Bronce vs cobre, ¿cuál es la diferencia?

Durante miles de años, el bronce y el cobre han sido metales útiles incluso antes de la era del aluminio y el acero. Hasta hoy, ambos metales siguen teniendo una amplia aplicación en la industria manufacturera moderna. Ambos metales se denominan en el sector metales rojos y, debido a su existencia ancestral, han servido como punto de partida para otros metales en forma de aleaciones. Sin embargo, el bronce es una aleación de cobre y puede resultar algo complicado diferenciarlo del cobre. En este sentido, este artículo explorará el cobre y el bronce para establecer comparaciones que permitan diferenciarlos. Este artículo presenta de forma detallada las propiedades físicas, químicas y mecánicas del cobre y del bronce.

Primero, conozcamos qué son el bronce y el cobre

Como se mencionó anteriormente, este artículo tiene como objetivo establecer comparaciones entre el bronce y el cobre utilizando diversas propiedades. Pero antes de proceder a diferenciar el bronce del cobre, echemos un vistazo al bronce y al cobre.

¿Qué es el bronce?

En términos sencillos, el bronce es simplemente el resultado de añadir estaño al cobre, aunque contiene más que solo estaño. El bronce se descubrió alrededor del año 3500 a. C., antes de que se desarrollara el método químico exacto. Hoy, el bronce se define como una aleación de cobre que se ha definido especificando los elementos aleantes y las propiedades de trabajo.

El bronce, como aleación de cobre, está compuesto por elementos aleantes distintos del cobre y el estaño, entre ellos manganeso, plomo, zinc, níquel, antimonio, silicio y más. Esta composición elemental del bronce es responsable de su mejora y, como resultado, los diseñadores del sector ahora disponen de una amplia variedad de grados de bronce entre los que elegir. En consecuencia, un bronce típico es frágil y presenta un color marrón rojizo/dorado con baja fricción al entrar en contacto con otros metales.

¿Qué es el cobre?

El cobre se conoce como metal nativo y ocasionalmente se encuentra como metal libre en la naturaleza. Los artefactos de este metal nativo se descubrieron por primera vez en zonas primitivas como los indígenas del noroeste del Pacífico, conocidos desde la antigüedad, remontándose a alrededor del año 5000 a. C. Durante esta época antigua, el cobre se utilizaba para fabricar armas y herramientas, y también estaba disponible para aplicaciones decorativas.

Hoy, el cobre tiene una amplia variedad de aplicaciones porque es blando, dúctil y maleable, con una conductividad eléctrica y térmica muy alta. Se encuentra su aplicación en la construcción de edificios, como conductor de calor y electricidad, y como componente para producir otras aleaciones metálicas. Dichas aplicaciones de aleación incluyen bronce, latón, cuproníquel y muchas más. Una pieza de cobre recién expuesta muestra una coloración marrón rojiza.

Comparemos 17 diferencias entre el bronce y el cobre

En este capítulo, nos centramos en establecer comparaciones utilizando diferentes propiedades individuales del bronce y del cobre.

Bronce vs cobre: composición elemental

El bronce y el cobre pueden diferenciarse estableciendo una comparación mediante su composición elemental. En comparación, el cobre es un metal de transición no ferroso que existe en su estado puro. A diferencia del bronce, es un metal que se encuentra en la naturaleza y es directamente apto para su procesamiento. Además de su presencia natural, también puede existir como elemento aleante en otros metales como el bronce.

Por otro lado, el bronce, que es una aleación de cobre, está compuesto por cobre (Cu) y estaño (Sn) como su composición elemental principal. Además de su composición principal, contiene otros elementos según su forma de aleación, entre ellos:

• Níquel (Ni)
• Plomo (Pb)
• Aluminio
• Fósforo (P)
• Antimonio
• Silicio (Si)
• Cobalto
• Azufre (S)
• Zinc
• Cromo

Bronce vs cobre: resistencia a la corrosión

Una forma de diferenciar el bronce del cobre es establecer comparaciones basadas en su nivel de resistencia a la corrosión. Se observa que el bronce —una aleación de cobre— se oxida al exponerse al aire y forma una capa protectora llamada pátina moteada. Esta reactividad se atribuye a su contenido de cobre y, como resultado, la superficie del bronce queda protegida contra la corrosión. Esto es especialmente relevante en entornos de agua salada, de ahí su aplicación en piezas marinas y herrajes para embarcaciones. Sin embargo, cuando el bronce entra en contacto con compuestos de cloro, su contenido de cobre se degrada gradualmente con el tiempo. Este proceso se conoce como «enfermedad del bronce».

