Aplicaciones esenciales del cobre que debe conocer

El cobre: Uno de los primeros metales descubiertos por el ser humano. Descubrimientos arqueológicos en tumbas han demostrado que ya hace 6.000 años los egipcios utilizaban herramientas de cobre. En la naturaleza, el cobre se presenta en forma de cobre nativo, cuprita y calcosina. El cobre nativo y la cuprita son escasos.

En la actualidad, más de 80% del cobre mundial se refina a partir de calcosina, un tipo de mineral de baja ley que sólo contiene alrededor de 2-3% de cobre. El desarrollo de la metalurgia del cobre ha pasado por un largo proceso, pero aún hoy, el cobre se funde principalmente por pirometalurgia, que representa alrededor de 80% de la producción total de cobre del mundo.

Poco a poco se van introduciendo técnicas modernas de hidrometalurgia que reducen considerablemente el coste del refinado del cobre.

El cobre posee muchas propiedades físicas y químicas valiosas, como su alta conductividad térmica y eléctrica, su estabilidad química, su alta resistencia a la tracción, su buena soldabilidadresistencia a la corrosión, ductilidad y maleabilidad.

 El cobre puro puede estirarse para formar alambres muy finos o láminas de cobre muy delgadas. Puede formar aleaciones con zinc, estaño, plomo, manganeso, cobalto, níquel, aluminio, hierro y otros metales. Las aleaciones que se forman se dividen principalmente en tres categorías: latón, que es una aleación de cobre y zinc; bronce, que es una aleación de cobre y estaño; y cuproníquel, que es una aleación de cobre, cobalto y níquel.

Proporción de las principales aplicaciones de rendimiento del cobre y las aleaciones de cobre.

El cobre es un metal no ferroso que guarda una estrecha relación con el ser humano y se utiliza ampliamente en los campos de la ingeniería eléctrica, la industria ligera, la fabricación de maquinaria, la industria de la construcción, la industria de defensa nacional, etc. En China, el consumo de cobre ocupa el segundo lugar después del aluminio entre los metales no ferrosos. materiales metálicos.

Según el consumo medio anual per cápita: los países desarrollados (con unos 1.100 millones de habitantes) se sitúan entre 10 y 20 kg; los países en desarrollo (con unos 4.900 millones de habitantes), entre 0 y 2 kg.

El nivel de consumo de cobre en los países desarrollados es significativamente superior al de los países en desarrollo. En los países desarrollados, un residente medio necesita consumir aproximadamente una tonelada de cobre a lo largo de su vida, lo que supone una cifra considerable.

La comparación de los dos datos anteriores muestra que el nivel de consumo de cobre refleja en cierta medida el nivel de desarrollo de un país. Aunque la demanda china de cobre ha aumentado significativamente en los últimos años, todavía hay algunas zonas pobres en el medio rural donde el consumo medio anual per cápita es sólo de unos 0,1 kg, cifra similar a la de la India (0,13 kg), lo que indica un enorme potencial de desarrollo.

Estructura del consumo de cobre en China:

Estructura del consumo de cobre en Estados Unidos:

De las dos cifras anteriores se desprende que existe una diferencia significativa en la estructura del consumo de cobre entre China y Estados Unidos. El consumo de productos eléctricos y electrónicos en China representa la mitad del consumo total, mientras que en Estados Unidos supone 70%.

EE.UU. también tiene un mayor consumo de cobre en la industria de la construcción, mientras que en China, el consumo de cobre en la construcción es insignificante. En comparación con los países europeos y americanos, la aplicación del cobre en la construcción en China acaba de empezar en los últimos años, con un enorme mercado potencial.

Según las estadísticas, el uso de cobre en las viviendas de Estados Unidos pasó de 120 kg por hogar en 1970 a 200 kg en 1996. Por término medio, los automóviles utilizaban 10 kg de cobre por vehículo en 1950 y aumentaron a 19 kg en 1996. Los vehículos eléctricos requieren un aumento del uso de cobre de 25 kg a 40 kg por vehículo.

Asignación del uso del cobre a diversos sectores de la construcción en el mercado mundial del cobre.

La asignación específica del uso del cobre en diversos sectores de la construcción en el mercado mundial del cobre es la siguiente:

(1) Construcción de viviendas, incluidos: sistemas de tuberías (agua, calefacción, gas, rociadores contra incendios, etc.); instalaciones domésticas (aire acondicionado, frigoríficos, etc.); decoración de edificios (tejados, decoración de canalones, etc.); líneas de comunicación (audio, vídeo, datos, etc.); sistemas de suministro eléctrico.

(2) Producción de equipos, incluidos: equipos industriales (motores, transformadores, etc.); transporte (coches, ferrocarriles, aviones, etc.); dispositivos electrónicos; productos de la industria ligera (electrodomésticos, instrumentos, herramientas, etc.).

(3) Infraestructuras básicas, que incluyen: proyectos de ingeniería a gran escala (instalaciones de transporte, industria petroquímica, minería y metalurgia, etc.); industria de la energía eléctrica (transmisión, distribución, etc.); redes de comunicación. Cabe destacar que la construcción de viviendas está directamente relacionada con el nivel de vida de las personas, y el cobre tiene la mayor proporción de aplicación en este ámbito. En particular, China considera que la construcción de viviendas es una parte importante para impulsar el desarrollo de la economía nacional. Por lo tanto, la promoción activa de la aplicación del cobre desempeña un papel importante en el desarrollo económico y social del país.

Aplicación del cobre en la industria eléctrica:

(1) Transmisión de potencia

Datos nacionales de consumo eléctrico de 1998 a 2003.

La figura anterior muestra la situación del consumo eléctrico en China de 1998 a 2003, con 2003 como valor previsto. El rápido aumento de la demanda de electricidad impulsado por el desarrollo económico de China requiere una gran cantidad de cobre altamente conductor en la transmisión de energía, utilizado principalmente en cables eléctricos, barras colectoras, transformadores, interruptores, conectores e interconexiones. En el proceso de transmisión de energía a través de alambres y cables, las resistencias eléctricas generan calor y energía residual.

Desde la perspectiva de la conservación de la energía y la economía, el mundo está promoviendo actualmente la norma de la "sección transversal óptima del cable". En el pasado, la norma popular se basaba únicamente en reducir la sección transversal del cable para minimizar el tamaño mínimo admisible del cable bajo la corriente nominal requerida por el diseño, con el fin de reducir los costes iniciales de instalación sin provocar sobrecalentamientos peligrosos.

