Qué es el cobre: Propiedades, tipos y aplicaciones
El cobre tiene muchas aplicaciones en la industria y, debido a su versatilidad, hay muchos componentes fabricados con cobre. El cobre tiene varios grados y tipos y consta de un detallado proceso de fabricación.
Si quiere saberlo todo sobre qué es el cobre, cuáles son las distintas calidades y cuáles son sus aplicaciones, lea la guía que le presentamos a continuación.
¿Qué es el cobre?
El cobre es un elemento que tiene el número 29 en la tabla periódica y el símbolo Cu. Es un metal de color marrón rojizo y gran ductilidad. El color real del cobre por oxidación es rosado, y se forma óxido de cobre debido al proceso de oxidación.
Sin embargo, el cobre también puede desarrollar un color azul verdoso con el tiempo y convertirse en carbonato de cobre. El cobre es un metal que brilla y se utiliza en muchas aplicaciones como la electrónica y la fontanería.
Breve historia del cobre
El cobre es un metal muy crucial y fue ampliamente utilizado en las civilizaciones antiguas, fue descubierto por los mesopotámicos. En el norte de Irak se descubrió el primer colgante de cobre, que data del 8700 a.C. La edad del cobre prevaleció entre el 5500 a.C. y el 4000 a.C., y se denominó edad calcolítica, derivada de palabras griegas.
Cobre es un metal que se encuentra de forma natural en su forma metálica nativa. Sin embargo, es necesario extraerlo mediante la metalurgia a partir del mineral. En épocas históricas, cuando existía el cobre nativo, no era necesaria la metalurgia; de ahí que aquellas civilizaciones formaran ornamentos y armas.
¿De qué está hecho el cobre?
El cobre puro no es una aleación, sino un elemento químico formado por un solo tipo de átomo. No puede transformarse en sustancias más simples. El átomo de cobre tiene un número atómico de 29 y 29 protones en su núcleo atómico.
La extracción de cobre se realiza a partir de minerales naturales; el cobre extraído se extrae, se tritura y se prensa. Los minerales de cobre se extraen de Sudamérica o Norteamérica e incluso de Rusia y África.
Procesos de fabricación del cobre
El proceso de fabricación del cobre consta de los siguientes pasos.
Minería
La extracción del mineral de cobre se realiza primero en las grandes minas a cielo abierto, que se excavan a mayor profundidad, y los explosivos vuelan la roca. Estos explosivos convierten los cantos rodados en trozos de pequeño tamaño para su procesamiento.
Extracción
El proceso de extracción consiste en la purificación del cobre. Estos procesos utilizan minerales oxidados, los trituran y aplican una solución de lixiviación ácida. El otro proceso se denomina proceso pirometalúrgico. Utiliza minerales de sulfuro y la extracción se realiza mediante flotación por espuma y espesamiento en función de la densidad de las partículas.
Depuración
Los minerales oxidados se ponen en una solución para su extracción, y el cobre se mantiene en una solución; este proceso se denomina hidrometalurgia. A continuación, la solución se somete a electricidad, que deposita el cobre sólido.
En el caso de los minerales sulfurosos, se opta por la pirometalurgia, y una fundición crea cobre en bruto. A continuación, se purifica mediante el proceso de electrorrefinado.
Aleación
Las aleaciones de cobre se generan fundiendo el material de aleación y luego se funde el cobre para combinarlos. A continuación, la mezcla fundida se somete a fundición y, después, se enfría y se desliza.
Electrorrefinería
El electrorrefinado del cobre consiste en disolver electrónicamente el material de cobre impuro. El cobre puro se deposita sobre un electrodo y se aplica una corriente eléctrica que elimina las impurezas del metal.
Propiedades y características del cobre
El cobre es conocido por sus propiedades y características únicas, algunas de las cuales se describen a continuación:
- La conductividad eléctrica del cobre lo hace adecuado para muchas aplicaciones electrónicas. Ofrece una elevada conductividad eléctrica y se opta por él para fabricar cables y otros dispositivos electrónicos.
- El cobre tiene incluso una gran conductividad térmica, por lo que se elige para fabricar disipadores de calor que ayuden a disipar el calor en distintos aparatos.
- El cobre es muy maleable y puede utilizarse para fabricar cables e hilos.
- Es resistente a la corrosión y, debido a su naturaleza anticorrosiva, se utiliza en aplicaciones marinas y es muy cómodo seguido de los productos de bombeo.
Ventajas e inconvenientes del cobre
El cobre ofrece diversos pros y contras, que ayudan a determinar si se debe utilizar en diferentes aplicaciones o no.
Pros
- El cobre tiene una gran conectividad eléctrica y, por eso, se utiliza en muchos componentes electrónicos.
- Es una opción adecuada para los intercambiadores de calor debido a su alta conductividad térmica.
- Es dúctil y se puede doblar fácilmente, lo que lo hace adecuado para fontanería y cableado.
- Las propiedades antimicrobianas son muy adecuadas para aplicaciones médicas y varias herramientas y dispositivos médicos se fabrican con cobre.
Contras
- El cobre es un material caro.
- Es pesado en comparación con otros materiales y no puede ser adecuado para aplicaciones sensibles al peso.
- Si se somete a altas temperaturas, puede oxidarse.
- El cobre es un material tóxico, por lo que no puede ingerirse con regularidad.
