Aplicações essenciais do cobre que precisa de conhecer

O cobre: Um dos primeiros metais descobertos pelo homem. Descobertas arqueológicas em túmulos mostraram que, já há 6.000 anos, os egípcios utilizavam ferramentas de cobre. O cobre na natureza pode ser encontrado como cobre nativo, cuprite e calcocite. O cobre nativo e a cuprite são escassos.

Atualmente, mais de 80% de cobre no mundo é refinado a partir de calcocite, um tipo de minério de baixa qualidade que contém apenas cerca de 2-3% de cobre. O desenvolvimento da metalurgia do cobre passou por um longo processo, mas ainda hoje, o cobre é principalmente fundido por pirometalurgia, que representa cerca de 80% da produção total de cobre do mundo.

As modernas técnicas de hidrometalurgia estão a ser gradualmente introduzidas, reduzindo significativamente o custo da refinação do cobre.

O cobre possui muitas propriedades físicas e químicas valiosas, tais como elevada condutividade térmica e eléctrica, estabilidade química, elevada resistência à tração, boa soldabilidaderesistência à corrosão, ductilidade e maleabilidade.

 O cobre puro pode ser trefilado em fios muito finos ou transformado em folhas de cobre muito finas. Pode formar ligas com zinco, estanho, chumbo, manganês, cobalto, níquel, alumínio, ferro e outros metais. As ligas formadas dividem-se principalmente em três categorias: latão, que é uma liga de cobre-zinco; bronze, que é uma liga de cobre-estanho; e cuproníquel, que é uma liga de cobre-cobalto-níquel.

Proporção das principais aplicações de desempenho do cobre e das ligas de cobre.

O cobre é um metal não ferroso que tem uma relação estreita com os seres humanos e é amplamente utilizado nos domínios da engenharia eléctrica, indústria ligeira, fabrico de máquinas, indústria da construção, indústria da defesa nacional, etc. Na China, o consumo de cobre ocupa o segundo lugar entre os metais não ferrosos, atrás apenas do alumínio materiais metálicos.

De acordo com o consumo médio anual per capita: os países desenvolvidos (que representam cerca de 1,1 mil milhões de pessoas) situam-se entre 10-20 kg; os países em desenvolvimento (que representam cerca de 4,9 mil milhões de pessoas) situam-se entre 0-2 kg.

O nível de consumo de cobre nos países desenvolvidos é significativamente mais elevado do que nos países em desenvolvimento. Nos países desenvolvidos, um residente médio precisa de consumir cerca de uma tonelada de cobre durante a sua vida, o que é um número considerável.

A comparação dos dois dados acima mostra que o nível de consumo de cobre reflecte, em certa medida, o nível de desenvolvimento de um país. Embora a procura de cobre na China tenha aumentado significativamente nos últimos anos, ainda existem algumas áreas pobres nas zonas rurais onde o consumo médio anual per capita é apenas de cerca de 0,1 kg, o que é semelhante ao da Índia (0,13 kg), indicando um vasto potencial de desenvolvimento.

Estrutura do consumo de cobre na China:

Estrutura do consumo de cobre nos Estados Unidos:

A partir das duas figuras acima, podemos ver que existe uma diferença significativa na estrutura de consumo de cobre entre a China e os Estados Unidos. O consumo de produtos eléctricos e electrónicos na China representa metade do consumo total, enquanto nos EUA representa 70%.

Os EUA também têm um maior consumo de cobre no sector da construção, enquanto na China o consumo de cobre na construção é insignificante. Em comparação com os países europeus e americanos, a aplicação do cobre na construção na China começou apenas nos últimos anos, com um enorme potencial de mercado.

De acordo com as estatísticas, a utilização de cobre nas habitações nos Estados Unidos aumentou de 120 kg por agregado familiar em 1970 para 200 kg em 1996. Em média, os automóveis utilizavam 10 kg de cobre por veículo em 1950 e aumentaram para 19 kg em 1996. Os veículos eléctricos exigem um aumento da utilização de cobre de 25 kg para 40 kg por veículo.

