefacción y aire acondicionado. El cobre, el bronce y el latón son aptos para tratamientos de galvanizado para cubrir otros metales.

Cobre no met√°lico

El sulfato de cobre (II) tambi√©n conocido como sulfato c√ļprico es el compuesto de cobre de mayor importancia industrial y se emplea como abono y pesticida en agricultura, alguicida en la depuraci√≥n del agua y como conservante de la madera.

El sulfato de cobre está especialmente indicado para suplir funciones principales del cobre en la planta, en el campo de las enzimas: oxidasas del ácido ascórbico, polifenol, citocromo, etc. También forma parte de la plastocianina contenida en los cloroplastos y que participa en la cadena de transferencia de electrones de la fotosíntesis. Su absorción se realiza mediante un proceso activo metabólicamente. Prácticamente no es afectado por la competencia de otros cationes pero, por el contrario, afecta a los demás cationes. Este producto puede ser aplicado a todo tipo de cultivo y en cualquier zona climática en invernaderos.[75]

Para la decoración de azulejos y cerámica, se realizan vidriados que proporcionan un brillo metálico de diferentes colores. Para decorar la pieza una vez cocida y vidriada, se aplican mezclas de óxidos de cobre y otros materiales y después se vuelve a cocer la pieza a menor temperatura.[76] Al mezclar otros materiales con los óxidos de cobre pueden obtenerse diferentes tonalidades.[77] Para las decoraciones de cerámica, también se emplean películas metálicas de plata y cobre en mezclas coloidales de barnices cerámicos que proporcionan tonos parecidos a las irisaciones metálicas del oro o del cobre.[78] [79]

Un pigmento muy utilizado en pintura para los tonos verdes es el cardenillo, también conocido en este ámbito como verdigris, que consiste en una mezcla formada principalmente por acetatos de cobre, que proporciona tonos verdosos o azulados.[80]

V√©anse tambi√©n: Sulfato c√ļprico, √ďxido de cobre (I), √ďxido de cobre (II) y Cardenillo

Productos del cobre

Fundición: blister y ánodos

El cobre blister, también llamado ampollado o anódico, tiene una pureza de entre 98 y 99,5%, y su principal aplicación es la fabricación por vía electrolítica de cátodos de cobre, cuya pureza alcanza el 99,99%. También se puede emplear para sintetizar sulfato de cobre y otros productos químicos. Su principal aplicación es su transformación en ánodos de cobre.[81]

El paso intermedio en la transformaci√≥n de cobre bl√≠ster en c√°todos de cobre es la producci√≥n de √°nodos de cobre, con cerca de 99,6% de pureza. Un √°nodo de cobre tiene unas dimensiones aproximadas de 100x125 cm, un grosor de 5 cm y un peso aproximado de 350 kg.

Refinería: cátodos

El c√°todo de cobre constituye la materia prima id√≥nea para la producci√≥n de alambr√≥n de cobre de altas especificaciones. Es un producto, con un contenido superior al 99,99% de cobre, es resultante del refino electrol√≠tico de los √°nodos de cobre. Su calidad est√° dentro de la denominaci√≥n Cu-CATH-01 bajo la norma EN 1978:1998. Se presenta en paquetes corrugados y flejes, cuya plancha tiene unas dimensiones de 980x930 mm y un grosor de 7mm con un peso aproximado de 47 kg. Su uso fundamental es la producci√≥n de alambr√≥n de cobre de alta calidad, aunque tambi√©n se utiliza para la elaboraci√≥n de otros semitransformados de alta exigencia.[82]

Subproductos de fundición y refinería

Despu√©s del proceso de elaborar √°nodo de cobre y c√°todo de cobre se obtienen los siguientes subproductos: √Ācido sulf√ļrico. Escoria granulada. Lodos electrol√≠ticos. Sulfato de n√≠quel. Yeso

Alambrón

El alambr√≥n de cobre es un producto resultante de la transformaci√≥n de c√°todo en la colada continua. Su proceso de producci√≥n se realiza seg√ļn las normas ASTM B49-92 y EN 1977.

