Bronze vs cobre: qual é a diferença?

Durante milhares de anos, o bronze e o cobre foram metais úteis, mesmo antes da era do alumínio e do aço. Até hoje, ambos os metais continuam a ter uma vasta aplicação na indústria transformadora moderna. Ambos são designados na indústria como metais vermelhos e, devido à sua existência milenar, serviram de ponto de partida para outros metais sob a forma de ligas. No entanto, o bronze é uma liga de cobre e pode ser, de certo modo, difícil de distinguir do cobre. Neste sentido, este artigo explora o cobre e o bronze para estabelecer comparações que permitam diferenciá-los. Este artigo apresenta as propriedades físicas, químicas e mecânicas do cobre e do bronze de forma detalhada.

Primeiro, vamos saber o que são o bronze e o cobre

Como referido anteriormente, este artigo tem como objetivo estabelecer comparações entre o bronze e o cobre recorrendo a diversas propriedades. Mas antes de avançarmos para a diferenciação entre o bronze e o cobre, vamos conhecer melhor o bronze e o cobre.

O que é o bronze?

Em linguagem simples, o bronze é simplesmente o resultado da adição de estanho ao cobre, embora contenha mais do que apenas estanho. O bronze foi descoberto por volta de 3500 a.C., antes do desenvolvimento do método químico exato. Hoje, o bronze é designado como uma liga de cobre definida com base na especificação dos elementos de liga e das propriedades de trabalho.

O bronze, enquanto liga de cobre, é composto por elementos de liga além do cobre e do estanho, incluindo manganês, chumbo, zinco, níquel, antimónio, silício e outros. Esta composição elementar do bronze é responsável pelo seu aperfeiçoamento e, por conseguinte, os projetistas da indústria dispõem hoje de uma vasta variedade de graus de bronze para escolher. Consequentemente, um bronze típico é frágil e apresenta uma cor castanho-avermelhada/dourada, com baixo atrito quando em contacto com outros metais.

O que é o cobre?

O cobre é conhecido como um metal nativo e é ocasionalmente encontrado como metal livre na natureza. Artefactos deste metal nativo foram descobertos pela primeira vez em zonas primitivas, como os índios do Noroeste do Pacífico, conhecidos desde a Antiguidade, remontando a cerca de 5000 a.C. Nessa época antiga, o cobre era utilizado para fabricar armas e ferramentas, estando também disponível para aplicações decorativas.

Hoje, o cobre tem uma vasta variedade de aplicações porque é macio, dúctil e maleável, com uma condutividade elétrica e térmica muito elevada. A sua aplicação encontra-se na construção de edifícios, como condutor de calor e eletricidade e como constituinte para a produção de outras ligas metálicas. Tais aplicações em ligas incluem o bronze, o latão, o cuproníquel e muitas outras. Um pedaço de cobre recentemente exposto apresenta uma coloração castanho-avermelhada.

Vamos comparar 17 diferenças entre o bronze e o cobre

Neste capítulo, focamo-nos em estabelecer comparações recorrendo a diferentes propriedades individuais do bronze e do cobre.

Bronze vs cobre: composição elementar

O bronze e o cobre podem ser diferenciados através de uma comparação da sua composição elementar. Em comparação, o cobre é um metal de transição não ferroso que existe no seu estado puro. Ao contrário do bronze, é um metal de ocorrência natural e é diretamente adequado para processamento. Além da sua ocorrência natural, pode também existir como elemento de liga noutros metais, como o bronze.

Por outro lado, o bronze, que é uma liga de cobre, é composto por cobre (Cu) e estanho (Sn) como composição elementar principal. Além da sua composição principal, contém outros elementos consoante a sua forma de liga, nomeadamente:

• Níquel (Ni)
• Chumbo (Pb)
• Alumínio
• Fósforo (P)
• Antimónio
• Silício (Si)
• Cobalto
• Enxofre (S)
• Zinco
• Crómio

Bronze vs cobre: resistência à corrosão

Uma forma de distinguir o bronze do cobre é comparar o nível de resistência à corrosão de cada um. O bronze — uma liga de cobre — oxida quando exposto ao ar, formando uma camada protetora designada por pátina mosqueada. Esta reatividade deve-se ao seu teor de cobre e, por conseguinte, a superfície do bronze fica protegida da corrosão. Isto é particularmente relevante em ambiente salino, razão pela qual é utilizado em peças marítimas e acessórios de embarcações. No entanto, sempre que o bronze entra em contacto com compostos de cloro, o seu teor de cobre degrada-se gradualmente ao longo do tempo. Este processo é conhecido como «doença do bronze».