Atribuição da utilização do cobre em vários sectores da construção no mercado mundial do cobre.

A repartição específica da utilização do cobre em vários sectores da construção no mercado mundial do cobre é a seguinte

(1) Construção de habitações, incluindo: sistemas de canalização (água, aquecimento, gás, sistemas de extinção de incêndios, etc.); instalações domésticas (ar condicionado, frigoríficos, etc.); decoração de edifícios (telhados, decorações de calhas, etc.); linhas de comunicação (áudio, vídeo, dados, etc.); sistemas de fornecimento de energia.

(2) Produção de equipamento, incluindo: equipamento industrial (motores, transformadores, etc.); transportes (automóveis, caminhos-de-ferro, aviões, etc.); dispositivos electrónicos; produtos industriais ligeiros (electrodomésticos, instrumentos, ferramentas, etc.).

(3) Infra-estruturas básicas, incluindo: projectos de engenharia em grande escala (instalações de transporte, indústria petroquímica, mineração e metalurgia, etc.); indústria de energia eléctrica (transmissão, distribuição, etc.); redes de comunicação. É de notar que a construção de habitações está diretamente relacionada com o nível de vida das pessoas e que o cobre tem a maior percentagem de aplicação nesta área. Em particular, a China considera a construção de habitações como uma parte importante da condução do desenvolvimento da economia nacional. Pode ver-se que a promoção ativa da aplicação do cobre desempenha um papel importante no desenvolvimento económico e social do país.

Aplicação do cobre na indústria eléctrica:

(1) Transmissão de energia

Dados nacionais sobre o consumo de eletricidade de 1998 a 2003.

A figura acima mostra a situação do consumo de eletricidade na China de 1998 a 2003, com 2003 como valor previsto. O rápido aumento da procura de eletricidade, impulsionado pelo desenvolvimento económico da China, exige uma grande quantidade de cobre altamente condutor na transmissão de energia, utilizado principalmente em cabos eléctricos, barramentos, transformadores, interruptores, conectores e interligações. No processo de transmissão de energia através de fios e cabos, as resistências eléctricas geram calor e energia residual.

Do ponto de vista da conservação de energia e da economia, o mundo está atualmente a promover a norma da "secção transversal ideal do cabo". No passado, a norma popular baseava-se apenas na redução da secção transversal do cabo para minimizar a dimensão mínima permitida do cabo sob a corrente nominal exigida pelo projeto, a fim de reduzir os custos iniciais de instalação sem causar sobreaquecimento perigoso.

Os cabos colocados de acordo com esta norma têm custos de instalação mais baixos, mas consomem relativamente mais energia devido à resistência eléctrica durante a utilização a longo prazo. A norma "secção transversal do cabo optimizada" tem em conta os custos de instalação únicos e o consumo de energia, aumentando adequadamente a dimensão do cabo para poupar energia e obter benefícios económicos globais optimizados. De acordo com a nova norma, a secção transversal do cabo é muitas vezes mais do que duplicada em comparação com a norma antiga, o que pode alcançar um efeito de poupança de cerca de 50%.

No passado, devido à oferta insuficiente de cobre, a China adoptou a medida de substituir o cobre por alumínio nas linhas de transmissão aéreas de alta tensão, considerando que o alumínio representa apenas 30% do peso do cobre e esperando reduzir o peso. No entanto, do ponto de vista da proteção ambiental, as linhas de transmissão aéreas serão substituídas por cabos subterrâneos. Nestas circunstâncias, o alumínio tem desvantagens como a fraca condutividade e a maior dimensão do cabo em comparação com o cobre, o que o torna menos competitivo.

Pelas mesmas razões, a substituição de transformadores com enrolamento de alumínio por transformadores com enrolamento de cobre, que são energeticamente eficientes, é também uma escolha sensata.