Diferentes tipos de cobre
Existen distintos tipos de cobre, que se describen a continuación.
Cobres puros
El cobre puro se prepara para garantizar que tiene una cantidad mínima de impurezas y maximizar las propiedades eléctricas y térmicas del cobre. El cobre puro es blando y tiene menos dureza; se utiliza en componentes eléctricos.
Aleaciones de cobre
Las aleaciones de cobre son el latón y el bronce. El latón se utiliza mucho en fontanería e instrumentos musicales. Tiene zinc, que confiere a la aleación una gran ductilidad y resistencia. BronceEl bronce, por su parte, es similar al cobre y ofrece una gran ductilidad, conductividad térmica y resistencia al agua salada. El bronce se utiliza en bujes y cojinetes.
Hojas y placas de cobre
Las chapas de cobre son láminas finas, mientras que las placas son gruesas. Están presentes en diferentes grados de cobre y las láminas de cobre ofrecen una gran maleabilidad y pueden conformarse en otros componentes.
Cobres de mecanizado libre
Los cobres de mecanizado libre tienen pequeñas cantidades de otros elementos de aleación, que ayudan a mejorar su mecanizabilidad. El cobre de mecanizado libre es muy fácil de mecanizar y fabricar artículos como puntas de soldador y boquillas de soldadura.
Alambre de cobre
El alambre de cobre ofrece una excelente conductividad eléctrica y se utiliza en muchas aplicaciones eléctricas. Se utiliza en aplicaciones que requieren grandes corrientes.
Tubos de cobre
Los tubos de cobre se utilizan en sistemas domésticos de agua potable por su durabilidad y resistencia a la corrosión. Lleva muchos años utilizándose en las tuberías domésticas.
Nanopartículas de cobre
Nanopartículas de cobre tienen un comportamiento diferente al de las partículas de cobre de gran tamaño y ofrecen excelentes propiedades antimicrobianas.
Cobres sin oxígeno
El cobre libre de oxígeno es la forma más pura de cobre, y tiene muy pocas impurezas debido a su naturaleza no oxidante. Se funde utilizando un baño de grafito granulado, que ayuda a eliminar el oxígeno. Tiene una gran conductividad eléctrica y se utiliza en electrónica de alto vacío.
Cobres electrolíticos
Los cobres electrolíticos se someten a soluciones para eliminar impurezas. Mediante este proceso se refinan y se utilizan en bobinados y barras colectoras.
Materiales de cobre comunes
Las calidades más comunes de cobre utilizadas en diferentes aplicaciones son las siguientes:
Cobre 101 (cobre puro)
El cobre 101 tiene 99,99% de cobre y presenta una elevada conductividad eléctrica y térmica, gran resistencia a la corrosión y es dúctil y blando. Se utiliza en cables, barras colectoras, intercambiadores de calor y conectores.
Cobre 110
El cobre 110 tiene más de 99,9% de cobre; es adecuado para aplicaciones eléctricas, ya que ofrece una alta conductividad eléctrica y térmica. Se utiliza en líneas de transmisión eléctrica y conmutadores, así como en aplicaciones de fontanería.
Cobre 260 (latón)
El cobre 260 tiene zinc 30% y cobre 70%, y ofrece fácil maquinabilidad, ductilidad y resistencia a la corrosión. Se utiliza en componentes de automoción y fontanería, seguidos de joyería y ferretería.
Cobre 932 (bronce)
Cobre 932 tiene 80% cobre, 10% estaño, 5% zinc y plomo 5%. Tiene una excelente resistencia al desgaste y, debido a la presencia de plomo, ofrece autolubricación. Se utiliza en aplicaciones marinas.
Cobre 360 (latón)
Copper 360 ofrece una composición de 62% de cobre, 36% de zinc y 2% de plomo. Tiene una excelente maquinabilidad y ofrece una resistencia a la corrosión y una solidez moderadas. Se utiliza en piezas de relojería, válvulas de fontanería y accesorios.
Aplicaciones del cobre
Hay muchas aplicaciones del cobre en diferentes campos, y algunas de estas aplicaciones son las siguientes:
Electrónica: El cobre se utiliza en aplicaciones electrónicas por su conductividad eléctrica.
Arquitectura: El cobre tiene un aspecto atractivo y puede utilizarse en revestimientos murales y cubiertas.
Fontanería: Los tubos de cobre se utilizan en tuberías de agua para aplicaciones domésticas, ya que ofrecen una gran resistencia a la corrosión.
Transporte: El cobre se utiliza en los vehículos, ya que ayuda con el cableado eléctrico de los coches.
Conclusión
El cobre es uno de los metales más versátiles, y con él se fabrican diversos componentes.
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Preguntas frecuentes
¿Se oxida fácilmente el cobre?
En general, el cobre no se oxida, pero en ciertos casos, algunas partes pueden corroerse un poco.
¿Qué tipo de metal es el cobre?
El cobre tiene una alta densidad, lo que lo convierte en un metal pesado.
¿Cuál es la diferencia entre el cobre y el latón?
El latón es una aleación de cobre, mientras que el cobre es cobre metálico puro.
¿Por qué es tan especial el cobre?
El cobre es especial porque ofrece excelentes propiedades y, por eso, es uno de los materiales más utilizados en las industrias. Ofrece ductilidad, maleabilidad y altas propiedades térmicas y eléctricas.