Por otro lado, el cobre también puede oxidarse y formar una pátina moteada que previene la corrosión. Dado que ninguno de los dos metales contiene hierro, se dice que poseen una excelente resistencia a la corrosión. En conclusión, el bronce es naturalmente más resistente a la corrosión que el cobre.

Bronce frente a cobre: conductividad eléctrica

La conductividad eléctrica de un metal se define como la medida de la cantidad de corriente generada por la superficie objetivo de un material. En la mayoría de las industrias manufactureras, el cobre es el estándar con el que se clasifican los materiales eléctricos. Esto significa que la clasificación de conductividad de estos materiales se expresa como una medida relativa al cobre. Se considera que el cobre tiene una conductividad del 100 %, mientras que las demás clasificaciones de conductividad se expresan según el IACS (International Annealed Copper Standard, norma internacional del cobre recocido).

Por otro lado, se dice que el bronce tiene una conductividad del 15 % respecto al cobre. El bronce está compuesto mayoritariamente por cobre, pero presenta una baja conductividad eléctrica, lo que puede atribuirse a la presencia de otros elementos de aleación.

Bronce frente a cobre: conductividad térmica

La conductividad térmica es otra medida que permite diferenciar el cobre del bronce. Es la medida de cómo el cobre y el bronce pueden utilizarse en aplicaciones térmicas. Al medir su conductividad térmica, se determina la cantidad de energía y la velocidad a la que esta puede transferirse. En comparación, el bronce es una aleación de cobre, mientras que el cobre se encuentra en estado puro.

Las aleaciones tienen una conductividad térmica que aumenta con la temperatura, mientras que los metales puros tienen una conductividad térmica que se mantiene constante al aumentar la temperatura. El bronce tiene la conductividad térmica más alta (229 – 1440 BTU-in/hr-ft²-°F), mientras que el cobre tiene la más baja (223 BTU-in/hr-ft²-°F).

Bronce frente a cobre: punto de fusión

Es muy importante considerar el punto de fusión de un material para un proyecto. Esto se debe a que, al fundirse, un material utilizado como componente de una máquina puede fallar. En ese momento, el material ya no puede cumplir su función, pues ha pasado de su estado sólido a su estado líquido.

Además, si se consideran los materiales por su conformabilidad, el punto de fusión de dichos materiales es un factor muy importante. Esto se debe a que, cuanto menor sea la temperatura, más conformable será el material. El cobre tiene el punto de fusión más alto en comparación con el bronce. El cobre se funde a 1084 °C, mientras que el punto de fusión del bronce oscila entre 315 y 1080 °C.

Bronce frente a cobre: dureza

La dureza de un material se define como su resistencia a la deformación plástica local producida por la penetración de una fuerza predeterminada sobre una superficie plana. La dureza de un material puede medirse con la escala de dureza Brinell, una de las pruebas de dureza más comunes disponibles. En esta escala, el cobre obtiene un valor de 35, inferior en la métrica en comparación con el bronce, cuyo valor oscila entre 40 y 420. Este resultado indica que el bronce es mucho más duro que el cobre. En consecuencia, es frágil, lo que lo hace más propenso a la fractura en comparación con el cobre.

Si la trabajabilidad es un requisito para un proyecto, el cobre es la elección perfecta. Sin embargo, si la resistencia al desgaste y la resistencia mecánica son requisitos prioritarios por encima de la trabajabilidad, se opta por el bronce en lugar del cobre.

Bronce frente a cobre: peso

La comparación de peso también es un factor crucial al elegir entre bronce y cobre para un proyecto. En una situación en la que el bajo peso sea un requisito importante para el éxito de un proyecto, el bronce parece ser la elección perfecta. Esto se mide utilizando el agua como referencia de gravedad específica, con un valor de 1. Según el sistema métrico, el bronce presenta una densidad que oscila entre 7400 y 8900 kg/m³, lo que lo convierte en el más ligero de los dos. Por otro lado, el cobre presenta una densidad de 8930 kg/m³, lo que lo convierte en el más pesado.

Bronce frente a cobre: durabilidad

La durabilidad de un material está determinada por una buena renovabilidad, una buena reparabilidad y el mantenimiento. Todo material duradero debe ser capaz de adaptarse a las evoluciones tecnológicas, técnicas y de diseño. En este sentido, el bronce es un material metálico duro y resistente que no se flexiona con facilidad. Es altamente resistente a la corrosión gracias a su capacidad para soportar el agua. Por otro lado, el cobre presenta una gran flexibilidad en comparación con el bronce. Por lo tanto, puede afirmarse que el bronce es una alternativa mucho más resistente y duradera que el cobre.