Las características esenciales del alambrón producido por la empresa Atlantic-copper son:[83]

  • Di√°metro y tolerancia: 8mm +/- 0.4 mm. Cu: 99,97 % min. Ox√≠geno: 200 ppm. Conductividad el√©ctrica: > 101% (IACS. Test de elongaci√≥n espiral: > 450 m (200 ¬įC)

El alambr√≥n se comercializa en bobinas flejadas sobre palet de madera y protegidas con funda de pl√°stico. Cuyas dimensiones son: Peso bobina 5000 kg, di√°metro exterior 1785 mm, di√°metro interior 1150 mm y altura 900 mm. Las aplicaciones del alambr√≥n son para la fabricaci√≥n de cables el√©ctricos que requieran una alta calidad, ya sean esmaltados o multifilares de di√°metros de 0,15/0,20 mm.

Alambre de cobre desnudo

Bobina de alambre desnudo.

El alambre de cobre desnudo se produce a partir del alambr√≥n y mediante un proceso de desbaste y con un horno de recocido. Se obtiene alambre desnudo formado por un hilo de cobre electrol√≠tico en tres temples, duro, semiduro y suave y se utiliza para usos el√©ctricos se produce en una gama de di√°metros de 1 mm a 8 mm y en bobinas que pueden pesar del orden de 2250 kg. Este alambre se utiliza en l√≠neas a√©reas de distribuci√≥n el√©ctrica, en neutros de subestaciones, conexiones a tierra de equipos y sistemas y para fabricar hilos planos, esmaltados y multifilares que pueden tener un di√°metros de 0,25/0,22 mm. Est√° fabricado a base de cobre de alta pureza con un contenido m√≠nimo de 99,9% de Cu. Este tipo de alambre tiene una alta conductividad, ductilidad y resistencia mec√°nica as√≠ como gran resistencia a la corrosi√≥n en ambientes salobres.[84]

Trefilado

Artículo principal: Cable eléctrico

Se denomina trefilado al proceso de adelgazamiento del cobre a trav√©s del estiramiento mec√°nico que se ejerce al mismo al partir de alambr√≥n de 6 u 8 mm de di√°metro con el objetivo de producir cables el√©ctricos flexibles con la secci√≥n requerida. Un cable el√©ctrico se compone de varios hilos que mediante un proceso de extrusi√≥n se le aplica el aislamiento exterior con un compuesto pl√°stico de PVC o polietileno. Generalmente el calibre de entrada es de 6 a 8 mm, para luego adelgazarlo al di√°metro requerido. Como el trefilado es un proceso continuo se van formando diferentes bobinas o rollos que van siendo cortados a las longitudes requeridas o establecidos por las normas y son debidamente etiquetados con los correspondientes datos t√©cnicos del cable.

Se llama apantallado al cubrimiento de un conductor central debidamente aislado por varios hilos conductores de cobre, que entrelazados alrededor forman una pantalla. Cuando es necesario aislar un hilo conductor mediante esmaltado se le aplica una capa de barniz (poliesterimida). Estas mezclas de resinas son usadas para recubrir el conductor metálico quedando aislados del medio ambiente que lo rodea y logrando de esta forma conducir el flujo eléctrico sin problemas.[85]

Tubos

Bobina de tubo de cobre.

Un tubo es un producto hueco, cuya sección es normalmente redonda, que tiene una periferia continua y que es utilizado en gasfitería, fontanería y sistemas mecánicos para el transporte de líquidos o gases.

Los tubos de cobre debido a las características propias de este metal de alta resistencia a la corrosión y su resistencia y su adaptabilidad consiguen que se utilicen masivamente en residencias, edificios, condominios, oficinas, locales comerciales e industriales.

Para la fabricaci√≥n de tubo se parte, por lo general de una mezcla de cobre refinado y de chatarra de calidad controlada, se funde en un horno y por medio de la colada de cobre se obtienen lingotes conocidos como ¬ębillets¬Ľ, que tienen forma cil√≠ndrica, con dimensiones que generalmente son de 300 mm de di√°metro y 8 m de largo y que pesan aproximadamente 5 toneladas m√©tricas. Estos bloques met√°licos se utilizan para la fabricaci√≥n de tubos sin costura por medio de una serie de deformaciones pl√°sticas.

