MÉTODO DE
EXTRACCIÓN Y PURIFICACIÓN DEL
METAL COBRE
OBJETIVO:
¿QUÉ ES EL COBRE?
Ya eran conocidas en épocas prehistóricas las
primeras herramientas y enseres fabricados de cobre. Si bien no se sabe
con exactitud la fecha del descubrimiento de este metal, se sabe que fue
durante la época neolítica, aproximadamente, en el 8000 a.C
De símbolo (Cu) el cobre es uno de los metales de mayor uso, de
apariencia metalica, color pardo rojizo, dúctil, tenaz y tan
maleable que puede extenderse en laminas tan delgadas que dejan paso a
rayos luminosos; es muy buen conductor del calor y de la electricidad y cuando
se le frota exhala un olor propio particular. Es un
elemento químico de cuerpo simple. Su punto de
fusión es de 1.083°C mientras que su punto de ebullición es
de unos 2.567°C. Su densidad es de 8,9
gr/cm3 y su masa atómica es de 63,546.
El cobre ocupa el lugar 15 en abundancia en los elementos de
la corteza terrestre. Frecuentemente se encuentra agregado con otros
metales como
el oro, plata, bismuto y plomo, apareciendo en pequeñas
partículas en rocas, aunque se han hallado masas compactas de hasta 420
toneladas.
Hoy en día, la demanda de cobre en el mundo es muy alta; sin embargo,
éste, al estar siendo reemplazado por sustancias químicas
artificiales, ha perdido su valor original, y su precio, tiende a disminuir,
cosa que desventaja considerablemente a nuestropaís, ya que el cobre en
la primera fuente de exportación.
Índice o Desarrolló
1°Generalidades del metal y minerales del cual se obtiene.
2° Ubicación de las minas y Geografía.
3° Breves descripciones de extracciones y métodos.
4° Impacto ambiental debido a la extracción y
purificación.
5° Cursos y aplicaciones.
6° Importancia socioeconómica.
7° Conclusiones.
8° Fuentes de consulta.
1° Generalidades del metal y minerales del cual se
obtiene.
El cobre forma parte de una cantidad muy elevada de
aleaciones que generalmente presentan mejores propiedades mecanicas,
aunque tienen una conductividad eléctrica menor. Las mas
importantes son conocidas con el nombre de bronces y latones.
Por otra parte, el cobre es un metal duradero porque
se puede reciclar un número casi ilimitado de veces sin que
pierda sus propiedades mecanicas.
Fue uno de los primeros metales en ser utilizado por el ser
humano en la prehistoria. El cobre y su aleación con
el estaño, el bronce, adquirieron tanta importancia
que los historiadores han llamado Edad del Cobre y Edad del
Bronce a dos periodos de la Antigüedad. Aunque su uso
perdió 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 cañones.
A partir del siglo XIX, concretamente de la invención
del generador eléctrico en 1831 por Faraday, el
cobre se convirtió de nuevo en un metal estratégico, al ser la
materiaprima principal de cables e instalaciones eléctricas.
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 por tanto es un oligoelemento esencial
para la vida humana.
El cobre se encuentra en una gran cantidad de alimentos habituales de la dieta
tales como ostras, mariscos,
legumbres, vísceras y nueces entre otros, ademas 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
hepatica conocida como enfermedad de Wilson.
El cobre es el tercer metal mas utilizado en el mundo, por detras
del hierro y
el aluminio. La producción mundial de cobre refinado se
estimó en 15,8 Mt en el 2006, con un
déficit de 10,7% frente a la demanda mundial proyectada de
17,7 Mt. Los pórfidos cupríferos constituyen
la principal fuente de extracción de cobre en el mundo
Minería del cobre
El cobre nativo suele acompañar a sus minerales en bolsas que afloran a
la superficie explotandose 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 piro
metalurgia y los segundos por otro proceso denominado
hidrometalurgia. Generalmente en la capa superior se encuentran los
minerales oxidados(cuprita, melatonina), junto a
cobre nativo en pequeñas cantidades, lo que explica su
elaboración milenaria ya que el metal podía extraerse
facilmente en hornos de fosa. A continuación, por debajo del
nivel freatico, se encuentran las piritas (sulfuros)
primarias calcosina (Cu2S) y cebellina (CuS) y finalmente
la secundaria calcopirita (FeCuS2) cuya explotación es mas
rentable que la de las anteriores. Acompañando 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 tecnología de obtención del cobre esta 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. Ésta es la causa de que muchas de las distintas
fases de producción tengan por objeto la eliminación de impurezas
2° Ubicaciones de las minas y Geografica.