Bronce vs. cobre: mecanizabilidad

La mecanizabilidad es una puntuación comparativa que se asigna a los materiales metálicos para determinar cómo reaccionan al esfuerzo de mecanizado. Este esfuerzo de mecanizado puede incluir estampado, torneado, fresado y más. Al comparar la mecanizabilidad del bronce y el cobre, el cobre mostró una mayor mecanizabilidad. Esto puede atribuirse a la dureza del bronce. El bronce es duro y resistente, y no se flexiona con facilidad en comparación con el cobre, que es muy flexible.

Además, las aleaciones de cobre son bastante dúctiles para el mecanizado. Según sea el caso, si la mecanizabilidad es un objetivo al elegir entre bronce y cobre para un proyecto, sin duda el cobre es una elección perfecta.

Bronce vs. cobre: conformabilidad

La conformabilidad se refiere a la capacidad de un material para presentar deformación plástica sin dañarse al conformarse. En este sentido, se dice que el cobre tiene una conformabilidad excepcional, lo cual se evidencia en su capacidad para producir alambre de tamaño micrométrico con los mínimos recocidos de ablandamiento. Sin embargo, cierto bronce es conformable, incluido el bronce fosforoso PB1, que puede conformarse en frío mediante técnicas de conformado con matriz.

Bronce vs. cobre: soldabilidad

El bronce y el cobre son soldables en su respectivo dominio y también pueden unirse entre sí utilizando equipos MIG y soldadura de bronce al silicio. De todas las grados de bronce soldables, el bronce sin plomo demuestra una soldabilidad aceptable porque se agrieta en condiciones de tensión. Esto puede evitarse utilizando SMAW.

Por otro lado, el cobre libre de oxígeno y el cobre desoxidado son más fáciles de soldar. MIG y TIG son los métodos de soldadura preferidos, mientras que la soldadura MMA y la oxiacetilénica pueden utilizarse en la reparación de componentes de cobre tough pitch.

Bronce vs. cobre: límite elástico

El límite elástico de un material se refiere al esfuerzo al que se produce una cantidad predeterminada de deformación permanente en dicho material. En comparación, el bronce presenta un límite elástico mayor que el cobre. Para respaldar esta afirmación, el bronce tiene el límite elástico más alto, de 69,0 – 800 MPa (10000 – 116000 psi), mientras que el cobre posee 33,3 MPa (4830 psi).

Bronce vs. cobre: resistencia a la tracción

En la industria actual, muchos fabricantes consideran la resistencia del material como uno de los factores cruciales para elegir un material sobre otro. Este caso no es una excepción, de ahí una de las razones de esta comparación. Al comparar ambos, descubrimos que, en una situación en la que se requiere resistencia, el bronce es una elección perfecta. El bronce presenta una resistencia a la tracción que oscila entre 350 MPa y 635 MPa, mientras que el cobre presenta una resistencia a la tracción de 210 MPa.

Bronce vs. cobre: resistencia al cizallamiento

La resistencia al cizallamiento de un metal es la propiedad que describe la resistencia de dicho metal frente a una carga de cizallamiento antes de que el componente falle por cizallamiento. La falla por deslizamiento o la acción de cizallamiento, tal como la representa la resistencia al cizallamiento, normalmente se produce en paralelo a la dirección de la fuerza que actúa sobre un plano. En comparación, el bronce presenta la mayor resistencia al cizallamiento, que oscila entre 35000 psi y 47000 psi. Por otro lado, el cobre presenta la menor resistencia al cizallamiento (25000 psi).

Bronce vs. cobre: color

Puede resultar algo complicado determinar el color del bronce y el cobre. Ambos metales son de algún modo de color marrón rojizo, pero pueden diferenciarse. El marrón rojizo del bronce se caracteriza por un dorado apagado, mientras que el cobre recién expuesto se caracteriza por un color naranja rosado.

Bronce vs. cobre: precio

Dado que el bronce y el cobre pueden existir en diferentes grados, su precio puede variar. Sin embargo, aunque el precio del bronce y el cobre puede variar según el grado, el cobre suele ser el más caro cuando se comparan piezas iguales de material. El menor precio del bronce puede atribuirse al menor contenido de cobre en la aleación de cobre.

Bronce vs. cobre: aplicaciones

El bronce es una aleación de cobre que existe en una gran variedad de formas. Se encuentra en una amplísima gama de aplicaciones. El bronce se utiliza en aplicaciones como instrumentos musicales, contactos eléctricos y en hélices de barcos y cojinetes sumergidos. Algunos cojinetes específicos se fabrican en bronce debido a su excelente resistencia a la fricción, su dureza y sus propiedades de resistencia al desgaste. Por ello, se emplean en resortes, casquillos, cojinetes piloto de transmisiones automotrices, cojinetes para pequeños motores eléctricos y muchas más.