Las etapas son las siguientes:

  • Corte: Los billets se cortan en piezas de alrededor de 700 mm de largo, teniendo en cuenta la capacidad de las instalaciones de producci√≥n de la planta.
  • Calentamiento: A continuaci√≥n se calienta el billet, en un horno de t√ļnel a una temperatura entre 800 y 900 ¬įC. Aqu√≠, el metal alcanza un mayor grado de capacidad de deformaci√≥n pl√°stica, con lo que se reduce la presi√≥n necesaria para las siguientes operaciones de transformaci√≥n.
  • Extrusi√≥n: En esta operaci√≥n se obtiene en una sola pasada una pieza o pretubo de gran di√°metro con paredes muy gruesas. En la pr√°ctica el extrusor es una prensa en la cual el billet, previamente recalentado, es forzado a pasar a trav√©s de una matriz calibrada. El pist√≥n que ejerce la presi√≥n tiene un mandril (*) que perfora el billet. Como esta operaci√≥n se efect√ļa a alta temperatura, el cobre experimenta una oxidaci√≥n que perjudica las operaciones posteriores (que se efect√ļan en atm√≥sferas controladas con enfriamiento r√°pido para impedir la oxidaci√≥n superficial del pretubo).
  • Laminaci√≥n: Es una operaci√≥n "en fr√≠o" que consiste en pasar el pretubo a trav√©s de dos cilindros que giran en sentido contrario. Adem√°s del movimiento rotatorio los dos cilindros tienen un movimiento de vaiv√©n en sentido longitudinal, en tanto que el pretubo, al cual se ha insertado un mandril, avanza en forma helicoidal. Con esto se obtiene una reducci√≥n en el espesor de la pared del tubo, manteni√©ndose la secci√≥n perfectamente circular. La operaci√≥n de laminaci√≥n en fr√≠o produce tubos de alta dureza llamados tambi√©n de temple duro.
  • Trefilado: La reducci√≥n sucesiva de di√°metros para obtener los diversos productos comerciales se efect√ļa en una operaci√≥n en fr√≠o llamada trefilado que consiste en estirar el tubo oblig√°ndolo a pasar a trav√©s de una serie de matrices externas y de un calibre interno conocido como mandril flotante. La operaci√≥n industrial se lleva a cabo en una m√°quina llamada "Bull Block" donde la extremidad del tubo est√° apretada por una mordaza montada en un cilindro rotatorio que produce la tracci√≥n.
  • Recocido: La deformaci√≥n pl√°stica en fr√≠o origina un endurecimiento del metal que trae como consecuencia una p√©rdida en la plasticidad. Los sucesivos trefilados aumentan este endurecimiento y dan lugar a un mayor peligro de rotura del tubo. Por esta causa se emplea un tratamiento t√©rmico llamado recocido, para una cristalizaci√≥n del cobre que permite recuperar las caracter√≠sticas de plasticidad. (*) Nota explicativa (MEMORIAL).
  • Acabado: Al final del ciclo de producci√≥n se obtiene un tubo recocido; presentado en rollos de alta calidad. A estos tubos se les puede aplicar un revestimiento externo de protecci√≥n o aislante para diversos usos, o efectuar un acabado interno muy liso para aplicaciones especiales.
  • Control de Calidad: El tubo terminado se somete a pruebas para determinar imperfecciones, siendo usuales las de inducci√≥n electromagn√©tica por corrientes de Foucault, que permiten detectar grietas y otras imperfecciones en el interior de la pared del tubo.
  • Embalaje: Los tubos de cobre recocido o los de temple blando se presentan en rollos que son embalados cuidadosamente para evitar deformaciones por los movimientos. Los tubos laminados en fr√≠o de temple duro se presentan en tiras, generalmente de 6m de largo, las cuales se empaquetan en atados para su transporte a los lugares de uso. Como los tubos de cobre no experimentan envejecimiento por acci√≥n de los rayos ultravioletas, el ozono u otros agentes qu√≠micos y f√≠sicos, no requieren de caracter√≠sticas especiales de almacenamiento y embalaje. Despu√©s de un periodo prolongado puede formarse una ligera oxidaci√≥n superficial, pero ello no presenta mayores inconvenientes para un posterior empleo.

Laminación

Una de las propiedades fundamentales del cobre es su maleabilidad que permite producir todo tipo de l√°minas desde grosores muy peque√Īos, tanto en forma de rollo continuo como en planchas de diversas dimensiones, mediante las instalaciones de laminaci√≥n adecuadas.