Los cables tendidos según esta norma tienen menores costes de instalación, pero consumen relativamente más energía debido a la resistencia eléctrica durante su uso a largo plazo. La norma de "sección transversal óptima de los cables" tiene en cuenta tanto los costes de instalación únicos como el consumo de energía, ampliando adecuadamente el tamaño del cable para ahorrar energía y obtener unos beneficios económicos globales óptimos. Según la nueva norma, la sección transversal del cable suele ser más del doble que la de la antigua norma, lo que puede lograr un efecto de ahorro de unos 50%.

En el pasado, debido a la escasez de cobre, China adoptó la medida de sustituir el cobre por aluminio en las líneas aéreas de transmisión de alta tensión, considerando que el aluminio representa sólo 30% del peso del cobre y con la esperanza de reducir el peso. Sin embargo, desde la perspectiva de la protección del medio ambiente, las líneas aéreas de transmisión serán sustituidas por tendidos subterráneos. En tales circunstancias, el aluminio presenta desventajas como la escasa conductividad y el mayor tamaño del cable en comparación con el cobre, lo que lo hace menos competitivo.

Por las mismas razones, sustituir los transformadores con bobinado de aluminio por transformadores con bobinado de cobre, que son eficientes energéticamente, también es una sabia elección.

(2) Fabricación de motores

En la fabricación de motores se utilizan aleaciones de cobre de gran conductividad y resistencia. Las principales piezas de cobre son el estator, el rotor y la cabeza del eje. En los motores grandes, es necesario refrigerar el bobinado con agua o gas hidrógeno, lo que se denomina refrigeración interna por doble agua o motores refrigerados por hidrógeno, que requieren conductores huecos largos.

Los motores son grandes consumidores de electricidad, ya que representan aproximadamente 60% de todo el suministro eléctrico. La factura eléctrica acumulada por el funcionamiento de un motor es muy elevada. Generalmente, alcanza el coste del propio motor en las primeras 500 horas de funcionamiento y es de 4 a 16 veces el coste en un año. A lo largo de toda la vida útil, el coste puede llegar a ser 200 veces superior.

Una ligera mejora de la eficiencia de los motores no sólo puede ahorrar energía, sino también lograr importantes beneficios económicos. El desarrollo y la aplicación de motores eficientes es un tema candente en el mundo actual. Dado que el consumo interno de energía de los motores procede principalmente de la pérdida de resistencia de los bobinados, aumentar la sección transversal del hilo de cobre es una medida clave para desarrollar motores eficientes. En los últimos años, se han desarrollado algunos motores de alta eficiencia que utilizan 25-100% más bobinado de cobre que los motores tradicionales. Actualmente, el Departamento de Energía de EE.UU. financia un proyecto de desarrollo que propone fabricar rotores de motor con tecnología de cobre fundido.

(3) Cables de comunicación

Desde los años 80, debido a las ventajas de la gran capacidad de transporte de corriente de los cables de fibra óptica, éstos han ido sustituyendo continuamente a los cables de cobre en las redes troncales de comunicación y promoviendo rápidamente su aplicación. Sin embargo, sigue siendo necesaria una gran cantidad de cobre para convertir la energía eléctrica en energía óptica y las líneas de entrada de usuarios. Con el desarrollo de la industria de la comunicación, la dependencia de las personas respecto a la comunicación es cada vez mayor, y la demanda tanto de cables de fibra óptica como de alambres de cobre seguirá aumentando.

(4) Cableado eléctrico residencial

En los últimos años, con la mejora del nivel de vida de la población china y la rápida popularización de los electrodomésticos, la carga eléctrica residencial ha crecido rápidamente. Como muestra la Figura 6.6, en 1987, el consumo eléctrico residencial era de 26.960 millones de kilovatios-hora (kWh); en 1996, se había disparado a 113.100 millones de kWh, lo que supone un aumento de 3,2 veces.

A pesar de este crecimiento, sigue existiendo una brecha significativa en comparación con los países desarrollados. Por ejemplo, en 1995, el consumo de electricidad per cápita en Estados Unidos era 14,6 veces el de China, y en Japón era 8,6 veces el de China. El consumo residencial de electricidad en China tiene aún un gran potencial de crecimiento en el futuro. Se prevé que se multiplique por 1,4 entre 1996 y 2005.

Actualmente, la capacidad de diseño del cableado eléctrico residencial en China es relativamente baja. Tomando como ejemplo un apartamento de dos dormitorios, la tabla 6.l compara las normas de diseño eléctrico arquitectónico de Pekín, Hong Kong y Japón. Se puede observar que Hong Kong y Japón han tenido plenamente en cuenta en sus diseños la demanda de aumento del consumo eléctrico residencial, mientras que la capacidad de diseño del cableado eléctrico residencial de China debe mejorarse urgentemente.

Aplicación del cobre en la industria electrónica

La industria electrónica es una industria emergente que sigue desarrollando nuevos productos de cobre y nuevas aplicaciones a medida que crece. Actualmente, sus aplicaciones han evolucionado desde los tubos de electrones y los circuitos impresos hasta la microelectrónica y los circuitos integrados semiconductores.

(1) Tubos de electrones

Los tubos de electrones consisten principalmente en tubos de transmisión de alta frecuencia y ultra alta frecuencia, guías de ondas y tubos de magnetrón, que requieren cobre libre de oxígeno de gran pureza y cobre libre de oxígeno reforzado contra la dispersión.

(2) Circuitos impresos

Los circuitos impresos de cobre utilizan una lámina de cobre como superficie, que se pega sobre una placa de plástico como soporte. El diagrama de cableado del circuito se imprime en la lámina de cobre mediante fotolitografía, y la parte sobrante se elimina mediante grabado para dejar un circuito interconectado.

A continuación, se perforan orificios en la conexión entre la placa de circuito impreso y el exterior, se insertan los terminales de los componentes discretos u otras piezas y se sueldan en este trayecto para completar el montaje de un circuito completo. Si se utiliza el método de chapado por inmersión, todos los soldadura de juntas pueden completarse de una vez.

Por lo tanto, los circuitos impresos se utilizan mucho en situaciones que requieren un trazado preciso de los circuitos, como radios, televisores, ordenadores, etc., lo que ahorra mucho trabajo de cableado y fijación de circuitos y requiere un gran consumo de lámina de cobre. Además, para las conexiones de los circuitos también se necesitan diversos materiales de soldadura a base de cobre de bajo precio, baja fusión y buena fluidez.

(3) Circuitos integrados

El núcleo de la tecnología microelectrónica son los circuitos integrados. Por circuito integrado se entiende un circuito miniaturizado en el que los componentes y las interconexiones que lo forman están integrados en el interior, en la superficie o encima de un sustrato de material cristalino semiconductor (chip) mediante una tecnología de proceso especializada.

Este tipo de microcircuito es miles o incluso millones de veces más pequeño en tamaño y peso que el circuito de componentes discretos más compacto en estructura. Su aparición ha provocado un enorme cambio en los ordenadores y se ha convertido en la base de la informática moderna.