Por outro lado, o cobre também pode sofrer oxidação, formando uma pátina mosqueada que previne a corrosão. Como ambos os metais não contêm ferro, considera-se que possuem uma excelente resistência à corrosão. Em conclusão, o bronze é naturalmente mais resistente à corrosão do que o cobre.

Bronze vs Cobre: Condutividade elétrica

A condutividade elétrica de um metal é a medida da quantidade de corrente gerada pela superfície alvo de um material. Na maioria das indústrias transformadoras, o cobre é o padrão pelo qual os materiais elétricos são classificados. Isto significa que a classificação de condutividade destes materiais é expressa como uma medida relativa ao cobre. Considera-se que o cobre é 100% condutor, enquanto as restantes classificações de condutividade são expressas em IACS — International Annealed Copper Standard (Norma Internacional do Cobre Recozido).

Por outro lado, diz-se que o bronze é 15% condutor em relação ao cobre. O bronze é constituído maioritariamente por cobre, mas tem uma baixa condutividade elétrica, o que se deve à presença de outros elementos de liga.

Bronze vs Cobre: Condutividade térmica

A condutividade térmica é outra medida que permite diferenciar o cobre do bronze. É a medida que determina a forma como o cobre e o bronze podem ser utilizados em aplicações térmicas. No processo de medição da sua condutividade térmica, determina-se a quantidade de energia e a taxa à qual essa energia pode ser transferida. Em comparação, o bronze é uma liga de cobre, enquanto o cobre se encontra na sua forma pura.

As ligas têm uma condutividade térmica que aumenta com a temperatura, enquanto os metais puros têm uma condutividade térmica que se mantém constante com o aumento da temperatura. O bronze apresenta a condutividade térmica mais elevada (229 – 1440 BTU-in/hr-ft²-°F), enquanto o cobre apresenta a mais baixa (223 BTU-in/hr-ft²-°F).

Bronze vs Cobre: Ponto de fusão

É muito importante considerar o ponto de fusão de um material para um projeto. Isto porque, ao fundir, um material utilizado como componente de uma máquina pode falhar. Nesse momento, o material deixa de cumprir a sua função, pois passou do estado sólido ao estado líquido.

Além disso, se os materiais forem considerados pela sua conformabilidade, o ponto de fusão é um fator muito importante a ter em conta. Isto porque, quanto mais baixa for a temperatura, mais conformável será o material. O cobre tem o ponto de fusão mais elevado em comparação com o bronze. O cobre funde a 1084 °C, enquanto o ponto de fusão do bronze varia entre 315 e 1080 °C.

Bronze vs Cobre: Dureza

A dureza de um material é a sua resistência à deformação plástica local, obtida pela indentação de uma força pré-determinada numa superfície plana. A dureza de um material pode ser medida através da escala de dureza Brinell, que é um dos ensaios de dureza mais comuns. Nesta escala, o cobre obtém 35 pontos, valor inferior em termos métricos ao do bronze, cuja pontuação varia entre 40 e 420. Este resultado demonstra que o bronze é bastante mais duro do que o cobre. Por conseguinte, é frágil, o que o torna mais suscetível à fratura do que o cobre.

Se a trabalhabilidade for um requisito do projeto, o cobre é a escolha perfeita. No entanto, se a resistência ao desgaste e a resistência mecânica forem prioritárias em detrimento da trabalhabilidade, então o bronze é preferível ao cobre.

Bronze vs Cobre: Peso

A comparação de peso é também um fator crucial na seleção entre bronze e cobre para um projeto. Numa situação em que o baixo peso é um requisito importante para o sucesso de um projeto, o bronze parece ser a escolha perfeita. Isto é medido utilizando a água como referência de gravidade específica — com o valor de 1. Em termos métricos, o bronze apresenta uma densidade entre 7400 e 8900 kg/m³, o que o torna o mais leve do par. Por outro lado, o cobre apresenta uma densidade de 8930 kg/m³, o que o torna o mais pesado.

Bronze vs Cobre: Durabilidade

A durabilidade de um material está condicionada por uma boa renovabilidade, uma boa reparabilidade e pela manutenção. Todo material durável deve ser capaz de se adaptar às evoluções tecnológicas, técnicas e de design. Neste sentido, o bronze é um material metálico duro e robusto e não se deforma facilmente. É altamente resistente à corrosão devido à sua capacidade de suportar a água. Por outro lado, o cobre apresenta uma grande flexibilidade em comparação com o bronze. Pode, portanto, afirmar-se que o bronze é uma alternativa muito mais forte e durável do que o cobre.