LA CARIDAD
La Caridad es el complejo minero-metalúrgico mas importante e
integrado de México. Produce mas de 120 mil toneladas al
año de cobre y 19,500 toneladas de concentrado de molibdeno e
importantes volúmenes de oro y plata.
Mina a cielo abierto de pórfido de Cobre, Molibdeno,
Oro, Plata. El complejo minero, localizado en el Estado de Sonora,
México incluye una planta concentradora, una fundición,
refinería, una planta de alambrón, una planta SX/EW, una planta
de cal y dos plantas de acido sulfúrico. El depósito
estasituado cerca de la cresta de Sierra Juriquipa, cerca de 15 km al
sureste del poblado de Nacozari, Sonora,
México. El depósito de pórfido de cobre La Caridad ocurre
exclusivamente en rocas ígneas intrusivas félsicas a intermedias y brechas asociadas. El mineral
económico es encontrado como
sulfuros diseminados dentro de la parte central del depósito. La Caridad usa
sistemas de monitoreo computarizado en la concentradora, la cual tiene una
capacidad de 90,000 toneladas de mineral por día. El mineral es
extraído de la mina con una ley encima de 0.30% y es procesado en
concentrados de cobre y molibdeno. En Julio del 2006, se comenzó a
contratar nuevos trabajadores para reasumir las operaciones. En Julio del 2006,
se reabrió la mina y se ha repuesto el 100% de la capacidad de
producción para finales del 2006.
PIEDRAS VERDES
Mina productora de cobre por la vía de lixiviación en montones
con acido sulfúrico-planta ESDE. Ubicada en el sur del Estado, produce mas de 25 mil toneladas de cobre
anuales
Mina a cielo abierto de pórfido de Cobre por lixiviación. La
propiedad esta compuesta de 27 concesiones mineras que cubren un area de 4,054.23 ha en la parte Sur de Sonora,
México. El depósito es un prolongado
pórfido de cobre, donde la principal mineralización es en la
forma de calcopirita. La oxidación y lixiviación de la
mineralización primaria de 0.20 a 0.15% ha resultado en la
formación de zonas de enriquecimiento súper genético en la
forma de chalcolita y óxidos que comprenden el actual recurso lixiviable
de cobre conun promedio de ley de 0.36% a una ley cutoff o de corte de 0.10%
Cu. El proyecto utiliza minado a cielo abierto, lixiviación de
óxidos de cobre y Chalco cita, extracción por solvente (SX) y
electro obtención (EW). La capacidad anual de producción es de 70
millones de libras de catodos de cobre, las reservas probadas y
probables son estimadas en 194 millones de toneladas a una ley de 0.36% T Cu.
En Noviembre del 2008, se anunció que en respuesta a la reciente
caída de los precios de cobre, las actividades en las operaciones de
Piedras Verdes seran temporalmente suspendidas.
CANANEA
Considerada como
la mina mas importante de cobre de México. Las
reservas actuales minales son de mas de 2,100 millones de toneladas.
Mina en producción de Cobre, Oro y Plata. La
unidad opera a cielo abierto y extrae cobre por medio de una concentradora y
dos plantas de electro obtención y por solvente (SX/EW), la cual
esta localizada a 38 millas al sur del límite de Arizona. Cananea es uno de
los mas grandes depósitos de pórfido de cobre, la cual no
es común ya que la ley de cobre se incrementa con la profundidad.
En Marzo del 2007, se planeó construir una nueva planta SX/EW, con una capacidad de 33,000 toneladas métricas de
catodos de cobre por año.