Fundición de piezas

Artículo principal: Fundición
Ca√Īones de bronce fundido. Los Inv√°lidos, Par√≠s.

El cobre puro no es muy adecuado para fundición por moldeo porque produce galleo. Este fenómeno consiste en que el oxígeno del aire se adsorbe sobre el cobre a altas temperaturas y forma burbujas; cuando después se enfría el metal, se libera el oxígeno de las burbujas y quedan huecos microscópicos sobre la superficie de las piezas fundidas.[86]

Sus aleaciones si permiten fabricar piezas por cualquiera de los procesos de fundición de piezas que existen dependiendo del tipo de pieza y de la cantidad que se tenga que producir. Los métodos más usuales de fundición son por moldeo y por centrifugado.

Se denomina fundici√≥n por moldeo al proceso de fabricaci√≥n de piezas, com√ļnmente met√°licas pero tambi√©n de pl√°stico, consistente en fundir un material e introducirlo en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica. El proceso tradicional es la fundici√≥n en arena, por ser √©sta un material refractario muy abundante en la naturaleza y que, mezclada con arcilla, adquiere cohesi√≥n y moldeabilidad sin perder la permeabilidad que posibilita evacuar los gases del molde al tiempo que se vierte el metal fundido

El proceso de fundición centrifugada consiste en depositar una capa de fundición líquida en un molde de revolución girando a gran velocidad y solidificar rápidamente el metal mediante un enfriamiento continuo del molde o coquilla. Las aplicaciones de este tipo de fundición son muy variadas.

Forjado

Prensa de estampación.

El forjado en caliente de una pieza consiste en insertar en un molde una barra de metal, calentarla a la temperatura adecuada y obligarla a deformarse plásticamente hasta adoptar la forma del molde. La ventaja de forjar en caliente es que se reduce la potencia mecánica que debe suministrar la prensa para la deformación plástica.[87]

Los productos del cobre y sus aleaciones re√ļnen muy buenas condiciones para producir piezas por procesos de estampaci√≥n en caliente, permitiendo el dise√Īo de piezas sumamente complejas gracias a la gran ductilidad del material y la escasa resistencia a la deformaci√≥n que opone, proporcionando as√≠ una vida larga a las matrices. Una aleaci√≥n de cobre es ‚Äúforjable‚ÄĚ en caliente si existe un rango de temperaturas suficientemente amplio en el que la ductilidad y la resistencia a la deformaci√≥n sean aceptables. Este rango de temperaturas depende de composici√≥n qu√≠mica que tenga, en la que influyen los elementos a√Īadidos y de las impurezas.

Mecanizado

Piezas de cobre mecanizadas.

Las piezas de cobre o de sus aleaciones que van a someterse a trabajos de mecanizado por arranque de viruta tienen en su composici√≥n qu√≠mica una peque√Īa aportaci√≥n de plomo y azufre que provoca una fractura mejor de la viruta cortada.

Actualmente (2008) el mecanizado de componentes de cobre, se realiza bajo el concepto de mecanizado r√°pido en seco con la herramienta refrigerada por aire si es necesario. Este tipo de mecanizado r√°pido se caracteriza por que los cabezales de las m√°quinas giran a velocidades muy altas consiguiendo grandes velocidades de corte en herramientas de poco di√°metro.

Así mismo las herramientas que se utilizan suelen ser integrales de metal duro, con recubrimientos especiales que posibilitan trabajar con avances de corte muy elevados. Los recubrimientos y materiales de estas herramientas son muy resistentes al desgaste, pueden trabajar a temperaturas elevadas, de ahí que no sea necesario muchas veces su refrigeración, tienen un coeficiente de fricción muy bajo y consiguen acabados superficiales muy finos y precisos.[88]

Soldadura

Componentes de tuberías para soldar.

Para soldar uniones de cobre o de sus aleaciones se utilizan dos tipos de soldadura diferentes: soldadura blanda y soldadura fuerte.