Los circuitos integrados a muy gran escala desarrollados en la actualidad pueden producir cientos de miles o incluso millones de transistores en una única superficie de chip más pequeña que una uña. Recientemente, la empresa informática de renombre internacional IBM ha hecho un gran avance al utilizar cobre en lugar de aluminio como interconexión en los chips de silicio.

Este nuevo tipo de microchip de cobre puede lograr una ganancia de eficiencia de 30%, reducir el tamaño de las líneas de circuito a 0,12 micras y permitir integrar hasta 2 millones de transistores en un solo chip. Esto ha abierto nuevas perspectivas para el antiguo metal cobre en el campo de la tecnología punta de los circuitos integrados semiconductores.

(4) Marcos de plomo

Para proteger el funcionamiento normal de los circuitos integrados o circuitos híbridos, es necesario embalarlos; y durante el embalaje, un gran número de conectores del circuito deben salir del precinto.

Estos conductores requieren cierta resistencia para formar el armazón de soporte del circuito integrado de envasado, denominado armazón de conductores.

En la producción real, para conseguir una producción de alta velocidad y a gran escala, los marcos de plomo se suelen estampar de forma continua en una tira metálica con una disposición específica. El material del marco de plomo representa entre 1/3 y 1/4 del coste total del circuito integrado y su uso está muy extendido; por tanto, es necesario que su coste sea bajo.

Las aleaciones de cobre tienen precios bajos, alta resistencia, conductividad y conductividad térmica, excelente rendimiento de procesamiento, soldabilidad y resistencia a la corrosión. Mediante la aleación, sus propiedades pueden controlarse dentro de una amplia gama para satisfacer mejor los requisitos de rendimiento de los bastidores de plomo.

El cobre se ha convertido en un material importante para los marcos de plomo y actualmente es el material más utilizado para el cobre en los dispositivos microelectrónicos.

Aplicación del cobre en la industria energética y petroquímica

(1) Industria energética

Tanto la generación de energía térmica como la atómica se basan en el vapor para realizar trabajo. El bucle del vapor es el siguiente: la caldera genera vapor - el vapor acciona la turbina para que trabaje - el vapor después de trabajar se envía al condensador - se enfría en agua - vuelve a la caldera para convertirse de nuevo en vapor.

Durante este periodo, el condensador principal se compone de placas tubulares y tubos condensadores. Para fabricarlos se utiliza cobre por su buena conductividad térmica y su resistencia a la corrosión del agua. Todos ellos están fabricados en latón amarillo, latón de aluminio o cobre blanco.

Según los datos, cada 10.000 kilovatios de potencia instalada requiere 5 toneladas de tubos de condensador. Una central de 600.000 kilovatios requiere 3.000 toneladas de material para tubos condensadores. El uso de la energía solar también requiere muchos tubos de cobre.

Por ejemplo, un hotel cercano a Londres equipado con piscina tiene un calentador solar que puede mantener la temperatura del agua entre 18 y 24 °C en verano. El calentador solar contiene 356 kilos (784 libras) de tubos de cobre.

(2) Industria petroquímica

El cobre también se utiliza a veces en la industria petroquímica. Un ejemplo es el uso de aleaciones de cobre-níquel para intercambiadores de calor en centrales nucleares refrigeradas por agua de mar. La aleación tiene una excelente resistencia a la corrosión del agua de mar y a las altas temperaturas, lo que la hace ideal para esta aplicación.

El cobre también se utiliza en la construcción de tuberías y depósitos para el transporte de petróleo y gas debido a su gran resistencia y excelente resistencia a la corrosión.

Además, el cobre se utiliza en catalizadores para reacciones químicas en refinerías y otras plantas químicas.

(2) Industria petroquímica

El cobre y muchas aleaciones de cobre presentan una buena resistencia a la corrosión en ácidos no oxidantes como soluciones acuosas, ácido clorhídrico, ácidos orgánicos (como ácido acético, ácido cítrico, ácidos grasos, ácido láctico, ácido oxálico, etc.), diversos álcalis excepto el amoníaco y compuestos orgánicos no oxidantes (como aceites, fenoles, alcoholes, etc.).

Por ello, se utilizan ampliamente en la industria petroquímica para fabricar diversos recipientes, sistemas de tuberías, filtros, bombas y válvulas para el contacto con medios corrosivos.

El cobre también se utiliza para fabricar diversos evaporadores, intercambiadores de calor y condensadores debido a su conductividad térmica. Debido a su buena plasticidad, el cobre es especialmente adecuado para fabricar intercambiadores de calor de estructura compleja con tubos de cobre entrecruzados en las industrias químicas modernas.

Además, el bronce se utiliza para fabricar herramientas en las plantas de refinado de petróleo porque no se producen chispas por impacto, lo que puede evitar que se produzcan incendios.

(3) Industria oceánica

El océano cubre más del 70% de la superficie terrestre, y cada vez se valora más el desarrollo y la utilización racionales de los recursos marinos. El agua de mar contiene iones cloruro que pueden causar fácilmente corrosión, y muchos materiales metálicos de ingeniería como el cobre, el hierro, el aluminio e incluso el cobre inoxidable no son resistentes a la corrosión del agua de mar.

Además, también pueden formarse bioincrustaciones marinas en las superficies de estos materiales, así como no metálico materiales como la madera y el vidrio. El cobre es único en el sentido de que no sólo es resistente a la corrosión del agua de mar, sino que también tiene un efecto bactericida cuando los iones de cobre se disuelven en el agua, lo que puede prevenir la bioincrustación marina.

Por lo tanto, el cobre y las aleaciones de cobre son materiales muy importantes en la industria oceánica y se utilizan ampliamente en plantas desalinizadoras de agua de mar, plataformas marinas de petróleo y gas y otras instalaciones costeras y submarinas.

Por ejemplo, sistemas de tuberías, bombas y válvulas utilizados en procesos de desalinización de agua de mar, equipos utilizados en plataformas petrolíferas y de gas, incluidas zonas de salpicaduras y pernos submarinos, perforación días, manguitos antibioincrustantes, bombas, válvulas y sistemas de tuberías, etc.

Aplicación del cobre en la industria del transporte

(1) Barcos

Debido a su excelente resistencia a la corrosión del agua de mar, muchas aleaciones de cobre, como el bronce de aluminio, el bronce de manganeso, el latón de aluminio, el bronce de cañón (bronce de estaño-zinc), el cobre blanco y la aleación de níquel-cobre (aleación Monel), se han convertido en materiales estándar para la construcción naval. El cobre y las aleaciones de cobre representan el 2-3% del peso de los buques de guerra y de la mayoría de los grandes buques comerciales. Las hélices de los buques de guerra y de la mayoría de los grandes buques comerciales son de aluminio bronce o latón.

