Desde cables eléctricos domésticos comunes hasta hélices de embarcaciones y desde células fotovoltaicas hasta saxofones, el cobre y sus aleaciones se emplean en innumerables usos finales.
De hecho, el uso del metal en una amplia gama de industrias centrales ha resultado en que la comunidad de inversionistas recurra a los precios del cobre como un indicador de la salud económica general, impulsando el apodo 'Dr. Cobre'.
Para comprender mejor las diversas aplicaciones del cobre, la Asociación de Desarrollo del Cobre (CDA) las ha categorizado en cuatro sectores de uso final: electricidad, construcción, transporte y otros.
El CDA estima que el porcentaje de la producción mundial de cobre que consume cada sector es el siguiente:
- Eléctrico 65%
- Construcción 25%
- Transporte 7%
- Otro 3%
Eléctrico:
Aparte de la plata, el cobre es el conductor más eficaz de la electricidad . Esto, combinado con su resistencia a la corrosión , ductilidad , maleabilidad y capacidad para trabajar dentro de una amplia gama de redes eléctricas, hace que el metal sea ideal para el cableado eléctrico.
Prácticamente todo el cableado eléctrico, salvo las líneas eléctricas aéreas (que están hechas de aluminio más ligero) se forman con cobre.
Las barras colectoras, los conductores que distribuyen la potencia, los transformadores y los devanados del motor también dependen de la conductividad del cobre. Debido a su efectividad como conductor de electricidad, los transformadores de cobre pueden tener hasta un 99.75 por ciento de eficiencia.
Las aplicaciones eléctricas, incluida la tecnología informática, los televisores, los teléfonos móviles y los dispositivos electrónicos portátiles, se han convertido en las últimas décadas en un importante consumidor de cobre.
Dentro de estos dispositivos, el cobre es vital para la producción de:
- Conectores electrónicos
- Circuitos de cableado y contactos
- Placas de circuito impreso
- Microchips
- Semiconductores
- Magnetrones en microondas
- Electroimanes
- Tubos de vacio
- Conmutadores
- Electrodos de soldadura
- Sistemas de rociadores contra incendios
- Disipadores de calor
Otra industria que depende en gran medida del elemento es las telecomunicaciones.
Los alambres de cobre finamente retorcidos se utilizan en el cableado ADSL y HDSL para las líneas de internet de la red de área local (LAN). Las líneas de par trenzado sin blindaje (UTP) contienen ocho conductores codificados por colores, que están construidos con cuatro pares de finos hilos de cobre. Y a pesar del aumento de la tecnología inalámbrica, los dispositivos de interfaz como los módems y los enrutadores siguen dependiendo del cobre.
El sector de la energía renovable también se ha beneficiado de las propiedades conductoras del cobre. El metal base se utiliza en la producción de células fotovoltaicas de cobre e indio- galio- selenio (CIGS) y turbinas eólicas. Una turbina eólica individual, por ejemplo, puede contener hasta 1 tonelada métrica (MT) del metal. Además de la producción de electricidad, el cobre también es parte integral de los motores y sistemas de distribución asociados con la tecnología de energía alternativa.
Construcción:
El tubo de cobre es ahora el material estándar para sistemas de agua potable y calefacción en la mayoría de los países desarrollados. Esto se debe en parte a sus propiedades bacteriostáticas, o en otras palabras, la capacidad del cobre para inhibir el crecimiento de organismos bacterianos y virales en el agua.
Otros beneficios del cobre como material de tubería incluyen su maleabilidad y soldabilidad, se puede doblar y ensamblar fácilmente, así como su resistencia a la corrosión térmica extrema.
El cobre y sus aleaciones se consideran estables y resistentes a la corrosión, lo que los hace ideales no solo para el transporte de agua potable sino también para el uso en agua salada y en entornos industriales. Algunos ejemplos de tales aplicaciones incluyen en:
- Tubos intercambiadores de calor para condensadores en centrales eléctricas de vapor y plantas químicas
- Sistemas de irrigación y riego agrícola
- Tubería en plantas de destilación
- Líneas de alimentación de agua de mar
- Bombas de cemento para suministro de agua de perforación
- Tubos para distribución de petróleo natural y licuado
- Tubería de distribución de gas combustible
Durante cientos de años, el cobre también se ha utilizado como metal arquitectónico. Algunos de los ejemplos más antiguos del uso del cobre como metal estructural y estético incluyen las puertas del Recinto de Amun-Re en Karnak, en Egipto, que data de 3000-4000 años, y el tejado de tejas de cobre en lo alto de Sri Lanka de 162 pies de altura. Templo Maha Paya, construido en el siglo III aC
El cobre puro adorna las cúpulas y agujas de muchas iglesias y catedrales medievales, y en tiempos más modernos se ha utilizado en edificios gubernamentales, como los edificios del parlamento de Canadá, y residencias privadas, incluidas muchas diseñadas por Frank Lloyd-Wright.