La soldadura blanda es aquella que se realiza a una temperatura de unos 200 ¬įC y se utiliza para la uni√≥n de los componentes de circuitos impresos y electr√≥nicos. Se utilizan soldadores de esta√Īo y el material de aporte es una aleaci√≥n de esta√Īo y plomo en forma de alambre en rollo y que tiene resina desoxidante en su alma. Es una soldadura poco resistente y sirve para asegurar la continuidad de la corriente el√©ctrica a trav√©s del circuito.[89]

Las soldaduras de tuberías de agua y gas realizadas por los fontaneros son de diversos tipos en función de los materiales que se quieran unir y de la estanqueidad que se quiera conseguir de la soldadura. Actualmente, la mayoría de los tubos de instalaciones de fontanería son de cobre, aunque en ocasiones se usan también otros materiales.

La soldadura de tuberías de cobre se realiza con sopletes de gas que proporcionan la llama para fundir el material soldante. El combustible del soplete puede ser butano o propano.

El cobre se utiliza también como aglutinante en la soldadura fuerte de fontanería, utilizada para conducciones de gas y canalizaciones complejas de agua caliente. Un metal alternativo para esta aplicación es la plata.[90]

Calderería

Artículo principal: Calderería
Destilería con alambiques de cobre.

Se llama calderería a una especialidad profesional de la rama de fabricación metálica que tiene como función principal la construcción de depósitos aptos para el almacenaje y transporte de sólidos en forma de granos o áridos, líquidos y gas así como todo tipo de construcción naval y estructuras metálicas. Gracias a la excelente conductividad térmica que tiene la chapa de cobre se utiliza para fabricar alambiques, calderas, serpentines, cubiertas, etc.

Embutición

Se denomina embutici√≥n al proceso de conformado en fr√≠o por el que se transforma un disco o piezas recortada, seg√ļn el material, en piezas huecas, e incluso partiendo de piezas previamente embutidas, estirarlas a una secci√≥n menor con mayor altura.

El objetivo es conseguir una pieza hueca de acuerdo con la forma definida por la matriz de embutición que se utilice, mediante la presión ejercida por la prensa. La matriz de embutición también es conocida como molde.

Se trata de un proceso de conformado de chapa por deformación plástica en el curso del cual la chapa sufre simultáneamente transformaciones por estirado y por recalcado produciéndose variaciones en su espesor. Para la embutición se emplean, casi exclusivamente, prensas hidráulicas.[91]

La chapa de cobre y sus aleaciones tienen unas propiedades muy buenas para ser conformados en frío. La embutición es un buen proceso para la fabricación en chapa fina de piezas con superficies complejas y altas exigencias dimensionales, sustituyendo con éxito a piezas tradicionalmente fabricadas por fundición y mecanizado.[92]

Estampación

Moneda estampada de 50 céntimos de euro.

Se conoce con el nombre de estampaci√≥n a la operaci√≥n mec√°nica que se realiza para grabar un dibujo o una leyenda en la superficie plana de una pieza que generalmente es de chapa met√°lica. Las chapas de cobre y sus aleaciones re√ļnen condiciones muy buenas para realizar en ellas todo tipo de grabados.

Los elementos claves de la estampaci√≥n lo constituyen una prensa que puede ser mec√°nica, neum√°tica o hidr√°ulica; de tama√Īo, forma y potencia muy variada, y una matriz llamada estampa o troquel, donde est√° grabado el dibujo que se desea acu√Īar en la chapa, y que al dar un golpe seco sobre la misma queda grabado.

El estampado de los metales se realiza por presión o impacto, donde la chapa se adapta a la forma del molde. La estampación es una de las tareas de mecanizado más fáciles que existen, y permite un gran nivel de automatismo del proceso cuando se trata de realizar grandes cantidades de piezas.

La estampaci√≥n se puede realizar en fr√≠o o en caliente, la estampaci√≥n de piezas en caliente se llama forja, y tiene un funcionamiento diferente a la estampaci√≥n en fr√≠o que se realiza en chapas generalmente. Las chapas de acero, aluminio, plata, lat√≥n y oro son las m√°s adecuadas para la estampaci√≥n. Una de las tareas de estampaci√≥n m√°s conocidas es la que realiza el estampado de las caras de las monedas en el proceso de acu√Īaci√≥n de las mismas.

Troquelado

Prensa troqueladora de excéntrica.

