Cobre

Jose Javier Valdivia
Cobre

El cobre es un elemento químico identificado con el símbolo Cu y el número atómico 29 del grupo 11 de los metales de transición de la Tabla Periódica. Este metal está presente en forma pura y mineral, es de color rojizo brillante, extremadamente dúctil y muy famoso por su alta conductividad eléctrica.

Historia

En latín, el nombre de este metal esencial para la vida humana es Cuprum (Cu). No existe registro de su descubrimiento, pero se cree que se originó en la isla de Chipre, donde los romanos extraían cobre de sus ricas minas de cobre.

Aunque se han descubierto varias herramientas de cobre y objetos decorativos que datan del año 9000 a. C., la evidencia arqueológica sugiere que fueron los primeros mesopotámicos quienes, hace alrededor de 5000 a 6000 años, fueron los primeros en explotar completamente capaces de extraer y trabajar el cobre.

En la mitología y la alquimia antiguas, este metal se asociaba con la protección de las diosas Afrodita y Venus debido a la radiante belleza de los artículos de cobre y su relación con la isla de Chipre, que se consideraba sagrada. Durante el dominio bizantino, este metal se conocía como chalkos, lo que le dio el nombre de mineral de cobre: ​​calcopirita y tiza.

Características y propiedades

  • El metal cobre, de color rojo anaranjado natural.
  • En un metal muy dúctil.
  • Alta conductividad eléctrica y magnética.
  • Alta ductilidad.
  • Buena conductividad térmica.
  • Resistencia a la corrosión.
  • Buena maquinabilidad.
  • Propiedades antimicrobianas/resistencia a la bioincrustación.

Propiedades químicas

  • Es un metal de baja actividad que no interactúa con el agua, soluciones alcalinas, ácido clorhídrico y el sulfúrico diluido.
  • Se disuelve en agentes oxidantes fuertes como el nitrógeno y sulfúrico concentrado.
  • Resistencia alta a la corrosión: en una atmósfera húmeda que contenga dióxido de carbono, la superficie metálica se cubre con una capa verdosa. 
  • Cuando está frío, el cobre es un metal blando que funciona bien para cortes.
  • Cuando está caliente, el cobre se deforma sin resistencia.
  • Su punto de fusión es de 1083°C. El cobre.
  • Recocido es un metal tan flexible como el plomo.
  • El cobre se presta bien para la soldadura autógena con gas oxiacetilénico, la soldadura fuerte y la soldadura fuerte.
  • En estado bruto, el cobre es un metal maleable.

Propiedades físicas

  • Punto de fusi6n °C 1084
  • Punto de ebullición °C 2560
  • Densidad, y a 20°C, kg/m3 8890
  • Capacidad calorífica específica a presión constante, Cp a 20°C, kJ/ (kg•J) 385 6 -1
  • Coeficiente de temperatura de dilatación lineal, a•10 de 20 a 100°C, K 16.8
  • Resistividad eléctrica, p a 20°C, pOhm•rri 0.01724
  • Conductividad térmica k a 20°C, W/ (m•K) 390
  • Conductividad eléctrica, 0) a 20°C, MOhm/m 58

Propiedades mecánicas

  • Expansión lineal térmica - 0.00000017 unidades.
  • La resistencia a la tracción que corresponden a los productos de cobre en tensión es de 22 kgf/mm2.
  • La dureza del cobre en la escala Brinell corresponde a un valor de 35 kgf/mm2.
  • Gravedad específica 8,94 g/cm3.
  • El módulo de elasticidad es de 132 000 MN/m2.
  • El valor de elongación es del 60%.

Usos y aplicaciones

Las propiedades del cobre (alta conductividad eléctrica, resistencia a la corrosión, reciclabilidad) hacen de este metal un recurso natural ampliamente utilizado.

Este metal encuentra una aplicación importante en todos los aspectos de la ingeniería y la alta tecnología. Su alta conductividad es 10 veces mayor que la conductividad del hierro.

  • En la electricidad.
  • Electrónica.
  • Telecomunicaciones (redes de cable, microprocesadores, baterías).
  • Industria automotriz.
  • En la construcción (tuberías de agua, techos).
  • En arquitectura.
  • En la construcción naval y la construcción de aviones.
  • En instalaciones de aire acondicionado y equipamiento hospitalario, ya que las bacterias no crecen en las superficies de cobre.
  • Transporte (componentes electromecánicos, enfriadores de aceite, tanques, hélices).
  • Máquinas herramientas.
  • Equipos (plataformas petroleras).
  • Productos de consumo (utensilios de cocina) Monedas como el euro.