Bronze vs Cobre: Maquinabilidade

A maquinabilidade é uma pontuação comparativa atribuída aos materiais metálicos para determinar a forma como estes reagem ao esforço de maquinagem. Este esforço de maquinagem pode incluir estampagem, torneamento, fresamento e mais. Quando se compara a maquinabilidade do bronze e do cobre, o cobre apresenta uma maquinabilidade superior. Isto pode dever-se à dureza do bronze. O bronze é duro e robusto, não se deformando facilmente em comparação com o cobre, altamente flexível.

Além disso, as ligas de cobre são bastante dúcteis para maquinar. Assim sendo, se a maquinabilidade for um objetivo na escolha entre bronze e cobre para um projeto, não há dúvida de que o cobre é a escolha perfeita.

Bronze vs Cobre: Conformabilidade

A conformabilidade refere-se à capacidade de um material apresentar deformação plástica sem sofrer danos quando conformado. Neste aspeto, diz-se que o cobre tem uma conformabilidade excecional, o que é evidente na sua capacidade de produzir fio de dimensões micrométricas com o mínimo de recozimentos de amaciamento. No entanto, alguns bronzes são conformáveis, incluindo o bronze fosforoso PB1, que pode ser conformado a frio recorrendo a técnicas de conformação por matriz.

Bronze vs Cobre: Soldabilidade

O bronze e o cobre são soldáveis no seu respetivo domínio e também podem ser unidos entre si recorrendo a equipamento MIG e à soldadura de bronze silicioso. De todos os tipos de bronze soldáveis, o bronze sem chumbo demonstra uma soldabilidade razoável, pois fissura-se em condições de tensão. Isto pode ser evitado recorrendo ao processo SMAW.

Por outro lado, o cobre isento de oxigénio e o cobre desoxidado são mais fáceis de soldar. O MIG e o TIG são os métodos de soldadura preferidos, enquanto o MMA e a soldadura oxiacetilénica podem ser utilizados na reparação de componentes de cobre tenaz.

Bronze vs Cobre: Tensão de cedência

A tensão de cedência de um material refere-se à tensão à qual ocorre uma quantidade pré-determinada de deformação permanente nesse material. Em comparação, o bronze apresenta uma tensão de cedência superior à do cobre. Para sustentar esta afirmação, o bronze tem a tensão de cedência mais elevada, entre 69,0 e 800 MPa (10000 – 116000 psi), enquanto o cobre apresenta 33,3 MPa (4830 psi).

Bronze vs Cobre: Resistência à tração

Na indústria atual, muitos fabricantes consideram a resistência do material um dos fatores cruciais para escolher um material em detrimento de outro. Este caso não é exceção — daí uma das razões para esta comparação. Ao comparar os dois, verificámos que, numa situação em que é exigida resistência, o bronze é a escolha perfeita. O bronze apresenta uma resistência à tração que varia entre 350 MPa e 635 MPa, enquanto o cobre apresenta uma resistência à tração de 210 MPa.

Bronze vs Cobre: Resistência ao corte

A resistência ao corte de um metal é a propriedade que descreve a resistência desse metal a uma carga de corte antes de o componente falhar por corte. A falha por deslizamento ou ação de corte, tal como representada pela resistência ao corte, ocorre normalmente paralelamente à direção da força que atua sobre um plano. Em comparação, o bronze apresenta a resistência ao corte mais elevada, entre 35000 psi e 47000 psi. Por outro lado, o cobre apresenta a resistência ao corte mais baixa (25000 psi).

Bronze vs Cobre: Cor

Pode ser algo difícil determinar a cor do bronze e do cobre. Ambos os metais são de certo modo castanho-avermelhados, mas podem ser diferenciados. O castanho-avermelhado do bronze caracteriza-se por um dourado baço, enquanto o cobre recentemente exposto se caracteriza por uma cor laranja-rosada.

Bronze vs Cobre: Preço

Uma vez que o bronze e o cobre podem existir em diferentes tipos, o seu preço pode variar. No entanto, embora o preço do bronze e do cobre possa variar consoante o tipo, o cobre é tipicamente o mais caro quando se comparam peças de material iguais. O preço mais reduzido do bronze pode dever-se ao menor teor de cobre na liga de cobre.