El bronce es aplicable en la fabricación de martillos, mazos, llaves y otras herramientas duraderas, ya que al golpear una superficie dura no generan chispas. El bronce se utiliza ampliamente para fabricar lana de bronce para aplicaciones de carpintería. Otra aplicación común del bronce es la fundición de esculturas de bronce. Se consideran la forma más elevada del arte escultórico en la Antigua Grecia. El bronce existe en diferentes aleaciones y sus propiedades se describen a continuación:

Este tipo de grado de bronce se utiliza comúnmente en la industria por su alta resistencia y su resistencia a la corrosión. El bronce al manganeso 863 es una opción ideal para aplicaciones de servicio pesado gracias a su durabilidad y longevidad. Se encuentra principalmente en aplicaciones como equipos de construcción y agrícolas. Es aplicable en la fabricación de lo siguiente:

• Bronce para engranajes
• Pasadores de puente
• Cuñas y levas
• Cojinetes de carga
• Componentes de cilindros hidráulicos
• Tuercas de apriete
• Válvulas de vástago grandes

Esta aleación de bronce es muy conocida por su calidad de resistencia a la corrosión y su aplicación se encuentra en la exposición al agua de mar. Aunque el bronce al estaño 907 es moderadamente mecanizable, ofrece un rendimiento excelente en aplicaciones de desgaste y fatiga. Este grado de bronce es aplicable en la fabricación de

• Bronce para engranajes
• Cojinetes
• Accesorios marinos
• Casquillos
• Componentes de bombas
• Aros de pistón

El bronce al estaño 917 es popularmente conocido por su capacidad de carga en materiales sometidos a cargas de movimiento lento e irregular. Cuando se utiliza, requiere una lubricación adecuada y es altamente resistente a la corrosión. El bronce al estaño 917 se encuentra en las siguientes aplicaciones:

• Plataformas giratorias para puentes
• Ruedas en transmisiones de tornillo sin fin
• Cojinetes de baja velocidad y alta carga
• Engranajes
• Componentes de puentes móviles

Entre las aleaciones no ferrosas más resistentes disponibles en la industria se encuentra el bronce al aluminio 955. Ofrece una amplia variedad de beneficios a sus usuarios, como alta dureza y alargamiento, superior resistencia a la compresión y al límite elástico, resistencia a la corrosión del agua de mar, alta resistencia térmica y muchas más. El bronce al aluminio 955 es uno de los bronces soldables y mecanizables más demandados. Ofrece aplicaciones en lo siguiente:

• Motor de aeronave (asientos, guías de válvulas)
• Casquillos
• Agitadores
• Bronce para engranajes
• Componentes del tren de aterrizaje
• Tornillos sin fin
• Decapado (cestas/ganchos)

Este tipo de aleación de bronce es un grado extremadamente resistente que presenta una resistencia a la corrosión superior entre todos los grados. Por ello, es popularmente conocido y utilizado hoy en la industria manufacturera. El bronce al aluminio 954 ofrece mayor soldabilidad, alta resistencia al límite elástico y a la tracción, resistencia a la temperatura y muchas más. El bronce al aluminio 954 se encuentra en las siguientes aplicaciones:

• Engranajes rectos
• Cojinetes
• Decapado (cestas/ganchos)
• Tornillos sin fin y engranajes de tornillo sin fin (baja velocidad/alta resistencia)
• Casquillos
• Componentes de válvulas

El cobre se utiliza mayormente como metal puro, pero cuando la mayor dureza es una prioridad, se conforma en bronce o latón. Durante más de dos siglos se ha utilizado pintura de cobre en los cascos de las embarcaciones para controlar el crecimiento de plantas y mariscos. Además, el cobre se ha utilizado, aunque en pequeñas cantidades, para suplementos nutricionales y fungicidas en la agricultura. A continuación se presentan las principales aplicaciones del cobre tal como se encuentran en el entorno manufacturero:

Como se indicó en el capítulo dos, en la sección de conductividad eléctrica, el cobre siempre se utiliza como estándar para medir la conductividad eléctrica de otros materiales conductores. Posee una conductividad del 100 %, mientras que otros materiales conductores se miden en relación con el cobre.