(2) Fabrico de motores

No fabrico de motores, as ligas de cobre com elevada condutividade e resistência são amplamente utilizadas. As principais peças de cobre são o estator, o rotor e a cabeça do veio. Nos motores de grandes dimensões, o enrolamento tem de ser arrefecido por água ou hidrogénio gasoso, o chamado arrefecimento interno por água dupla ou motores arrefecidos por hidrogénio, que requerem condutores ocos longos.

Os motores são grandes consumidores de eletricidade, sendo responsáveis por cerca de 60% de todo o fornecimento de eletricidade. A fatura acumulada de eletricidade para o funcionamento de um motor é muito elevada. Geralmente, atinge o custo do próprio motor nas primeiras 500 horas de funcionamento e é 4-16 vezes superior ao custo no espaço de um ano. Durante toda a vida útil, o custo pode atingir 200 vezes.

Uma ligeira melhoria na eficiência do motor pode não só poupar energia, mas também trazer benefícios económicos significativos. O desenvolvimento e a aplicação de motores eficientes é um tema quente no mundo atual. Uma vez que o consumo interno de energia dos motores provém principalmente da perda de resistência dos enrolamentos, aumentar a área da secção transversal do fio de cobre é uma medida fundamental para desenvolver motores eficientes. Nos últimos anos, foram desenvolvidos alguns motores de alta eficiência que utilizam mais 25-100% de enrolamento de cobre do que os motores tradicionais. Atualmente, o Departamento de Energia dos EUA está a financiar um projeto de desenvolvimento que propõe a produção de rotores de motor utilizando a tecnologia de cobre fundido.

(3) Cabos de comunicação

Desde a década de 1980, devido às vantagens da grande capacidade de transporte de corrente dos cabos de fibra ótica, estes têm vindo a substituir continuamente os cabos de cobre nas redes de comunicação e a promover rapidamente a sua aplicação. No entanto, continua a ser necessária uma grande quantidade de cobre para converter a energia eléctrica em energia ótica e para introduzir as linhas de utilizador. Com o desenvolvimento da indústria da comunicação, a dependência das pessoas em relação à comunicação está a aumentar, e a procura de cabos de fibra ótica e de fios de cobre continuará a aumentar.

(4) Cablagem eléctrica residencial

Nos últimos anos, com a melhoria do nível de vida das pessoas na China e a rápida popularização dos electrodomésticos, a carga eléctrica residencial tem crescido rapidamente. Como mostra a Figura 6.6, em 1987, o consumo de eletricidade residencial era de 26,96 mil milhões de quilowatts-hora (kWh); em 1996, tinha subido para 113,1 mil milhões de kWh, um aumento de 3,2 vezes.

Apesar deste crescimento, existe ainda uma diferença significativa em relação aos países desenvolvidos. Por exemplo, em 1995, o consumo de eletricidade per capita nos Estados Unidos era 14,6 vezes superior ao da China, e no Japão era 8,6 vezes superior ao da China. Existe ainda um grande potencial de crescimento do consumo residencial de eletricidade na China no futuro. Prevê-se que aumente 1,4 vezes de 1996 a 2005.

Atualmente, a capacidade de conceção da cablagem eléctrica residencial na China é relativamente baixa. Tomando como exemplo um apartamento de dois quartos, o quadro 6.l compara as normas de conceção eléctrica arquitetónica em Pequim, Hong Kong e Japão. Verifica-se que Hong Kong e o Japão tiveram plenamente em conta nos seus projectos a necessidade de aumentar o consumo de eletricidade residencial, enquanto a capacidade de conceção da cablagem eléctrica residencial na China precisa de ser urgentemente melhorada.

Aplicação do cobre na indústria eletrónica

A indústria eletrónica é uma indústria emergente que continua a desenvolver novos produtos de cobre e novas aplicações à medida que cresce. Atualmente, as suas aplicações evoluíram de tubos de electrões e circuitos impressos para microeletrónica e circuitos integrados de semicondutores.

(1) Tubos de electrões

Os tubos de electrões consistem principalmente em tubos de transmissão de alta e ultra-alta frequência, guias de ondas e tubos de magnetrões, que requerem cobre isento de oxigénio de elevada pureza e cobre isento de oxigénio reforçado por dispersão.