Las hélices de los grandes buques pesan entre 20 y 25 toneladas cada una, mientras que las de los portaaviones Elizabeth Queen y Mary Queen pesan hasta 35 toneladas cada una. Los pesados ejes de cola de los grandes buques suelen ser de bronce de cañón "Admiral", y los pernos cónicos de timones y hélices también son del mismo material. El cobre y sus aleaciones también se utilizan mucho en motores y calderas. El primer buque mercante de propulsión nuclear del mundo utilizó 30 toneladas de tubos condensadores de cobre blanco. Recientemente, se están utilizando grandes serpentines de calefacción con tubos de aluminio y latón como depósitos de aceite.

En un buque de 100.000 toneladas hay 12 de estos tanques de almacenamiento, y el sistema de calefacción correspondiente es bastante grande. El equipo eléctrico de a bordo también es muy complejo, con motores, motores, sistemas de comunicación, etc. que dependen casi por completo del cobre y las aleaciones de cobre para funcionar.

El cobre y las aleaciones de cobre se utilizan a menudo para decorar los camarotes de barcos de todos los tamaños, e incluso las embarcaciones de madera se sujetan preferentemente con tornillos y clavos de aleación de cobre (normalmente bronce al silicio), que pueden fabricarse en serie por laminación. En el pasado, el revestimiento de cobre se utilizaba a menudo para proteger el casco de las bioincrustaciones marinas, pero ahora se suele emplear pintura que contiene cobre.

Durante la Segunda Guerra Mundial, para evitar que las minas magnéticas alemanas atacaran los barcos, se desarrolló un dispositivo antimagnético contra las minas. Se fijaba una tira de cobre alrededor del casco de cobre y se hacía pasar una corriente eléctrica a través de ella para neutralizar el campo magnético del barco, lo que impedía que las minas detonaran.

Desde 1944, todos los buques aliados, unos 18.000 en total, están equipados con este dispositivo de desmagnetización para su protección. Algunos grandes acorazados necesitan una gran cantidad de cobre para este fin. Por ejemplo, uno de ellos utiliza 28 millas (unos 45 kilómetros) de cable de cobre, que pesa unas 30 toneladas.

(2) Automóviles

Cada coche suele contener entre 10 y 21 kilogramos de cobre, según el tipo y el tamaño del vehículo. En el caso de los coches pequeños, la cantidad de cobre utilizada representa entre 6 y 9% de su peso. El cobre y sus aleaciones se utilizan principalmente en radiadores, tuberías del sistema de frenos, dispositivos hidráulicos, engranajes, cojinetes, pastillas de freno, sistemas de distribución y alimentación, arandelas y diversos conectores, accesorios y piezas decorativas.

Los radiadores utilizan una cantidad relativamente grande de cobre. En los radiadores modernos de tubo y tiras, las tiras de latón se sueldan en los tubos del radiador y las tiras finas de cobre se pliegan en aletas disipadoras de calor. En los últimos años, se han introducido muchas mejoras para aumentar el rendimiento de los radiadores de cobre y mejorar su competitividad frente a los radiadores de aluminio.

En cuanto a los materiales, se añaden oligoelementos al cobre para aumentar su resistencia y punto de reblandecimiento sin sacrificar la conductividad térmica, con lo que se reduce el grosor de la banda y se ahorra cobre.

En cuanto a los procesos de fabricación, la alta frecuencia o la soldadura láser de tubos de cobre, y se utiliza soldadura fuerte de cobre en lugar de soldadura blanda contaminada con plomo para ensamblar el núcleo del radiador.

Los resultados de estos esfuerzos se muestran en la Tabla 6.2. En comparación con los radiadores de aluminio soldados, en las mismas condiciones de disipación de calor, es decir, con la misma caída de presión del aire y del refrigerante, los nuevos radiadores de cobre son más ligeros de peso y considerablemente más pequeños de tamaño, y la buena resistencia a la corrosión y la larga vida útil del cobre hacen que las ventajas de los radiadores de cobre sean más destacadas.

(3) Ferrocarriles

La electrificación de los ferrocarriles requiere una gran cantidad de cobre y aleaciones de cobre. Se necesitan más de 2 toneladas de alambre de cobre de forma especial por kilómetro de cable aéreo. Para aumentar su resistencia, se suele añadir una pequeña cantidad de cobre (unos 1%) o plata (unos 0,5%).

Además, los motores, rectificadores y sistemas de control, frenado, eléctricos y de señalización de los trenes dependen del cobre y sus aleaciones para funcionar.

(4) Aviones

El cobre también es esencial para el funcionamiento de las aeronaves. Por ejemplo, los materiales de cobre se utilizan para el cableado y los sistemas hidráulicos, de refrigeración y neumáticos de los aviones, los tubos de bronce de aluminio se emplean para los retenes de los cojinetes y los rodamientos del tren de aterrizaje, las aleaciones de cobre antimagnéticas se utilizan para los instrumentos de navegación y muchos instrumentos utilizan elementos elásticos de cobre de berilio, entre otros usos.

Aplicaciones del cobre en la industria mecánica y metalúrgica

(1) Ingeniería mecánica

Los componentes de cobre se encuentran en casi todas las máquinas. Además de la gran cantidad de cobre utilizado en motores, circuitos, sistemas hidráulicosEn los sistemas neumáticos y de control, las piezas de transmisión y los elementos de fijación de latón y bronce, como engranajes, ruedas helicoidales, ejes helicoidales, conectores, elementos de fijación, elementos de torsión, tornillos, tuercas, etc., están fabricados con aleaciones de cobre.

Casi todas las piezas que se mueven unas respecto a otras en una máquina requieren cojinetes o casquillos de aleaciones de cobre resistentes al desgaste, especialmente las camisas de cilindro y las placas deslizantes de las grandes extrusoras y prensas de forjaque son casi de bronce y pueden pesar varias toneladas.

Muchos elementos elásticos también se fabrican con bronce al silicio y bronce al estaño. Las herramientas de soldadura, los moldes de fundición a presión, etc. utilizan aleaciones de cobre.

(2) Equipos metalúrgicos

La industria metalúrgica es una gran consumidora de electricidad y se la conoce como el "tigre eléctrico". En la construcción de una planta metalúrgica, no puede faltar un sistema de distribución de energía a gran escala y equipos de operación eléctrica que dependan del cobre.

Además, en la pirometalurgia ha dominado la tecnología de colada continua, y los componentes clave del cristalizador utilizan sobre todo aleaciones de cobre de gran resistencia y alta conductividad térmica, como el cobre cromado y el cobre plateado.