Se denomina troquelado a la operación mecánica que se realiza para producir piezas de chapa metálica o donde sea necesario realizar diversos agujeros en las mismas. Para realizar esta tarea, se utilizan desde simples mecanismos de accionamiento manual hasta sofisticadas prensas mecánicas de gran potencia.

Los elementos básicos de una prensa troqueladora lo constituyen el troquel que tiene la forma y dimensiones exteriores de la pieza o de los agujeros que se quieran realizar, y la matriz de corte por donde se inserta el troquel cuando es impulsado de forma enérgica por la potencia que le proporciona la prensa mediante un accionamiento de excéntrica que tiene y que proporciona un golpe seco y contundente sobre la chapa, produciendo un corte limpio de la misma.

Seg√ļn el trabajo que se tenga que realizar, as√≠ son dise√Īadas y construidas las prensas. Hay matrices simples y progresivas donde la chapa, que est√° en forma de grandes rollos, avanza autom√°ticamente provocando el trabajo de forma continuado, y no requiriendo otros cuidados que cambiar de rollo de chapa cuando se termina e ir retirando las piezas troqueladas as√≠ como vigilar la calidad del corte que realizan.

Cuando el corte se deteriora por desgaste del troquel y de la matriz se desmontan de la m√°quina y se les rectifica en una rectificadora plana estableciendo un nuevo corte. Una matriz y un troquel permiten muchos reafilados hasta que se desgastan totalmente.

Hay troqueladoras que funcionan con un cabezal donde puede llevar insertado varios troqueles de diferentes medidas, y una mesa amplia donde se coloca la chapa que se quiere mecanizar. Esta mesa es activada mediante CNC y se desplaza a lo largo y ancho de la misma a gran velocidad, produciendo las piezas con rapidez y exactitud.

Reciclado

El cobre es uno de los pocos materiales que no se degradan ni pierden sus propiedades qu√≠micas o f√≠sicas en el proceso de reciclaje.[36] Puede ser reciclado un n√ļmero ilimitado de veces sin perder sus propiedades, siendo imposible distinguir si un objeto de cobre est√° hecho de fuentes primarias o recicladas. Esto hace que el cobre haya sido, desde la Antig√ľedad, uno de los materiales m√°s reciclados.[10]

El reciclado proporciona una parte fundamental de las necesidades totales de cobre metálico. Se estima que en 2004 el 9% de la demanda mundial se satisfizo mediante el reciclado de objetos viejos de cobre. Si también se considera "reciclaje" el refundido de los desechos del proceso de refinado del mineral, el porcentaje de cobre reciclado asciende al 34% en el mundo y hasta un 41% en la Unión Europea.[10]

El reciclado del cobre no requiere tanta energía como su extracción minera. A pesar de que el reciclado requiere recoger, clasificar y fundir los objetos de metal, la cantidad de energía necesaria para reciclar el cobre es sólo alrededor de un 25% de la requerida para convertir el mineral de cobre en metal.[93]

La eficacia del sistema de reciclado depende de factores tecnol√≥gicos como el dise√Īo de los productos, econ√≥micos como el precio del cobre y sociales como el concienciamiento de la poblaci√≥n acerca del desarrollo sostenible. Otro factor clave es la legislaci√≥n. Actualmente existen m√°s de 140 leyes, regulaciones, directivas y gu√≠as nacionales e internacionales que tratan de favorecer la gesti√≥n responsable del final del ciclo de vida de los productos que contienen cobre como por ejemplo electrodom√©sticos, tel√©fonos y veh√≠culos.[36]

En la Uni√≥n Europea, la directiva 2002/96/CE sobre residuos de aparatos el√©ctricos y electr√≥nicos (RAEE, o WEEE del ingl√©s Waste Electrical and Electronic Equipment) propicia una pol√≠tica de minimizaci√≥n de desperdicios, que incluye una obligatoria y dr√°stica reducci√≥n de los desechos industriales y domiciliarios, e incentivos para los productores que producen menos residuos.[94] El objetivo de esta iniciativa era reciclar 4 kilos por habitante al a√Īo a fines de 2006.