3°breve descripción de extracción y
métodos.
METODOS GENERALES DE EXTRACCION DEL COBRE
Después de aplicar los procedimientos generales a la mena
correspondiente se aplica principalmente la concentración por
flotación a los minerales sulfurados. De allí se decide si
elcontenido de cobre es mayor al 3% se aplica la extracción por
vía seca (piro metalurgia), pero si esta entre 0,3% y 3% se aplica la
vía húmeda (hidrometalurgia)
1.-Extracción por vía seca o piro metalurgia: se obtiene un Cobre
bruto, a través de un concentrado denominado mata. El tratamiento de los
sulfuros de Cobre por vía seca comprende cuatro fases
1.1 Concentración: se consigue por flotación mediante la
adición de productos
químicos que hacen flotar los sulfuros de cobre, dejando los sulfuros de
hierro en el fondo.
1.2 Tostion previa del
material: se hace en un horno reverbero separación
parcial del hierro y eliminando parte del azufre, se basa en
dos hechos:
-El Azufre tiene mayor afinidad para el Cobre que separa el Hierro.
-El Oxígeno tiene mayor afinidad para el Hierro que
separa el Cobre.
1.3 Fusión: fase donde se obtiene una mata (mineral de Cobre
enriquecido, con
con 35% de Cu), consiste en hacer pasar toda la masa metalica a estado
líquido, se separa la escoria y el óxido férrico para
obtener una mata, el
producto de la tostion se funde en presencia de sílice, el cual al
combinarse
con el óxido de hierro produce el silicato de hierro y la ganga pasa al
estado
liquido. Posteriormente se pasa a convertir la mata en cobre puro el cual se
hace en dos fases
- En un convertidor se oxida el hierro, transformandose el óxido
ferroso en
silicato añadiendo sílice.
- Se cuela la escoria y se vuelve a soplar La temperatura se mantiene.
El cobre oxidado reacciona sobre el sulfuro. Los metales
preciososPasan al cobre negro o cobre bruto. El Cobre bruto se cuela en placas.
1.4 Afino: Se realiza en hornos de cubas. En horno eléctrico o en reverbero.
Para los concentrados finos, calentando a 1100 °C con el fin de obtener
matas. El de cubas se utiliza para
fundir chatarras y obtener cobre negro.
Y el afino del
cobre bruto se utiliza para obtener el anodo soluble y el
electrolítico es una solución acuosa con 15% de SO4CU y 5% de
acido
Sulfúrico.
2.-Extracción por vía húmeda o hidrometalurgia
Es un procedimiento por disolución y precipitación .Se aplica a
los minerales mas pobres, aplicando electrolisis a desplazando el Cobre
por el Hierro,
Cementando el Cobre sobre el Hierro y mediante golpeteo se obtiene lo que
llamamos Cobre cascara o Cobre de cementación el cual se somete
al afino.
4° Impacto ambiental debido a la extracción y
purificación.
Los emprendimientos de extracción y procesamiento de
minerales comprenden una serie de acciones que producen significativos
impactos ambientales, que perduran en el tiempo, mas alla de la
duración de las operaciones de extracción de minerales.
Los proyectos de este sector se relacionan con la
extracción, transporte y procesamiento
de minerales y materiales de construcción. Estas actividades
incluyen
operaciones en la superficie y subterraneas, para la producción
de minerales metalicos, no metalicos e industriales, materiales
de construcción y fertilizantes;
extracción in situ de los minerales fundibles o solubles (notablemente,
azufre y mas recientemente, cobre),dragado y extracción
hidraulica, junto a los ríos y aguas costaneras,
lixiviación de las pilas de desechos en las minas (principalmente oro y
cobre).