Para la fundición eléctrica, los crisoles refrigerados por agua de los hornos de arco al vacío y los hornos de arco eléctrico se fabrican con tubos de cobre, y diversas bobinas de calentamiento por inducción se enrollan con tubos de cobre o tubos de cobre de forma especial y se refrigeran con agua.

(3) Aditivos de aleación

El cobre es un importante elemento aditivo en los productos de cobre-hierro y aleaciones de aluminio. La adición de una pequeña cantidad de cobre (0,2~0,5%) al cobre estructural de baja aleación puede mejorar su resistencia a la corrosión atmosférica y marina.

Añadir cobre al hierro fundido resistente a la corrosión y al cobre inoxidable puede mejorar aún más su resistencia a la corrosión. Las aleaciones con alto contenido en níquel y cobre 30% son famosas por su gran resistencia a la corrosión, como la aleación Monel, muy utilizada en la industria nuclear.

Muchas aleaciones de aluminio de alta resistencia también contienen cobre. Mediante el tratamiento térmico de enfriamiento y envejecimiento, se precipitan partículas finas que se distribuyen difusamente en la aleación, mejorando significativamente su resistencia, lo que se conoce como aleación de aluminio endurecida por envejecimiento.

El más famoso es el duraluminio o aluminio duro, que es un importante material estructural para la fabricación de aviones y cohetes y contiene cobre, manganeso y magnesio.

Aplicaciones del cobre en la industria ligera

Los productos de la industria ligera están estrechamente relacionados con la vida de las personas y tienen una gran variedad. Debido al buen rendimiento integral del cobre, se puede ver en todas partes en la industria ligera. He aquí algunos ejemplos:

(1) Acondicionadores de aire y unidades de refrigeración

La función de control de la temperatura de los aparatos de aire acondicionado y las unidades de refrigeración se consigue principalmente mediante la evaporación y condensación de los tubos de cobre de los intercambiadores de calor. El tamaño y el rendimiento de transferencia de calor de los tubos de intercambio térmico determinan en gran medida la eficacia y la miniaturización de toda la máquina de aire acondicionado y la unidad de refrigeración. En estas máquinas se utilizan tubos de cobre de alta conductividad térmica.

Recientemente, se han desarrollado y fabricado tubos de calor con ranuras internas y aletas altas utilizando las excelentes propiedades de transformación del cobre para su uso en intercambiadores de calor de aparatos de aire acondicionado, unidades de refrigeración, dispositivos químicos y de recuperación de calor residual.

El coeficiente total de conducción del calor del nuevo intercambiador de calor puede aumentar hasta 2-3 veces el de los tubos ordinarios, y 1,2-1,3 veces el de los tubos de aletas bajas, lo que ahorra 40% de cobre y reduce el volumen del intercambiador de calor en más de 1/3.

(2) Relojes

La mayoría de las piezas funcionales de relojes, cronómetros y dispositivos de relojería que se fabrican actualmente están hechas de "latón para relojes". Esta aleación contiene 1,5-2% de plomo y posee buenas propiedades de transformación, lo que la hace apta para la producción en serie.

Por ejemplo, los engranajes se cortan a partir de largas barras de latón extruido, y los ejes se perforan a partir de tiras del grosor correspondiente. Las esferas de los relojes con motivos grabados, los tornillos y las juntas se fabrican en latón u otras aleaciones de cobre.

Un gran número de relojes baratos son de latón (bronce estaño-zinc) o están chapados en níquel-plata (cobre blanco). Algunos relojes famosos son de cobre y aleaciones de cobre. La aguja horaria del "Big Ben" británico está hecha de barras de latón macizo, y la minutera, de un tubo de cobre de 4,5 metros de largo.

En una fábrica de relojes moderna, las aleaciones de cobre son los materiales principales y se procesan con prensas y moldes precisos para producir de 10.000 a 30.000 relojes al día a bajo coste.

(3) Fabricación de papel

En una sociedad tan cambiante como la actual, el consumo de papel es elevado. La superficie del papel parece sencilla, pero el proceso de fabricación es muy complejo y requiere muchas máquinas, como refrigeradores, evaporadores, batidoras, máquinas de papel, etc.

La mayoría de estos componentes, como diversos tubos de intercambio de calor, rodillos, barras batidoras, bombas de semifluidos y mallas metálicas, están fabricados con aleaciones de cobre.

Por ejemplo, la máquina de papel de hilo largo que se utiliza actualmente pulveriza la pasta preparada sobre una malla metálica móvil con pequeños orificios de malla (40-60 mallas). La malla metálica se teje con alambres de latón y bronce fosforoso, tiene una gran anchura, normalmente superior a 6 metros, y debe mantenerse completamente recta.

La malla se mueve sobre una serie de pequeños rodillos de latón o cobre, y cuando las fibras húmedas con pulpa adherida pasan a través de ella, la humedad es succionada desde abajo. La malla también vibra para unir las pequeñas fibras de la pulpa. El tamaño de la malla metálica de las grandes máquinas de papel puede llegar a 26 pies y 8 pulgadas de ancho (8,1 metros) y 100 pies (30,5 metros) de largo.

La pasta húmeda no sólo contiene agua, sino también agentes químicos corrosivos utilizados en el proceso de fabricación del papel. Para garantizar la calidad del papel, se imponen requisitos rigurosos al material de la malla metálica, que debe tener gran resistencia, elasticidad y resistencia a la corrosión, características perfectamente adaptadas a las aleaciones de cobre.

(4) Impresión

Las planchas de cobre se utilizan para la fotolitografía en la impresión. Las placas de cobre pulido se sensibilizan con emulsión fotosensible y luego se exponen a imágenes fotográficas. La placa de cobre sensibilizada debe calentarse para endurecer la emulsión.

Para evitar el reblandecimiento debido al calentamiento, el cobre suele contener una pequeña cantidad de plata o arsénico para aumentar la temperatura de reblandecimiento. A continuación, la plancha se graba para formar una superficie de impresión con puntos cóncavos y convexos distribuidos.

En las máquinas automáticas de composición tipográfica, los moldes de cobre para letras se utilizan para fabricar modelos de planchas, otro uso importante del cobre en la imprenta. Los moldes de letras suelen ser de latón emplomado, a veces de cobre o bronce.

(5) Productos farmacéuticos

En la industria farmacéutica se utilizan diversos dispositivos de cobre puro para vapor, ebullición y vacío. El cobre blanco cincado se utiliza mucho en instrumental médico. Las aleaciones de cobre también son materiales de uso común para monturas de gafas y mucho más.