Un ejemplo de reciclaje masivo de cobre lo constituyó la sustitución de las monedas nacionales de doce países europeos por el euro en 2002, el cambio monetario más grande de la historia. Se eliminaron de la circulación unas 260.000 toneladas de monedas, conteniendo aproximadamente 147.496 toneladas de cobre, que fueron fundidas y recicladas para su uso en una amplia gama de productos, desde nuevas monedas hasta diferentes productos industriales.[93]

Producción y comercio

Producción minera

Producción minera de cobre en 2005.[95]
Evolución de la producción mundial de cobre.

La producci√≥n mundial de cobre durante el 2010 alcanz√≥ un total de 16,20 millones de toneladas m√©tricas de cobre fino. El principal pa√≠s productor es Chile, con m√°s de un tercio del total, seguido por Per√ļ y China.[96]

Rango Estado Producción en 2010
(en mill. ton/a√Īo)
1 Chile 5,52
2 Per√ļ 1,28
3 China 1,15
4 Estados Unidos 1,12
5 Australia 0,90
6 Indonesia 0,84
7 Zambia 0,77
8 Rusia 0,75
9 Canad√° 0,48
10 Polonia 0,43
11 Kazajist√°n 0,40
12 México 0,23
Fuente: United States Geological Survey (USGS) - 2010

De entre las diez mayores minas de cobre del mundo, cinco se encuentran en Chile (Escondida, Codelco Norte, Collahuasi, El Teniente y Los Pelambres), dos en Indonesia, una en Estados Unidos, una en Rusia y otra en Per√ļ (Antamina).[36]

Reservas

De acuerdo a informaci√≥n entregada en el informe anual del United States Geological Survey (USGS), las estimaciones se√Īalan que las reservas conocidas de cobre en el 2010 a nivel mundial alcanzar√≠an 630 millones de toneladas m√©tricas de cobre fino. Y seg√ļn las estimaciones de USGS, en Chile existir√≠an del orden de 150 millones de toneladas econ√≥micamente explotables, equivalentes al 24% del total de reservas mundiales del mineral; seguido de Per√ļ con 90 millones de toneladas econ√≥micamente explotables, equivalentes al 14% del total de reservas mundiales del mineral.[96]

Rango Estado Reservas Mundiales de cobre en 2010
(en millones de tonelas)
Porcentaje del total (aprox)
1 Chile 150 24 %
2 Per√ļ 90 14 %
3 Australia 80 12 %
4 M√©xico 38 6 %
5 Estados Unidos 35 6 %
6 China 30 5 %
7 Indonesia 30 5 %
8 Rusia 30 5 %
9 Polonia 26 4 %
10 Zambia 20 3 %
Fuente: United States Geological Survey (USGS) - 2010

Comercio y consumo

El cobre es el tercer metal más utilizado en el mundo, por detrás del hierro y el aluminio.[97] Existe un importante comercio mundial de cobre que mueve unos 30.000 millones de dólares anuales.[98]

Los tres principales mercados de cobre son el LME de Londres, el COMEX de Nueva York y la Bolsa de Metales de Shangh√°i. Estos mercados fijan diariamente el precio del cobre y de los contratos de futuros sobre el metal.[98] El precio de suele expresar en d√≥lares / libra y en la √ļltima d√©cada ha oscilado entre los 0,65 $/lb de finales de 2001 y los m√°s de 4,00 $/lb alcanzados en 2006 y en 2008.[99] El fuerte encarecimiento del cobre desde 2004, debido principalmente al aumento de la demanda de China y otras econom√≠as emergentes,[100] ha provocado una oleada de robos de objetos de cobre (sobre todo cables) en todo el mundo, con los consiguientes riesgos para la infraestructura el√©ctrica.[101] [102] [103] [104]

Rango Estado Consumo de cobre refinado
( en mill. ton/a√Īo )
1 Unión Europea 4,32
2 China 3,67
3 Estados Unidos 2,13
4 Japón 1,28
5 Corea del Sur 0,81
6 Rusia 0,68
7 Taiw√°n 0,64
8 India 0,44
9 Brasil 0,34
10 México 0,30

Fuente: World Copper Factbook 2007[36]

Los principales productores de mineral de cobre son también los principales exportadores, tanto de mineral como de cobre refinado. Los principales importadores son los países industrializados: Japón, China, India, Corea del Sur y Alemania para el mineral y Estados Unidos, Alemania, China, Italia y Taiwan para el refinado.[36]