Para transportar los materiales dentro del area de la mina y a
la planta de procesamiento, se requieren flotas de equipos de extracción
y transporte (camiones, cuchillas, palas, dragas, ruedas de
cangilones y rapadoras), bandas, poliductos o rieles. Las
instalaciones de procesamiento en el sitio incluyen las plantas de
preparación y lavado de carbón. Y materiales de
construcción, plantas de preparación, concentradores,
lixiviación en el sitio de la mina y, dependiendo de los aspectos
económicos, fundiciones y refinerías en o fuera del sitio. Una
operación grande de extracción o fabricación es un complejo industrial importante, con miles de
trabajadores; requiere infraestructura de servicios públicos,
un campo de aviación, carreteras, un ferrocarril,
un puerto (si es pertinente), y todas las instalaciones comunitarias
correspondientes.
Impactos ambientales potenciales
Todos los métodos de extracción minera producen algún
grado de alteración de la superficie y los estratos subyacentes,
así como
los acuíferos. Los impactos de la exploración y pre desarrollo,
usualmente, son de corta duración e incluyen:
alteración superficial causada por los caminos de acceso, hoyos y fosas
de prueba, y preparación del sitio;
polvo atmosférico proveniente del trafico, perforación,
excavación, y desbroce del sitio;
ruido y emisiones de la operación de los equipos a diésel;
alteración delsuelo y la vegetación, ríos, drenajes,
humedales, recursos culturales o históricos, y acuíferos de agua
freatica; y, conflictos con los otros usos de la tierra.
Tanto la extracción superficial, como
la subterranea, incluyen los siguientes aspectos: drenaje del area de la mina y descarga del agua de la misma; remoción y
almacenamiento/eliminación de grandes volúmenes de desechos; y
traslado y procesamiento de los minerales o materiales de construcción.
Este removimiento requiere el uso de equipos de
extracción y transporte a diésel o eléctricos, y una
numerosa y calificada fuerza laboral. Se requeriran amplios servicios de
apoyo, p.ej., un complejo de transporte, oficinas y
talleres (parte de estos funcionaran bajo tierra en las minas
subterraneas) y servicios públicos. El transporte del mineral
dentro del area de la mina y hacia las instalaciones de procesamiento
puede utilizar camiones, transportadores, el ferrocarril, poliducto o banda de
transporte, y generalmente, incluira instalaciones de almacenamiento a
granel, mezcla y carga.
Las minas superficiales incluyen las canteras, fosas
abiertas, minas a cielo abierto y de contorno, y removimiento de la cima de una
montaña, que puede ser de pocas hectareas, o varios
kilómetros cuadrados. Estas operaciones implican la
alteración total del area del proyecto, y producen grande(s)
fosa(s) y cantera(s) abierta(s) y enormes pilas de sobre capa; sin embargo, es
posible, a menudo, rellenar las areas explotadas durante y
después de la operación. Las preocupaciones ambientales de
laextracción superficial incluyen las partículas
atmosféricas provenientes del trafico vehicular, voladura,
excavación y transporte; las emisiones, ruido, y vibraciones de los
equipos a diésel y la voladura; las descargas de agua contaminada de la
mina; interrupción de los acuíferos de agua freatica;
remoción del suelo y la vegetación; y los efectos visuales. Se
excluyen los otros usos de la tierra en el sitio durante
las actividades de extracción y producción. La estabilidad del
talud o antepecho constituye una preocupación importante durante este
proceso. La buena practica de extracción requiere vigilancia
constante para detectar cualquier movimiento del frente del
antepecho que podría señalar la falla inminente del talud.