Cobre para la arquitectura y el arte

(1) Sistema de tuberías

Debido a su bello aspecto, durabilidad, facilidad de instalación, seguridad, prevención de incendios, cuidado de la salud y muchas otras ventajas, las tuberías de agua de cobre tienen una evidente ventaja precio-rendimiento sobre las tuberías de cobre galvanizado y las tuberías de plástico. En edificios residenciales y públicos, es cada vez más el material preferido para el suministro de agua, calefacción, suministro de gas y sistemas de rociadores contra incendios.

En los países desarrollados, los sistemas de suministro de agua de cobre ya representan una gran proporción. El Manhattan Building de Nueva York, que pretende ser el sexto edificio más alto del mundo, utiliza 60.000 pies (l km) de tuberías de cobre sólo para su sistema de abastecimiento de agua. En Europa hay un gran consumo de tuberías de cobre para el agua potable.

El consumo medio de tuberías de cobre para agua potable en el Reino Unido es de 1,6 kg por persona y año, mientras que en Japón es de 0,2 kg. Las tuberías de cobre galvanizado se corroen con facilidad, y muchos países ya han prohibido su uso. Hong Kong prohíbe su uso desde enero de 1996, y Shanghai desde mayo de 1998. Es imperativo que China promueva el uso de sistemas de tuberías de cobre en la construcción de viviendas.

(2) Decoración de la casa

En Europa, es tradicional utilizar planchas de cobre para tejados y aleros. En los países nórdicos se utiliza incluso como decoración de paredes. El cobre tiene buena resistencia a la corrosión atmosférica, durabilidad, capacidad de reciclaje, excelente trabajabilidad y un bonito color, lo que lo hace muy adecuado para la decoración de casas.

Su aplicación en edificios antiguos, como iglesias, sigue brillando hoy en día, y su uso en edificios modernos a gran escala, incluso apartamentos y casas, es cada vez mayor. Por ejemplo, en Londres, el Commonwealth Institute Building, que representa la arquitectura británica moderna, tiene un complejo tejado de placas de cobre que pesa unas 25 toneladas. El Crystal Palace Sports Centre, inaugurado en 1966, tiene un tejado ondulado de 60 toneladas de cobre.

Según las estadísticas, en Alemania el consumo medio de placas de cobre para tejados es de 0,8 kg por persona y año, mientras que en Estados Unidos es de 0,2 kg. Además, el uso de productos de cobre para la decoración de interiores, como manillas de puertas, cerraduras, bisagras, barandillas, lámparas, adornos de pared y utensilios de cocina, no solo dura mucho y es higiénico, sino que además añade un ambiente elegante y es profundamente apreciado por la gente.

(3) Esculturas y artesanía

No hay metal en el mundo que pueda utilizarse ampliamente para fabricar diversas artesanías como el cobre, que ha perdurado desde la antigüedad hasta nuestros días. En la construcción urbana actual, se utiliza un gran número de aleaciones de cobre fundido para fabricar monumentos, campanas, vasijas del tesoro, estatuas, budas e imitaciones de antigüedades.

Los instrumentos musicales modernos, como las flautas de latón blanco y los saxofones de latón, también utilizan materiales de cobre. Diversas obras de arte exquisitas, joyas chapadas en oro o imitaciones de oro/plata baratas y de buen aspecto también requieren el uso de aleaciones de cobre con diferentes composiciones.

El Buda Tian Tan de Hong Kong, terminado en 1996, está hecho de estaño, zinc y bronce plomado, pesa 206 toneladas y mide 26 metros de altura. El Buda Guanyin del Mar del Sur, en la montaña Putuo, provincia de Zhejiang, terminado en 1997, mide 20 metros de altura y pesa 70 toneladas. Es la primera estatua gigante de cobre del mundo construida con materiales de imitación de oro.

Posteriormente, se terminó en Wuxi una estatua de bronce del Buda Sakyamuni de 88 metros de altura. Se están construyendo estatuas de Buda más altas en la isla de Hainan, en la montaña Jiu Hua, y en India y Japón.

(4) Monedas

Desde que nuestros antepasados humanos empezaron a utilizar monedas para comerciar, el cobre y las aleaciones de cobre se han utilizado para fabricar monedas, que se han transmitido de generación en generación hasta la actualidad. Con el desarrollo de actividades modernas como los teléfonos automáticos que funcionan con monedas, el transporte y las compras que benefician a las personas, el uso del cobre para la producción de monedas ha aumentado con el tiempo.

Además de cambiar las dimensiones, se pueden utilizar convenientemente diferentes composiciones de aleación para fabricar y distinguir monedas de diferentes denominaciones cambiando sus colores de aleación.

Entre las monedas más utilizadas se encuentran las "monedas de plata", que contienen 25% de níquel, las monedas de latón, que contienen 20% de zinc y 1% de estaño, y las monedas de "cobre", que contienen pequeñas cantidades de estaño (3%) y zinc (1,5%). La producción de monedas de cobre en todo el mundo consume decenas de miles de toneladas de cobre al año.

Sólo la Royal Mint de Londres produce setecientos millones de monedas de cobre al año, lo que requiere aproximadamente siete mil toneladas de metal.

Aplicaciones del cobre en alta tecnología

El cobre no sólo tiene una amplia gama de aplicaciones en industrias tradicionales, sino que también desempeña un papel importante en industrias emergentes y campos de alta tecnología. Por ejemplo:

(1) Ordenadores

La tecnología de la información es la vanguardia de la alta tecnología. Se basa en la herramienta de la sabiduría humana moderna, el ordenador, para procesar y manejar el rápidamente cambiante y vasto mar de la información. El corazón del ordenador está formado por un microprocesador (que incluye una unidad aritmética lógica y una unidad de control) y una memoria.

Todos estos componentes básicos (hardware) son circuitos integrados a gran escala, con millones de transistores interconectados, resistencias, condensadores y otros dispositivos distribuidos en diminutos chips para realizar rápidos cálculos numéricos, operaciones lógicas y almacenamiento masivo de información.

Estos chips de circuitos integrados necesitan ensamblarse mediante marcos de plomo y circuitos impresos para funcionar.

Como se menciona en el capítulo anterior "Aplicaciones en la industria electrónica", el cobre y las aleaciones de cobre no sólo son materiales importantes para los marcos de plomo, las soldaduras y las placas de circuitos impresos, sino que también desempeñan un papel importante en la interconexión de los diminutos componentes de los circuitos integrados.

(2) Superconductividad y baja temperatura

En la mayoría de los materiales (salvo los semiconductores), su resistencia eléctrica disminuye al bajar la temperatura. Cuando la temperatura desciende a un nivel muy bajo, la resistencia de ciertos materiales puede desaparecer por completo, lo que se denomina superconductividad.

La temperatura máxima a la que aparece la superconductividad se denomina temperatura crítica del material. El descubrimiento de la superconductividad ha abierto una nueva frontera en la utilización de la electricidad.