Como resultado, el cobre sigue siendo el conductor eléctrico más preferido en este ámbito. Esto se puede encontrar donde el cobre se utiliza para el cableado eléctrico, aunque es menos preferido para la transmisión eléctrica aérea. Su uso se encuentra principalmente en transmisión, distribución, generación de energía, telecomunicaciones, circuitos, transformadores de potencia y una gran variedad de equipos eléctricos.

El cobre se utiliza para sustituir al aluminio en circuitos impresos y placas de circuitos integrados gracias a su conductividad superior. El cobre también se emplea en disipadores de calor e intercambiadores de calor porque presenta la propiedad superior de disipación térmica. Puede utilizarse en electroimanes, tubos de rayos catódicos, tubos de vacío, magnetrones de hornos de microondas y muchas aplicaciones más.

El cobre siempre ha sido muy demandado por su eficiencia en los motores eléctricos. Ha aumentado el uso del cobre en la fabricación de las bobinas empleadas en motores eléctricos. Del total del consumo de electricidad, el motor y los sistemas accionados por motor representan entre el 43 % y el 46 %. Esto significa que el cobre se utiliza intensamente en este ámbito.

Desde el descubrimiento del cobre, se ha comprobado que tiene aplicaciones en baberos, bóvedas, puertas, tejados, canalones de lluvia, bajantes, puertas, tejados, cúpulas, agujas y muchas más. Esto se debe a que el cobre es un material arquitectónico duradero, resistente a la corrosión y a la intemperie.

Hoy en día, el cobre ofrece un beneficio adicional, ya que se utiliza en revestimientos de paredes interiores y exteriores, juntas de dilatación de edificios, apantallamiento de radiofrecuencia y muchas aplicaciones más. En diseño arquitectónico, el cobre se emplea en productos decorativos de interior, como pasamanos, accesorios, encimeras, baños y muchos más.

Otro uso destacado del cobre es el antimicrobiano. Puede transformarse en aleaciones que ofrecen actividad antimicrobiana. Un ejemplo de la variedad de organismos que puede combatir es la Escherichia Coli. Las piezas fabricadas con esta aleación de cobre se utilizan principalmente en el sector de la salud pública para fabricar mesas sobre cama, equipos de gimnasios, sanitarios, lavabos, asas de carritos de la compra y más. Esta aplicación se encuentra en países como el Reino Unido, Japón, EE. UU., China, Corea, Australia, Brasil y muchos más.

El cobre tiene aplicación en la prevención del crecimiento de muchas formas de vida, por lo que se dice que es bioestático. Debido a su naturaleza bioestática, el cobre se utiliza para revestir las piezas de los barcos y protegerlas contra los percebes y los mejillones. El cobre presenta una notable actividad antimicrobiana y, por ello, se emplea a menudo en la fabricación de materiales de red para prevenir la bioincrustación.

Hoy en día, el cobre se utiliza como medio de inversión debido a su creciente uso en el ámbito de la fabricación. Algunos inversores almacenan cobre en forma de redondos y barras de metal, mientras que otros invierten en su uso para la producción de paneles solares, motores de turbina y otras fuentes de energía renovable.

Tabla resumen

¿Cómo distinguir el bronce del cobre?

El bronce y el cobre pueden diferenciarse por su color respectivo. Aunque puede resultar complicado, se puede hacer con rapidez.

• Para diferenciar el bronce del cobre, primero limpie los dos metales, ya que ambos pueden desarrollar una pátina verdosa en la superficie.
• Tras la limpieza, los metales originales se vuelven visibles. Tenga en cuenta que, al limpiar, conviene usar productos comerciales de limpieza para cobre y bronce para mayor seguridad.
• Coloque los dos metales bajo luz blanca o luz solar. Esto se debe a que tanto el bronce como el cobre son de color rojizo-marrón, pero de tonos diferentes.
• Identifique los dos metales: si descubre un color rojizo caracterizado por una tonalidad dorada apagada, entonces es bronce. Sin embargo, si el metal rojizo-marrón se caracteriza por un color naranja rosado, entonces el metal es cobre.

Bronce frente a cobre: preguntas frecuentes

Resumen: bronce frente a cobre, ¿cuál es mejor para su proyecto?

Saber diferenciar el bronce del cobre le ayudará a ahorrar enormes cantidades de capital. Esto se debe a que utilizar el metal equivocado en un proyecto puede ser desastroso. Sin embargo, el mejor metal entre el cobre y el bronce sigue dependiendo de los requisitos de su proyecto. No obstante, si no está seguro de la línea de acción perfecta, busque asesoramiento experto.

Gracias por leer hasta aquí; creemos que ha aprendido mucho. Esté atento a más información en nuestro blog.