Bronze vs Cobre: Aplicações

O bronze é uma liga de cobre que existe numa vasta variedade de formas. Encontra-se numa vasta gama de aplicações. O bronze é utilizado em aplicações como instrumentos musicais, contactos elétricos e em hélices de navios e chumaceiras submersas. Algumas chumaceiras específicas são fabricadas em bronze devido à sua excelente resistência ao atrito, dureza e propriedades de resistência ao desgaste. Por conseguinte, são utilizadas em molas, casquilhos, chumaceiras piloto de transmissões automóveis, chumaceiras para pequenos motores elétricos e muitas mais.

O bronze é aplicável na fabricação de martelos, maços, chaves de porcas, bem como outras ferramentas duráveis, porque, quando golpeadas contra uma superfície dura, não geram faíscas. O bronze é amplamente utilizado na fabricação de lã de bronze para aplicações de carpintaria. Outra aplicação comum do bronze é a fundição de esculturas em bronze. São consideradas a forma mais elevada de arte escultórica na Grécia Antiga. O bronze existe em diferentes ligas e as suas propriedades são descritas abaixo:

Este tipo de classe de bronze é comummente utilizado na indústria pela sua elevada resistência e resistência à corrosão. O bronze de manganês 863 é uma opção ideal para aplicações de serviço pesado devido à sua durabilidade e longevidade. Encontra-se maioritariamente em aplicações que incluem equipamentos de construção e agrícolas. É aplicável na fabricação do seguinte:

• Bronze para engrenagens
• Pinos de ponte
• Cames de cunhas
• Chumaceiras de carga
• Componentes de cilindros hidráulicos
• Porcas de aperto
• Válvulas de haste de grande dimensão

Esta liga de bronze é muito conhecida pela sua qualidade de resistência à corrosão e a sua aplicação encontra-se na exposição à água do mar. Embora o bronze de estanho 907 seja moderadamente maquinável, tem um desempenho excelente em aplicações de desgaste e fadiga. Esta classe de bronze é aplicável na fabricação de

• Bronze para engrenagens
• Chumaceiras
• Acessórios marítimos
• Casquilhos
• Componentes de bombas
• Anéis de pistão

O bronze de estanho 917 é popularmente conhecido pela sua capacidade de suporte de carga em materiais de suporte de carga com movimento lento e irregular. Quando utilizado, requer lubrificação adequada e é altamente resistente à corrosão. O bronze de estanho 917 pode ser encontrado nas seguintes aplicações:

• Pratos giratórios para pontes
• Rodas em acionamentos sem-fim
• Chumaceiras de baixa velocidade e alta carga
• Engrenagens
• Componentes de pontes móveis

Entre as ligas não ferrosas mais resistentes disponíveis na indústria está o bronze de alumínio 955. Oferece uma vasta variedade de benefícios para os seus utilizadores, tais como elevada dureza e alongamento, superior resistência à compressão e ao escoamento, resistência à corrosão pela água do mar, elevada resistência térmica e muitos mais. O bronze de alumínio 955 é um dos bronzes soldáveis e maquináveis mais procurados. Oferece aplicações no seguinte:

• Motor de aeronave (assentos, guias de válvulas)
• Casquilhos
• Agitadores
• Bronze para engrenagens
• Componentes de trem de aterragem
• Sem-fins
• Decapagem (cestos/ganchos)

Este tipo de liga de bronze é uma classe extremamente resistente que apresenta uma resistência à corrosão superior entre todas as classes. Por conseguinte, é popularmente conhecida e utilizada na indústria transformadora atual. O bronze de alumínio 954 oferece maior soldabilidade, elevada resistência ao escoamento e à tração, resistência à temperatura e muitos mais. O bronze de alumínio 954 encontra-se nas seguintes aplicações:

• Engrenagens retas
• Chumaceiras
• Decapagem (cestos/ganchos)
• Sem-fins e rodas sem-fim (baixa velocidade/alta resistência)
• Casquilhos
• Componentes de válvulas

O cobre é maioritariamente utilizado como metal puro, mas numa situação em que uma maior dureza é prioritária, é transformado em bronze ou latão. Há mais de dois séculos que a tinta de cobre é utilizada em cascos de barcos para controlar o crescimento de plantas e mariscos. Além disso, o cobre tem sido utilizado, embora em pequenas quantidades, para suplementos nutricionais e fungicidas na agricultura. Seguem-se as principais aplicações do cobre tal como se encontram no ambiente industrial:

Como referido no capítulo dois, na secção de condutividade elétrica, o cobre é sempre utilizado como padrão na medição da condutividade elétrica de outros materiais condutores. Possui 100% de condutividade, enquanto outros materiais condutores são medidos em relação ao cobre.