Con una resistencia eléctrica nula, se puede generar una corriente muy grande (teóricamente infinita) con un voltaje muy pequeño, generando enormes campos y fuerzas magnéticas, o no hay disminución de voltaje ni pérdida de energía cuando pasa corriente a través de él. Obviamente, sus aplicaciones prácticas traerán cambios a la producción y la vida humanas, y ha atraído mucha atención.

Sin embargo, en el caso de los metales ordinarios, la superconductividad sólo aparece cuando la temperatura se aproxima al cero absoluto (0K = -273°C), algo difícil de conseguir en la práctica de la ingeniería. En los últimos años, se han desarrollado algunas aleaciones superconductoras con temperaturas críticas superiores a las de los metales puros.

Por ejemplo, la aleación Nb3Sn tiene una temperatura crítica de 18,1K. Sin embargo, su aplicación sigue dependiendo en gran medida del cobre. En primer lugar, estas aleaciones deben trabajar a temperaturas ultrabajas, que se consiguen mediante licuefacción de gases como el helio, el hidrógeno y el nitrógeno líquidos, con temperaturas de licuefacción de 4K (-269°C), 20K (-253°C) y 77K (-196°C), respectivamente.

El cobre sigue presentando una buena ductilidad y plasticidad a temperaturas tan bajas, lo que lo convierte en un material estructural y de transporte de tuberías esencial en la ingeniería de bajas temperaturas.

Además, las aleaciones superconductoras como Nb3Sn y NbTi son frágiles y difíciles de transformar en materiales conformados, por lo que requieren cobre como material de revestimiento para unirlas.

En la actualidad, estos materiales superconductores se han utilizado para crear potentes imanes en dispositivos de diagnóstico médico como la resonancia magnética y potentes separadores magnéticos en algunas minas. Los trenes maglev previstos, con velocidades superiores a 500 km/h, también se basan en estos materiales superconductores para suspender el tren y evitar la resistencia del contacto rueda-carril, logrando un funcionamiento a alta velocidad de los vagones.

Recientemente se han descubierto algunos materiales superconductores de alta temperatura, la mayoría de los cuales son óxidos compuestos.

Uno de los primeros y más conocidos es el óxido con base de cobre y plomo (YBa2Cu3O7), con una temperatura crítica de 90K, que puede funcionar a temperaturas de nitrógeno líquido. En la actualidad, aún no se han desarrollado materiales con temperaturas críticas cercanas a la temperatura ambiente, y estos materiales son difíciles de formar en grandes bloques, y su densidad de corriente que mantiene la superconductividad no es lo suficientemente alta para su uso en aplicaciones de alta electricidad. Por lo tanto, es necesario seguir investigando y desarrollando.

(3) Tecnología espacial

En cohetes, satélites y transbordadores espaciales, muchos componentes críticos también requieren el uso de cobre y aleaciones de cobre, además de sistemas de control microelectrónicos y equipos de instrumentación.

Por ejemplo, el revestimiento interior de la cámara de combustión y la cámara de empuje de un motor cohete puede utilizar la excelente conductividad térmica del cobre para refrigerar y mantener las temperaturas dentro de los rangos permitidos.

El revestimiento interior del motor del cohete Ariane 5 utiliza una aleación de cobre y plata para procesar 360 canales de refrigeración que se enfrían con hidrógeno líquido durante el lanzamiento del cohete. Además, las aleaciones de cobre también son materiales estándar utilizados para componentes portantes en estructuras de satélites. Los paneles solares de los satélites suelen estar fabricados con aleaciones de cobre que contienen otros elementos.

(4) Física de altas energías

Desvelar el misterio de la estructura de la materia es un importante problema científico básico por el que luchan los científicos. Cada paso hacia la comprensión de esta cuestión tendrá importantes repercusiones para la humanidad. La utilización actual de la energía atómica es un ejemplo de ello.

Las últimas investigaciones de la física moderna han descubierto que la unidad más pequeña de la materia no son las moléculas ni los átomos, sino los quarks y leptones, que son miles de millones de veces más pequeños. La investigación de estas partículas fundamentales suele requerir altas energías cientos de veces superiores a los efectos nucleares en el momento de las explosiones de bombas atómicas, lo que se conoce como física de altas energías.

Esta alta energía se obtiene acelerando partículas cargadas a grandes distancias en un campo magnético intenso, "bombardeando" un blanco fijo (acelerador de alta energía), o colisionando dos corrientes de partículas que aceleran en direcciones opuestas (colisionador).

Para ello, se utiliza cobre para construir un canal de campo magnético intenso de larga distancia como estructura de bobinado. Además, en los dispositivos de reacción termonuclear controlada se necesitan estructuras similares. Para reducir la generación de calor causada por el paso de grandes corrientes, estos canales magnéticos se bobinan a partir de varillas de cobre huecas para permitir la entrada de refrigerante.

Por ejemplo, el imán refrigerado por agua del famoso acelerador sincrotrón de protones del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) está formado por unas 300 toneladas de material de cobre extruido enrollado en tubos de cobre huecos.

El acelerador de iones pesados construido en China en 1984 utilizó un total de 46 toneladas de tubos, cada uno de 40 metros de longitud con un diámetro exterior y un círculo interior. En el colisionador de positrones y electrones construido posteriormente se utilizaron tubos de cobre de 105 toneladas.

En el dispositivo de reacción termonuclear controlada desarrollado en China hay un total de 16 bobinas de enfoque, cada una de ellas enrollada con una varilla de cobre de 55 metros de longitud. El armazón está soldado a partir de placas de cobre, con tuberías de agua de refrigeración soldadas a ellas. En total se utilizaron 50 toneladas de cobre en este dispositivo.

Aplicaciones de los compuestos de cobre

Los compuestos de cobre incluyen sulfato de cobre (pentahidratado, monohidratado y anhidro), acetato de cobre, óxido de cobre y óxido cuproso, cloruro de cobre y cloruro cuproso, oxicloruro de cobre, nitrato de cobre, cianuro de cobre, sales de ácidos grasos de cobre, carboxilatos de ciclohexano de cobre, etc.

Tienen amplias aplicaciones en agricultura, industria, medicina, sanidad y otros campos. Entre ellos, el sulfato de cobre es el más utilizado y suele ser sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4-5H2O), comúnmente conocido como vitriolo azul debido a su color azul. A menudo se utiliza como materia prima para la producción de muchas otras sales.

La historia del uso humano de compuestos de cobre se remonta a hace más de 5.000 años, cuando los antiguos egipcios descubrieron que el sulfato de cobre era un buen mordiente (agente tintóreo) para teñir.