Los métodos de extracción subterranea
incluyen el trabajo de anchura y pilar, grada al revés,
socavación y derrumbe, y frente corrido. Esto trae consigo la
formación de grandes vacíos debajo de la superficie de la tierra
y montones de piedra de desecho sobre la misma; en muchos casos, sin embargo,
se rellenan porciones de los espacios subterraneos durante
la extracción. La mayor parte de la excavación ocurre debajo de
la tierra y requiere el uso de equipos de voladura,
sin embargo, se realizan operaciones en la superficie también. Los
posibles impactos de la extracción subterranea incluyen el retiro
del suelo y la vegetación, creación de polvo, emisiones de los
equipos a diésel que trabajan en la superficie, ruido, vibraciones causadas
por la voladura, gases desfogados (voladura, operaciones a diésel),descargas de agua contaminada de la mina (nitratos, metales
pesados, acido, etc.), alteración de los acuíferos de agua
freatica, fracturas, inestabilidad o hundimiento de la tierra y
obstaculos visuales. La extracción hidraulica o a draga se
realiza, usualmente, con los materiales aluviales que se encuentran junto a los
lechos y orillas de los ríos modernos y antiguos, y en las areas
costaneras o los humedales. La excavación y procesamiento se efectúan
con dragas flotantes a diésel (de cangilones y escaleras, de
succión, o de rueda de cangilones), con las bombas y equipos de
procesamiento de primera etapa a bordo; con dragas a diésel instaladas
en la orilla, transportadores, planta de procesamiento o monitores
hidraulicos (p.ej., poderosos chorros de agua que lavan el material de
la orilla); o con exclusas que recolectan y dirigen el escurrimiento, y equipos
de separación. Estas operaciones alteran, totalmente,
los estratos extractados y modifican la topografía local.
Durante el dragado, el material extraído se levanta del fondo mediante
succión o excavadores mecanicos y luego se procesa; los desechos
se vierten al agua o al suelo. Se barre el fondo sistematicamente, durante la extracción con la draga; ésta se
desplaza por el río o la orilla del
mar; se profundizan o se modifican los canales del río, ademas, se ahondan
los humedales y las areas costaneras, dejando grandes montones de
desechos. En las operaciones de arena y ripio, el material recuperado puede ser
llevado a la orilla por poliducto, transportador o barcaza.Usualmente, se
concentran los minerales a bordo (mecanica o químicamente, o
mediante amalgamación) y se envían los productos de esta
concentración o amalgama a la orilla para mejoramiento o procesamiento.
El mercurio, que es el agente de amalgamación para el oro y la plata,
provoca problemas ambientales muy especiales, y debera ser manejado como
corresponde. En la explotación de placeres, puede haber
intensiva extracción de los antiguos bancos fluviales, muy arriba del nivel actual de lecho del río.
La lixiviación in situ necesita una amplia red superficial de hoyos, muy
cerca el uno al otro, y poliductos y bombas para recircular el lixiviado por el
cuerpo mineral (y luego de la extracción del mineral, se
bombea una solución de lavado o neutralización). Los problemas
operativos incluyen la pérdida de control del lixiviado, problemas con la tubería,
derrames, fugas, e insuficiencia del
lavado o neutralización. Los impactos incluyen la alteración del
suelo, vegetación, recursos culturales e históricos,
degradación de la calidad del aire debido a las partículas y las
emisiones de los equipos a diésel, contaminación de las aguas
freaticas con el lixiviado, y de las aguas superficiales con los
derrames, y el ruido de las operaciones (taladros, trafico, bombas). La
lixiviación in situ necesita una amplia red local de transporte, ya
pequeña y calificada fuerza laboral, equipos (taladros, camiones,
grúas, generadores a diésel, bombas eléctricas), agua,
fuente de energía eléctrica, instalaciones de apoyo (oficina,
taller,almacenamiento y vivienda), campo de
aviación, y caminos de acceso.
Tierra
Durante el proceso de extracción superficial, el removimiento y
almacenamiento de la sobre capa, y la construcción de las instalaciones
auxiliares, significa la eliminación o cubierta de los suelos o
vegetación, alteración o represamiento los ríos, drenajes,
humedales o areas costaneras, y modificación profunda de la
topografía de toda el area de la mina. Durante el dragado o
extracción de placeres, se concentran estos efectos en las areas
hídricas: se desvían los canales de los ríos, se crean
lagunas residuales, y se eliminan las playas; se utilizan las orillas para
depositar los desechos y construir las instalaciones auxiliares.
La extracción subterranea requiere terreno para la
eliminación de los desechos de piedra, almacenamiento de los minerales y
materiales pobres, y la construcción de las instalaciones auxiliares,
cuyos efectos seran similares a los que se enumeraron, anteriormente, en
el caso de la extracción superficial. La tierra en la superficie de las
minas sera inestable, y se producira fracturación y
hundimiento. La extracción puede causar la pérdida o
modificación de los suelos, vegetación, habitat de la
fauna, ríos, humedales, recursos culturales e históricos, hitos
topograficos, pérdida temporal o permanente de la productividad
de la tierra, y contaminación de los suelos debido a los materiales
minerales y sustancias tóxicas.