Fuentes

El cobre es uno de los pocos metales que existen de forma nativa. Sin embargo, este metal se encontró en cantidades significativas en la isla de Chipre, apodada la isla de las mil minas.

  • Generalmente se extrae del mineral, que se divide en los siguientes tipos:
  • Bornita: en dicho mineral, el cobre puede estar contenido en una cantidad de hasta el 65%.
  • Calcosina, que también se llama brillo de cobre. Dicho mineral de cobre puede contener hasta un 80%.
  • Pirita de cobre, también llamada calcopirita (hasta un 30% de contenido).
  • Covellin (contenido hasta 64%).
  • El cobre también se puede encontrar en muchos tipos de alimentos, en el agua potable y en el aire.

Para obtener cobre puro, hoy en día, se procede por refinado electrolítico del sulfato.

Producción

En el mundo moderno, el cobre se produce procesando el mineral en un concentrado de cobre, que es una materia prima esencial para las fundiciones. En general, el proceso tecnológico incluye perforación, extracción, procesamiento de minerales, flotación de minerales para la recuperación de concentrados y rehabilitación de áreas dañadas.

Su producción sirve de base para el desarrollo de la metalurgia de metales no ferrosos en el mundo.

Actualmente, los principales países productores de cobre son: Chile, con 4 de las 5 minas de cobre más grandes del mundo, Estados Unidos, Perú, Australia, Rusia, Indonesia, Canadá, Zambia y Polonia.

Las principales minas de cobre son:

  • La mina de cobre más grande del mundo se encuentra en América del Sur.
  • La mina de cobre más grande de Europa se encuentra en Suecia.
  • La mina de cobre más grande de los Balcanes, Assarel-Medet, se encuentra en Bulgaria.

Importancia en la salud

Al estar presente en muchos tipos de alimentos, en el agua potable y el aire, el cobre se absorbe en cantidades eminentes cada día al comer, beber y respirar.

La absorción de cobre es necesaria para el organismo porque es un oligoelemento esencial para la salud humana. Aunque los humanos pueden manejar concentraciones de cobre proporcionalmente grandes, demasiado cobre aún puede causar problemas de salud eminentes.

Las concentraciones de cobre en el aire suelen ser bastante bajas, por lo que la exposición al cobre a través de la respiración es insignificante. Pero quienes viven cerca de fundiciones que procesan el mineral de cobre en metal experimentan este tipo de exposición.

Las personas que habitan construcciones con tuberías de cobre están expuestas a niveles más altos de cobre, porque el cobre se libera en el agua potable a través de la corrosión de las tuberías.

Efectos en la salud

La exposición a largo plazo al cobre puede causar irritación de la nariz, la boca y los ojos y provocar dolores de cabeza, dolores de estómago, mareos, vómitos y diarrea. La ingesta intencionalmente alta de cobre puede causar daño hepático y renal e incluso la muerte. Aún no se ha determinado si el cobre es cancerígeno.

La exposición industrial a vapores, polvos o neblinas de cobre puede provocar fiebre por vapores metálicos con cambios atróficos en las membranas mucosas nasales. El envenenamiento crónico por cobre da como resultado la enfermedad de Wilson, caracterizada por cirrosis hepática, daño cerebral, desmielización, enfermedad renal y depósito de cobre en la córnea.

Importancia ambiental

El cobre no se descompone en el medio ambiente y por eso puede acumularse en plantas y animales cuando se encuentra en los suelos. En un suelo rico en cobre, solo un número limitado de plantas tiene posibilidades de sobrevivir. Es por eso que no hay mucha diversidad de plantas cerca de las fábricas de eliminación de cobre.

Cuando el cobre termina en el suelo, se adhiere fuertemente a la materia orgánica y los minerales. Como resultado, no viaja muy lejos después de la liberación y casi nunca llega a las aguas subterráneas. En aguas superficiales, el cobre puede viajar grandes distancias, ya sea suspendido en partículas de lodo o como iones libres.

Efectos ambientales

Debido a los efectos sobre las plantas, el cobre es una seria amenaza para las producciones de las tierras de cultivo. Éste puede influir seriamente dependiendo de la acidez del suelo y la presencia de materia orgánica. A pesar de esto, todavía se aplican abonos que contienen cobre.

El cobre puede interrumpir la actividad en el suelo, ya que influye negativamente en la actividad de los microorganismos y las lombrices. Debido a esto, la descomposición de la materia orgánica puede ralentizarse seriamente.

Cuando los suelos de las tierras de cultivo están contaminados con cobre, los animales absorberán concentraciones que son perjudiciales para su salud. Principalmente las ovejas sufren mucho de envenenamiento por cobre, porque los efectos del cobre se manifiestan en concentraciones bastante bajas.

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