Véase también

Notas y referencias

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Enlaces externos


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Mira otros diccionarios:

  • cobre ‚ÄĒ sustantivo masculino 1. (no contable) √Ārea: miner√≠a Cu. Metal de color rojizo, brillante, buen conductor de calor y electricidad que forma parte de aleaciones como el bronce o el lat√≥n. edad* del cobre. 2. (en plural) Conjunto de instrumentos… ‚Ķ   Diccionario Salamanca de la Lengua Espa√Īola

  • cobre ‚ÄĒ (Cu) Elemento met√°lico maleable, marr√≥n rojizo. Su n√ļmero at√≥mico es 29; su peso at√≥mico, 63,54. El cobre es un componente de algunas enzimas importantes del organismo y es esencial para la salud. La ‚Ķ   Diccionario m√©dico

  • cobre ‚ÄĒ cobre, batir(se) el cobre expr. golpear(se), pegar(se). ‚Ěô ¬ęSe baten el cobre sin contemplaciones.¬Ľ Noticias, Telecinco, 24.8.98. ‚Ěô ¬ęMedita bien tu decisi√≥n, porque yo no me voy a batir el cobre por ti nunca m√°s.¬Ľ Care Santos, El tango del… ‚Ķ   Diccionario del Argot "El Sohez"

  • Cobre ‚ÄĒ ist ein Weiler / Dorf in der Gemeinde Vegadeo der autonomen Region Asturien in Spanien. Inhaltsverzeichnis 1 Geographie 2 Klima 3 Sehenswertes ‚Ķ   Deutsch Wikipedia

  • cobre ‚ÄĒ s. m. 1.¬† [Qu√≠mica] Elemento qu√≠mico met√°lico (s√≠mbolo Cu), n√ļmero at√īmico 29, de massa at√īmica 63,54, de cor vermelho escura, quando puro. 2.¬†Moeda em cobre. 3.¬† [Figurado] Dinheiro. ‚ÄĘ cobres s. m. pl. 4.¬†Objetos de cobre. 5.¬†Trocos em moeda. =… ‚Ķ   Dicion√°rio da L√≠ngua Portuguesa

  • Cobre ‚ÄĒ (Um C., ¬Ľein Kupfer¬ę), √§ltere brasil. M√ľnze von 26,7 g Kupfer, = 2 Vintems von 20 Re√Įs ‚Ķ   Meyers Gro√ües Konversations-Lexikon

  • Cobre ‚ÄĒ I (Del lat. cuprum < gr. Kypros, Chipre, isla donde abundaba este metal.) ‚Ėļ sustantivo masculino 1 QU√ćMICA Metal de color rojo pardo brillante, maleable y d√ļctil, usado en muchas aleaciones y para fabricar cables de conducci√≥n el√©ctrica. 2… ‚Ķ   Enciclopedia Universal

  • cobre ‚ÄĒ cobre1 (Del lat. cuprum). 1. m. Elemento qu√≠mico de n√ļm. at√≥m. 29. Metal abundante en la corteza terrestre, se encuentra nativo o, m√°s corrientemente, en forma de sulfuro. De color rojo pardo, brillante, maleable y excelente conductor del calor y ‚Ķ   Diccionario de la lengua espa√Īola

  • cobre ‚ÄĒ {{ÔľÉ}}{{LM C09069}}{{„Äď}} {{ÔľĽ}}cobre{{ÔľĹ}} ‚ÄĻco¬∑bre‚Äļ {{„Ää}}‚Ėć s.m.{{„Äč}} {{Ôľú}}1{{Ôľě}} Elemento qu√≠mico, met√°lico y s√≥lido, de n√ļmero at√≥mico 29, color rojizo, f√°cilmente deformable y buen conductor del calor y de la electricidad: ‚ÄĘ El bronce es una… ‚Ķ   Diccionario de uso del espa√Īol actual con sin√≥nimos y ant√≥nimos

  • cobre ‚ÄĒ (m) (B√°sico) elemento qu√≠mico que tiene el s√≠mbolo Cu Ejemplos: El cobre sirve para fabricar cables el√©ctricos. El bronce est√° compuesto de cobre y esta√Īo ‚Ķ   Espa√Īol Extremo Basic and Intermediate


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