Una razón para el amplio uso del cobre como material de construcción es su formación natural de un empastado verde visualmente atractivo, conocido como pátina, que resulta de la intemperie y la oxidación del cobre. Además de su apariencia estéticamente agradable, los arquitectos y diseñadores prefieren el metal porque es liviano, duradero, resistente a la corrosión y fácil de unir.
El hardware decorativo y arquitectónico de cobre, sin embargo, no está limitado a aplicaciones externas. Los diseñadores de interiores a menudo usan el metal y sus aleaciones, bronce y bronce para accesorios tales como:
- Manijas
- Perillas de puerta
- Cabellos
- Mesas
- Iluminación y accesorios de baño
- Grifos
- Bisagras
Los hospitales y las instalaciones médicas, en particular, valoran el cobre por sus propiedades bacteriostáticas, lo que ha resultado en su creciente uso como un componente de accesorios interiores, como grifos y manijas de puertas, en edificios médicos.
Transporte:
Los componentes principales de aviones, trenes, automóviles y embarcaciones dependen de las propiedades eléctricas y térmicas del cobre. En los automóviles, los radiadores de cobre y latón y los enfriadores de aceite han sido el estándar de la industria desde la década de 1970. Más recientemente, el uso creciente de componentes electrónicos, incluidos los sistemas de navegación a bordo, los sistemas de frenado antibloqueo y los asientos con calefacción, ha seguido aumentando la demanda del metal de este sector.
Otros componentes de automóviles que contienen cobre incluyen:
- Cableado para sistemas de descongelación de vidrio
- Accesorios, sujetadores y tornillos de latón
- Líneas hidráulicas
- Rodamientos de manguito de bronce
- Cableado para controles de ventana y espejo
La creciente demanda de automóviles híbridos y eléctricos aumentará aún más el consumo mundial de cobre. En promedio, los autos eléctricos contienen aproximadamente 55 lb (25 kg) de cobre.
Las hojas metálicas y los productos químicos de cobre se incorporan a las baterías de níquel e hidruro de metal y de iones de litio que impulsan los vehículos de bajo consumo de combustible, mientras que los rotores de cobre fundido se han utilizado como alternativa a los motores de imanes de tierras raras.
Los trenes de alta velocidad pueden usar hasta 10MT de cobre por kilómetro de vía mientras que las locomotoras potentes contienen hasta 8MT del metal base .
Los cables de contacto de arriba para tranvías y carritos como los que se usan en San Francisco y Viena están hechos con aleaciones de cobre-plata o cobre-cadmio.
El dos por ciento del peso de un avión se puede atribuir al cobre, que incluye hasta 118 millas (190 km) de cableado.
Debido a su excelente resistencia al agua salada, la corrosión del manganeso y los bronces de níquel y aluminio se utilizan para lanzar hélices que pueden pesar hasta varias toneladas. Los componentes de la embarcación, incluyendo tuberías, accesorios, bombas y válvulas, también están hechos con aleaciones similares.
Otro:
La lista de aplicaciones de cobre sigue y sigue. Algunos usos más conocidos incluyen en:
Utensilios de cocina y aplicaciones térmicas : las propiedades térmicas del cobre lo hacen ideal para utensilios de cocina, como ollas y sartenes, así como unidades de aire acondicionado, disipadores de calor, calorificadores para unidades de refrigeración y de calentamiento de agua.
Relojes y relojes : Debido a que es de cobre no magnético , no interfiere con la operación de pequeños dispositivos mecánicos. Como resultado, los relojeros y los relojeros usan alfileres de cobre y engranajes en el diseño de los relojes.
Arte : El cobre y sus aleaciones también se ven comúnmente en obras de arte, quizás la más famosa es la Estatua de la Libertad. La estatua fue chapada con más de 80 toneladas de chapa de cobre, unida con más de 1500 sillas de montar de cobre y 300,000 remaches de cobre, lo que resulta en su color verde pátina.
Monedas : Hasta 1981, la pieza de un centavo de los Estados Unidos, o centavo, se acuñaba principalmente de cobre (95 por ciento), pero desde ese momento se acuñó como zinc cobreado (0,8-2,5 por ciento de cobre).
Instrumentos musicales : ¿Qué sería una banda de metales sin cobre? El latón se usa para producir cuernos, trompetas, trombones y saxofones debido a la resistencia a la corrosión y a las propiedades antibacterianas del cobre.
Fuentes: European Copper Institute. Aplicaciones. (http://www.eurocopper.org/copper/index.html) The Copper Development Association Inc. Aplicaciones (http://www.copper.org/applications/homepage.html)