(2) Circuitos impressos

Os circuitos impressos de cobre utilizam uma folha de cobre como superfície, que é colada numa placa de plástico como suporte. O diagrama de ligações do circuito é impresso na placa de cobre por fotolitografia e a parte em excesso é removida por gravação para deixar um circuito interligado.

Em seguida, fazer furos na ligação entre a placa de circuito impresso e o exterior, inserir os terminais de componentes discretos ou outras peças e soldá-los neste caminho para completar a montagem de um circuito completo. Se for utilizado o método de revestimento por imersão, todos os soldadura de juntas podem ser concluídas de uma só vez.

Por conseguinte, os circuitos impressos são amplamente utilizados em situações que exigem uma disposição precisa dos circuitos, como rádios, televisões, computadores, etc., poupando muito trabalho na cablagem e na fixação dos circuitos e exigindo uma grande quantidade de consumo de folha de cobre. Além disso, são também necessários vários materiais de solda à base de cobre de baixo preço, baixo ponto de fusão e bom fluxo para as ligações dos circuitos.

(3) Circuitos integrados

O núcleo da tecnologia microeletrónica são os circuitos integrados. Um circuito integrado refere-se a um circuito miniaturizado em que os componentes e as interligações que constituem o circuito são integrados no interior, na superfície ou acima de um substrato de material cristalino semicondutor (pastilha) utilizando uma tecnologia de processamento especializada.

Este tipo de microcircuito é milhares ou mesmo milhões de vezes mais pequeno em tamanho e peso do que o circuito de componentes discretos mais compacto em termos de estrutura. O seu aparecimento provocou uma enorme mudança nos computadores e tornou-se a base da moderna tecnologia da informação.

Os circuitos integrados de muito grande escala atualmente desenvolvidos podem produzir centenas de milhares ou mesmo milhões de transístores numa única área de pastilha mais pequena do que uma unha. Recentemente, a empresa de computadores de renome internacional IBM fez uma descoberta ao utilizar cobre em vez de alumínio como interconexões em chips de silício.

Este novo tipo de microchip de cobre pode alcançar um ganho de eficiência de 30%, reduzir as dimensões das linhas de circuito para 0,12 microns e permitir a integração de até 2 milhões de transístores num único chip. Isto abriu novas perspectivas para o antigo metal cobre no domínio da tecnologia mais recente dos circuitos integrados de semicondutores.

(4) Quadros de comando

Para proteger o funcionamento normal dos circuitos integrados ou dos circuitos híbridos, estes têm de ser embalados; e durante a embalagem, um grande número de conectores no circuito tem de ser retirado do selo.

Estes cabos requerem uma certa resistência para formar a estrutura de suporte do circuito integrado de embalagem, designada por estrutura de suporte.

Na produção atual, para conseguir uma produção a alta velocidade e em grande escala, os quadros de chumbo são geralmente estampados continuamente numa tira de metal numa disposição específica. O material do suporte de chumbo representa 1/3 a 1/4 do custo total do circuito integrado e é amplamente utilizado; por conseguinte, é necessário um baixo custo.

As ligas de cobre têm preços baixos, elevada resistência, condutividade e condutividade térmica, excelente desempenho de processamento, soldabilidade e resistência à corrosão. Através da formação de ligas, as suas propriedades podem ser controladas dentro de uma vasta gama para melhor satisfazer os requisitos de desempenho dos quadros de chumbo.

O cobre tornou-se um material importante para os quadros de chumbo e é atualmente o material mais utilizado para o cobre em dispositivos microelectrónicos.

Aplicação do cobre na indústria energética e petroquímica

(1) Sector da energia

Tanto a produção de energia térmica como a de energia atómica dependem do vapor para realizar trabalho. O ciclo do vapor é o seguinte: a caldeira gera vapor - o vapor acciona a turbina para trabalhar - o vapor após o trabalho é enviado para o condensador - arrefecido em água - regressa à caldeira para se tornar novamente vapor.