Aire
Las partículas atmosféricas provienen de la voladura,
excavación y movimiento de tierras, transporte,transferencia
de materiales, erosión eólica de la tierra floja durante la
extracción superficial, o cualquier operación que ocurre en la
superficie de las minas subterraneas. Los nitratos emitidos por la
voladura y los productos de la combustión que producen los equipos a
diésel, pueden estar presentes en las minas, tanto superficiales, como
subterraneas. Puede haber una
concentración de radón en los respiraderos de las minas
subterraneas. En las operaciones de dragado e in situ,
estaran presentes los productos de combustión de los equipos a
diésel. Durante el procesamiento, las partículas
atmosféricas seran producidas por el transporte, reducción
(tamizado, trituración o pulverización), trafico
vehicular, erosión eólica de las areas secas de la piscina
de relaves, caminos y pilas de materiales.
Agua
Los hoyos mal sellados, o que no tengan el entubado adecuado, pueden permitir
intercambio y contaminación entre los acuíferos. Si no es
neutralizada o tratada adecuadamente, el efluente del proceso de
eliminación de agua de las minas superficiales o subterraneas,
puede ser muy acido, y contaminara las aguas superficiales
locales y las aguas freaticas de poca profundidad, con nitratos, metales
pesados o aceite de los equipos, reduciendo las existencias locales de agua, o
causando erosión en los ríos y canales. El removimiento de los
estratos de piedra puede interrumpir la continuidad del acuífero local, y producir
interconexiones y contaminación entre las aguas subterraneas; el
material de relleno puede alterar lascaracterísticas hídricas y
calidad del
agua. El dragado y la extracción de placeres, degradan la calidad del agua superficial, al
aumentar su volumen de sólidos suspendidos, considerablemente, reducir
la transmisión de luz, y recircular cualquier contaminante que se
encuentra en los sedimentos del
fondo. La extracción in situ puede contaminar el acuífero si se
pierde control del
lixiviado o se deja de neutralizar adecuadamente la región lixiviada al
finalizar las operaciones.
Se pueden degradar las aguas superficiales locales si se descargan
incorrectamente las aguas de proceso contaminadas, o si se produce
filtración o fugas en las piscinas o poliductos de relaves, o si los
solventes, lubricantes y químicos del proceso se derraman o se
eliminan inadecuadamente.
5° Cursos y aplicaciones.
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.
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
mecanica, lo han convertido en el material mas 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.
También sonde cobre la mayoría de los cables telefónicos,
los cuales ademas posibilitan el acceso a Internet.
Las principales alternativas al cobre para telecomunicaciones
son la fibra óptica y los sistemas inalambricos.
Por otro lado, todos los equipos informaticos y de
telecomunicaciones contienen cobre en mayor o menor medida, por ejemplo en
sus circuitos integrados, transformadores y cableado interno.
Construcción y ornamentación
Cara de la Estatua de la Libertad de Nueva York, hecha con
laminas de cobre sobre una estructura de acero.
Una gran parte de las redes de transporte de agua estan hechas
de cobre o latón, 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 plastico, las de cobre tienen la
ventaja de que no arden
en caso de incendio y por tanto no liberan humos y gases potencialmente
tóxicos. El cobre y, sobre todo, el bronce se utilizan también como
elementos arquitectónicos y revestimientos
en tejados, fachadas, puertas y ventanas. El cobre se emplea
también a menudo para los pomos de
las puertas de locales públicos, ya que sus propiedades anti-bacterianas
evitan la propagación de epidemias. Dos aplicaciones
clasicas 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
producciónmundial de cobre.
Monedas
Desde el inicio de la acuñación de monedas en
la Edad Antigua el cobre se emplea como materia prima de las mismas,
a veces puro y, mas a menudo, en aleaciones como el bronce y
el cuproníquel.