Según las estadísticas, actualmente hay más de cien fábricas que producen sulfato de cobre en todo el mundo, con un consumo anual de unas 200.000 toneladas, de las cuales tres cuartas partes se utilizan en la agricultura y la ganadería como fungicida.

Aplicaciones de los compuestos de cobre en la agricultura y la ganadería

Los compuestos de cobre son fungicidas eficaces que pueden controlar todas las enfermedades causadas por mohos u hongos. Además de remojar directamente las semillas con sulfato de cobre, se suelen utilizar diversas mezclas de sales de cobre en huertos y campos.

Las más importantes son la mezcla de Burdeos (mezcla de sulfato de cobre y cal), que debe su nombre a la famosa región vinícola francesa, y la mezcla de Borgoña (mezcla de sulfato de cobre y sosa), así como el verde París y el Cuprokill, etc.

Según los informes, los fungicidas de cobre pueden prevenir más de 300 tipos de enfermedades que aparecen con frecuencia en más de cien cultivos. Estos cultivos incluyen diversos frutales perennes como uvas, naranjas, plátanos, manzanas, peras, melocotones, etc.; cultivos económicos como café, caucho, algodón, remolacha azucarera, etc.; cereales como trigo, arroz, maíz, cebada, avena, etc.; judías, tomates, patatas, lechugas, etc.

El cobre también es un oligoelemento necesario para mantener un crecimiento sano de los cultivos y el ganado. Por lo general, cuando el contenido de cobre disponible en el suelo agrícola es inferior a 2ppmm (1ppmm es el uno por ciento), los cultivos sufrirán deficiencia de cobre y reducirán el rendimiento, o incluso dejarán de crecer. Del mismo modo, cuando el contenido de cobre disponible en el suelo de los pastos es inferior a 5ppmm, el ganado sufrirá una enfermedad por deficiencia de cobre.

En la actualidad, debido a las operaciones intensivas de alto rendimiento, el uso generalizado de fertilizantes que contienen poco o ningún cobre ha provocado la degradación de la tierra y el creciente problema de la deficiencia de cobre en todo el mundo.

Para corregir y prevenir la carencia de cobre, deben administrarse oportunamente sales de cobre. Pueden añadirse directamente o mezclarse con fertilizantes ricos en nitrógeno y fósforo, aplicarse para mejorar la calidad del suelo para conseguir un efecto a largo plazo, o pulverizarse sobre las plántulas de los cultivos cada año. Para el ganado, además de mejorar los pastos, las sales de cobre pueden mezclarse con el pienso o inyectarse directamente en el ganado con síntomas de deficiencia de cobre.

El sulfato de cobre es también un promotor del crecimiento para cerdos y pollos, que puede mejorar su apetito y promover la conversión alimenticia. La mezcla de 0,1% de sulfato de cobre en el pienso puede promover significativamente el aumento de peso de cerdos y pollos de engorde. Los iones de cobre tienen fuertes efectos desinfectantes y esterilizantes, y pueden prevenir la propagación de algunas enfermedades comunes del ganado.

Por ejemplo, una pequeña cantidad de cobre en el agua (menos de lppm) puede matar a los caracoles, incluidos los que albergan el parásito de la fasciola hemática, previniendo así la enfermedad de la fasciola hepática, de fácil incidencia en animales tropicales y templados. El sulfato de cobre también puede utilizarse para desinfectar los corrales y evitar la propagación de la podredumbre de las pezuñas en el ganado vacuno y ovino, así como la erisipela porcina y la disentería bovina.

Además, las sales de cobre pueden añadirse para eliminar la contaminación por algas verdes molestas en estanques, arrozales, canales y ríos. Las sales de cobre también pueden utilizarse como inhibidores del moho y conservantes para almacenar cereales, frutas y verduras. Un método cómodo es envolverlos con papel empapado en sal de cobre.

Aplicaciones de los compuestos de cobre en la industria

Los compuestos de cobre tienen una amplia gama de aplicaciones en la industria, y se utilizan más o menos en casi todos los campos. He aquí algunos ejemplos:

El sulfato de cobre es un mordiente de uso común en los procesos de teñido para mejorar la durabilidad y la resistencia al lavado del brillo, y se utiliza ampliamente en las industrias textil y del cuero. Los compuestos de cobre tienen colores como el azul, el verde, el rojo, el negro, etc., y pueden utilizarse como colorantes para vidrio, cerámica, cemento y esmalte. También son componentes de ciertos tintes para el cabello.

El nitrato de cobre añadido a los fuegos artificiales produce luz verde, etc. Las pinturas con compuestos de cobre añadidos tienen propiedades antiincrustantes marinas. Algunos compuestos orgánicos de cobre son eficaces conservantes utilizados para evitar la corrosión de la pasta de papel, la madera, los productos de madera, la lona y otros tejidos.

Algunos compuestos de cobre son importantes agentes químicos en la producción de caucho, petróleo y fibras sintéticas, y desempeñan funciones de catálisis y purificación.

El electrolito de sulfato de cobre se utiliza para el cobreado, la producción de láminas de cobre electrolítico y la purificación del cobre.

En la industria minera, el sulfato de cobre se utiliza como activador para la flotación de minerales como el plomo, el zinc, el aluminio y el oro.

Aplicaciones de los compuestos de cobre en la salud humana

El cobre es un oligoelemento esencial para la salud humana, importante para la sangre, los sistemas nervioso e inmunitario centrales, el desarrollo y la función del cabello, la piel y el tejido óseo, así como para órganos internos como el cerebro, el hígado y el corazón.

El cobre se ingiere principalmente a través de la dieta diaria. La Organización Mundial de la Salud recomienda que los adultos ingieran 0,03 miligramos de cobre por kilogramo de peso corporal al día para mantener la salud.

Las embarazadas y los niños pequeños deben duplicar la cantidad. La carencia de cobre puede causar diversas enfermedades, y pueden tomarse suplementos y píldoras de cobre para complementarlo. Los iones de cobre pueden desinfectar y esterilizar, y son útiles para la prevención de enfermedades y la higiene.

Por ejemplo, pueden matar bacterias como la E. coli y la disentería en el agua, eliminar caracoles y babosas que propagan la esquistosomiasis y larvas de mosquito que propagan la malaria.

También pueden utilizarse en piscinas para evitar la contaminación por algas verdes y la propagación del pie de atleta por el suelo, etc. Los compuestos de cobre pueden utilizarse para tratar ciertas enfermedades. Se sabe que llevar un anillo de cobre puede tratar la artritis.

Los sulfatos de cobre se han utilizado para tratar enfermedades pulmonares y mentales en algunos países occidentales, mientras que en algunos países africanos y asiáticos se han utilizado para tratar úlceras y enfermedades de la piel. Actualmente se están desarrollando medicamentos que contienen cobre.