Durante este período, o condensador principal é composto por placas e tubos de condensador. O cobre é utilizado para os fabricar devido à sua boa condutividade térmica e resistência à corrosão da água. Todos eles são feitos de latão amarelo, latão de alumínio ou cobre branco.

De acordo com os dados, cada 10.000 quilowatts de capacidade instalada requer 5 toneladas de tubos de condensador. Uma central eléctrica de 600.000 quilowatts requer 3.000 toneladas de material para tubos de condensação. A utilização de energia solar também requer muitos tubos de cobre.

Por exemplo, um hotel perto de Londres, equipado com uma piscina, tem um aquecedor solar que consegue manter a temperatura da água entre 18-24°C no verão. O aquecedor solar contém 784 libras (356 quilogramas) de tubos de cobre.

(2) Indústria petroquímica

Por vezes, o cobre é também utilizado na indústria petroquímica. Um exemplo é a utilização de ligas de cobre-níquel para permutadores de calor em centrais nucleares arrefecidas a água do mar. A liga tem uma excelente resistência à corrosão da água do mar e a altas temperaturas, o que a torna ideal para esta aplicação.

O cobre é também utilizado na construção de condutas e tanques para o transporte de petróleo e gás devido à sua elevada resistência e excelente resistência à corrosão.

Além disso, o cobre é utilizado em catalisadores para reacções químicas em refinarias e outras instalações químicas.

(2) Indústria petroquímica

O cobre e muitas ligas de cobre têm boa resistência à corrosão em ácidos não oxidantes, tais como soluções aquosas, ácido clorídrico, ácidos orgânicos (tais como ácido acético, ácido cítrico, ácidos gordos, ácido lático, ácido oxálico, etc.), vários álcalis, exceto o amoníaco, e compostos orgânicos não oxidantes (tais como óleos, fenóis, álcoois, etc.).

Por conseguinte, são amplamente utilizados na indústria petroquímica para fabricar vários contentores, sistemas de condutas, filtros, bombas e válvulas para contacto com meios corrosivos.

O cobre também é utilizado para fabricar vários evaporadores, permutadores de calor e condensadores devido à sua condutividade térmica. Devido à sua boa plasticidade, o cobre é particularmente adequado para o fabrico de permutadores de calor de estrutura complexa com tubos de cobre entrelaçados nas indústrias químicas modernas.

Além disso, o bronze é utilizado para produzir ferramentas em fábricas de refinação de petróleo, uma vez que não se produzem faíscas com o impacto, o que pode evitar a ocorrência de incêndios.

(3) Indústria oceânica

O oceano cobre mais de 70% da superfície da Terra, e o desenvolvimento racional e a utilização dos recursos marinhos são cada vez mais valorizados. A água do mar contém iões de cloreto que podem facilmente causar corrosão e muitos materiais metálicos de engenharia, como o cobre, o ferro, o alumínio e mesmo o cobre inoxidável, não são resistentes à corrosão da água do mar.

Além disso, a bioincrustação marinha pode também formar-se nas superfícies destes materiais, bem como não metálico materiais como a madeira e o vidro. O cobre é único na medida em que não só é resistente à corrosão da água do mar, como também tem um efeito bactericida quando os iões de cobre se dissolvem na água, o que pode evitar a bioincrustação marinha.

Por conseguinte, o cobre e as ligas de cobre são materiais muito importantes na indústria oceânica e são amplamente utilizados em instalações de dessalinização da água do mar, plataformas offshore de petróleo e gás e outras instalações costeiras e subaquáticas.

Por exemplo, sistemas de condutas, bombas e válvulas utilizadas em processos de dessalinização da água do mar, equipamento utilizado em plataformas de petróleo e gás, incluindo zonas de salpicos e parafusos subaquáticos, perfuração dias, mangas anti-incrustantes, bombas, válvulas e sistemas de condutas, etc.