Ejemplos de monedas que incluyen cobre puro
Las monedas de uno, dos y cinco céntimos de
euro son de acero recubierto de cobre. La moneda de un centavo de dólar estadounidense es de
cinc recubierto de cobre.
Ejemplos de monedas de cuproníquel:
Disco interior de la moneda de un euro y
parte exterior de la moneda de dos euros. Monedas
de 25 y 50 céntimos de dólar estadounidense. Monedas españolas de 5, 10, 25, 50 y 200 pesetas
acuñadas desde 1949.
Ejemplos de monedas de otras aleaciones de cobre:
Las monedas
de diez, veinte y cincuenta céntimos de euro
son de oro nórdico, una aleación que contiene un 89% de
cobre.77 Las monedas argentinas de 5, 10, 25 y 50 centavos
de peso en su versión dorada, son de 92% de cobre y 8%
de aluminio.
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.
6° Importanciasocioeconómica.
Otras aleaciones
Otras aleaciones de cobre con aplicaciones técnicas son las siguientes
Cobre-cadmio (Cu-Cd): son aleaciones de cobre con un pequeño porcentaje
de cadmio y tienen con mayor resistencia
que el cobre puro. Se utilizan en líneas eléctricas aéreas
sometidas a fuertes solicitaciones mecanicas como catenarias y
cables de contacto para tranvías.
Cobre-cromo (Cu-Cr) y Cobre-cromo-circonio (Cu-Cr-Zr): tienen una alta conductividad eléctrica y térmica. Se
utilizan en electrodos de soldadura por resistencia, barras
de colectores, contactares de potencia,
equipos siderúrgicos y resortes conductores.
Cobre-hierro-fósforo (Cu-Fe-P). Para la fabricación de elementos que requieran una buena
conductividad eléctrica y buenas propiedades térmicas y
mecanicas se añaden al cobre partículas
de hierro y fósforo. Estas aleaciones se utilizan
en circuitos integrados porque tienen una buena conductividad
eléctrica, buenas propiedades mecanicas y tienen una alta resistencia
a la temperatura.
Cobre-aluminio (Cu-Al): también 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 artísticos. Tienen buenas propiedades
mecanicas y una elevada resistencia a la corrosión.
Se utilizan también para los trenes de aterrizaje de los aviones , en ciertas construcciones mecanicas.
Cobre-berilio (Cu-Be): es una aleación constituida esencialmente por
cobre. Esta aleación tiene importantes propiedades mecanicas y
gran resistencia
ala corrosión. Se utiliza para fabricar muelles, moldes para
plasticos, electrodos para soldar por resistencia y
herramientas anti de flagrantes.
Cobre-plata (Cu-Ag) o cobre a la plata: es una aleación
débil por su alto contenido de cobre, que se caracteriza por una alta dureza que le permite soportar temperaturas de hasta
226 °C, manteniendo la conductividad eléctrica del cobre.
Constatan (Cu55Ni45): es una aleación formada por un 55% de cobre y un 45% de níquel. Se
caracteriza por tener un una resistividad eléctrica de 4,9•10−7 Ω•m casi constante en un
amplio rango de temperaturas, con un coeficiente de temperatura de 10−5 K−1.
Se emplea en la fabricación
de termopares, galgas extensión
métricas y monedas.
Manganina (Cu86Mn12Ni2): es otra aleación con un
muy bajo coeficiente de temperatura y se utiliza en galgas extensión
métricas y resistores de alta estabilidad. Ademas,
su potencial termoeléctrico de contacto con el cobre
por efecto Seebeck es muy pequeño (+0,6 mV/100 K).
Su resistividad eléctrica es de unos 4,9•10−7 Ω•m
y su coeficiente de temperatura es de 10−8 K−1.
Algunas aleaciones de cobre tienen pequeños
porcentajes de azufre y de plomo que mejoran
la maquina vialidad de la aleación. Tanto el plomo como
el azufre tienen muy baja solubilidad en el cobre, separandose
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 maquina vialidad de la aleación