Por conseguinte, o cobre continua a ser o condutor elétrico mais preferido neste domínio. Isto pode ser encontrado onde o cobre é utilizado para cablagem elétrica, embora seja menos preferido para transmissão elétrica aérea. A sua utilização encontra-se maioritariamente na transmissão, distribuição, geração de energia, telecomunicações, circuitos, transformadores de potência e uma grande variedade de equipamentos elétricos.

O cobre é utilizado em substituição do alumínio em circuitos impressos e placas de circuitos integrados devido à sua condutividade superior. O cobre é também utilizado em dissipadores de calor e permutadores de calor porque apresenta a propriedade superior de dissipação térmica. Pode ser utilizado em eletroímanes, tubos de raios catódicos, tubos de vácuo, magnetrões de micro-ondas e em muitas outras aplicações.

O cobre sempre foi muito procurado pela sua eficiência em motores elétricos. Tem havido uma utilização crescente de cobre no fabrico das bobinas usadas em motores elétricos. Do consumo total de eletricidade, os motores e os sistemas acionados por motores representam entre 43% e 46%. Isto significa que o cobre é amplamente utilizado neste setor.

Desde a descoberta do cobre que este tem aplicações em rufos, cofres, portas, telhados, algerozes, tubos de queda, portas, telhados, cúpulas, flechas e muitas outras. Isto porque o cobre é um material arquitetónico durável, resistente à corrosão e às intempéries.

Atualmente, o cobre tem uma vantagem adicional, sendo utilizado em revestimentos de paredes interiores e exteriores, juntas de dilatação de edifícios, blindagem de radiofrequência e muitas outras aplicações. Em design arquitetónico, o cobre é utilizado em produtos decorativos de interior, incluindo corrimãos, acessórios, bancadas, casas de banho e muitos outros.

Outra utilização impressionante do cobre é a sua aplicação antimicrobiana. Pode ser convertido em ligas que oferecem atividade antimicrobiana. Um exemplo de um conjunto de organismos que consegue combater é a Escherichia Coli. As peças fabricadas com esta liga de cobre são maioritariamente utilizadas no setor da saúde pública no fabrico de mesas sobre a cama, equipamentos de ginásio, louças sanitárias, lavatórios, puxadores de carrinhos de compras e muito mais. Esta aplicação pode ser encontrada em países como o Reino Unido, Japão, EUA, China, Coreia, Austrália, Brasil e muitos outros.

O cobre tem aplicação na prevenção do crescimento de muitas formas de vida, sendo considerado bioestático. Devido à sua natureza bioestática, o cobre é utilizado no revestimento de peças de navios para proteção contra cracas e mexilhões. O cobre apresenta uma atividade antimicrobiana impressionante e, por isso, é frequentemente utilizado no fabrico de materiais de rede para prevenir a bioincrustação.

O cobre é hoje utilizado como meio de investimento devido à sua utilização crescente no setor do fabrico. Alguns investidores armazenam agora cobre sob a forma de rondelas e barras metálicas, enquanto outros investem na sua utilização para a produção de painéis solares, motores de turbina e outras fontes de energia renovável.

Tabela resumo

Como distinguir o bronze do cobre?

O bronze e o cobre podem ser diferenciados pela respetiva cor. Embora possa ser complicado, pode ser feito rapidamente.

• Para diferenciar o bronze do cobre, comece por limpar os dois metais, pois ambos podem desenvolver uma pátina esverdeada à superfície.
• Após a limpeza, os metais originais tornam-se visíveis. Tenha em conta que, ao limpar, deve utilizar produtos comerciais de limpeza de cobre e bronze para maior segurança.
• Coloque os dois metais sob luz branca ou luz solar. Isto porque tanto o bronze como o cobre têm uma coloração castanho-avermelhada, mas em tons diferentes.
• Identifique os dois metais — se encontrar uma cor avermelhada caracterizada por uma coloração dourada baça, então é bronze. No entanto, se o metal castanho-avermelhado se caracterizar por uma cor rosa-alaranjada, então o metal é cobre.

Bronze vs. cobre: perguntas frequentes

Resumo: bronze vs. cobre, qual é o melhor para o seu projeto?

Saber como diferenciar o bronze do cobre ajuda a poupar quantias enormes de capital. Isto porque utilizar o metal errado num projeto pode ser desastroso. No entanto, o melhor metal entre o cobre e o bronze depende ainda dos requisitos do seu projeto. Ainda assim, se não tiver a certeza da melhor linha de ação, procure aconselhamento especializado.

Obrigado por ler até aqui; acreditamos que aprendeu bastante. Fique atento a mais informações no nosso blog.