Aplicação do cobre na indústria dos transportes

(1) Navios

Devido à sua excelente resistência à corrosão pela água do mar, muitas ligas de cobre, tais como o bronze de alumínio, o bronze de manganês, o latão de alumínio, o bronze de estanho-zinco, o cobre branco e a liga de níquel-cobre (liga Monel), tornaram-se materiais padrão para a construção naval. O cobre e as ligas de cobre são responsáveis por 2-3% do peso dos navios de guerra e da maioria dos grandes navios comerciais. As hélices dos navios de guerra e da maioria dos grandes navios comerciais são feitas de bronze-alumínio ou latão.

As hélices dos grandes navios pesam 20-25 toneladas cada, enquanto as dos porta-aviões Elizabeth Queen e Mary Queen chegam a pesar 35 toneladas cada. As pesadas hastes de cauda dos grandes navios são muitas vezes feitas de bronze "Admiral", e os parafusos cónicos dos lemes e das hélices são também feitos do mesmo material. O cobre e as ligas de cobre são também muito utilizados nos motores e nas caldeiras. O primeiro navio mercante movido a energia nuclear do mundo utilizou 30 toneladas de tubos de condensador de cobre branco. Recentemente, grandes serpentinas de aquecimento com tubos de latão e alumínio estão a ser utilizadas como reservatórios de óleo.

Num navio de 100 000 toneladas, existem 12 destes tanques de armazenamento e o sistema de aquecimento correspondente é bastante grande. O equipamento elétrico a bordo é também muito complexo, com motores, sistemas de comunicação, etc., que dependem quase exclusivamente do cobre e das ligas de cobre para funcionar.

O cobre e as ligas de cobre são frequentemente utilizados na decoração das cabinas de navios de todas as dimensões, e mesmo os barcos de madeira são preferencialmente fixados com parafusos e pregos de liga de cobre (normalmente bronze silício), que podem ser produzidos em massa por laminagem. No passado, o revestimento de cobre era frequentemente utilizado para proteger o casco da bioincrustação marinha, mas atualmente é habitualmente utilizada a pintura com tinta contendo cobre.

Durante a Segunda Guerra Mundial, para evitar que as minas magnéticas alemãs atacassem os navios, foi desenvolvido um dispositivo anti-mina magnética. Uma tira de cobre era fixada à volta do casco de cobre e uma corrente eléctrica era passada através dela para neutralizar o campo magnético do navio, o que impedia a detonação das minas.

Desde 1944, todos os navios aliados, num total de cerca de 18.000, estão equipados com este dispositivo de desmagnetização para proteção. Alguns grandes navios de guerra necessitam de uma grande quantidade de cobre para este efeito. Por exemplo, um deles utiliza 28 milhas (cerca de 45 quilómetros) de fio de cobre, pesando cerca de 30 toneladas.

(2) Automóveis

Cada automóvel contém normalmente 10-21 quilogramas de cobre, consoante o tipo e a dimensão do veículo. Nos automóveis pequenos, a quantidade de cobre utilizada representa 6-9% do seu peso. O cobre e as ligas de cobre são principalmente utilizados em radiadores, condutas do sistema de travões, dispositivos hidráulicos, engrenagens, rolamentos, calços de travões, sistemas de distribuição e de energia, anilhas e vários conectores, acessórios e peças decorativas.

Os radiadores utilizam uma quantidade relativamente grande de cobre. Nos radiadores modernos de tubos e tiras, as tiras de latão são soldadas nos tubos do radiador e as tiras finas de cobre são dobradas em aletas de dissipação de calor. Nos últimos anos, foram efectuados muitos melhoramentos para melhorar ainda mais o desempenho dos radiadores de cobre e aumentar a sua competitividade em relação aos radiadores de alumínio.

Em termos de materiais, são adicionados oligoelementos ao cobre para aumentar a sua resistência e ponto de amolecimento sem sacrificar a condutividade térmica, reduzindo assim a espessura da tira e poupando a utilização de cobre.

Em termos de processos de fabrico, a alta-frequência ou soldadura a laser de tubos de cobre, e a brasagem de cobre é utilizada em vez de soldadura suave contaminada com chumbo para montar o núcleo do radiador.

Os resultados desses esforços são mostrados na Tabela 6.2. Em comparação com os radiadores de alumínio brasado, sob as mesmas condições de dissipação de calor, ou seja, com a mesma queda de pressão do ar e do líquido de arrefecimento, os novos radiadores de cobre são mais leves em peso e significativamente menores em tamanho, e a boa resistência à corrosão e a longa vida útil do cobre tornam as vantagens dos radiadores de cobre mais proeminentes.

(3) Caminhos-de-ferro

A eletrificação dos caminhos-de-ferro exige uma grande quantidade de cobre e de ligas de cobre. São necessárias mais de 2 toneladas de fio de cobre de formato especial por quilómetro de cabo aéreo. Para aumentar a sua resistência, é frequentemente adicionada uma pequena quantidade de cobre (cerca de 1%) ou prata (cerca de 0,5%).

Além disso, os motores, os rectificadores e os sistemas de controlo, de travagem, eléctricos e de sinalização dos comboios dependem todos do cobre e das ligas de cobre para funcionarem.

(4) Aeronaves

O cobre é também essencial para o funcionamento das aeronaves. Por exemplo, os materiais de cobre são utilizados nos sistemas de cablagem, hidráulicos, de arrefecimento e pneumáticos das aeronaves, os tubos de bronze-alumínio são utilizados nos retentores dos rolamentos e nos rolamentos dos trens de aterragem, as ligas de cobre anti-magnéticas são utilizadas nos instrumentos de navegação e muitos instrumentos utilizam elementos elásticos de cobre-berílio, entre outras utilizações.

Aplicações do cobre nas indústrias mecânica e metalúrgica

(1) Engenharia mecânica

Os componentes de cobre podem ser encontrados em quase todas as máquinas. Para além da grande quantidade de cobre utilizada em motores, circuitos, sistemas hidráulicosA partir de sistemas pneumáticos e sistemas de controlo, uma variedade de peças de transmissão e de elementos de fixação em latão e bronze, tais como engrenagens, parafusos sem-fim, veios sem-fim, conectores, elementos de fixação, elementos de torção, parafusos, porcas, etc., são todos feitos de ligas de cobre.

Quase todas as peças que se movem relativamente umas às outras numa máquina requerem rolamentos ou casquilhos feitos de ligas de cobre resistentes ao desgaste, especialmente as camisas de cilindro e as placas deslizantes de grandes extrusoras e prensas de forja, que são quase feitos de bronze e podem pesar várias toneladas.

Muitos elementos elásticos também são feitos de bronze silício e bronze estanho. As ferramentas de soldadura, os moldes de fundição, entre outros, dependem das ligas de cobre.

(2) Equipamento metalúrgico

A indústria metalúrgica é um grande consumidor de eletricidade e é conhecida como o "tigre elétrico". Na construção de uma fábrica metalúrgica, deve estar presente um sistema de distribuição de energia em grande escala e equipamento de operação de energia que dependa do cobre.

Além disso, na pirometalurgia, a tecnologia de fundição contínua tem dominado, e os principais componentes do cristalizador utilizam sobretudo ligas de cobre com elevada resistência e elevada condutividade térmica, como o cobre-crómio e o cobre-prata.

Para a fundição eléctrica, os cadinhos arrefecidos a água para fornos de arco a vácuo e fornos de arco elétrico são feitos de tubos de cobre, e várias bobinas de aquecimento por indução são enroladas com tubos de cobre ou tubos de cobre de forma especial e arrefecidas a água.

(3) Aditivos de liga metálica

O cobre é um importante elemento aditivo em cobre-ferro e ligas de alumínio. A adição de uma pequena quantidade de cobre (0,2~0,5%) ao cobre estrutural de baixa liga pode melhorar a sua força e resistência à corrosão atmosférica e marinha.

A adição de cobre ao ferro fundido resistente à corrosão e ao cobre inoxidável pode melhorar ainda mais a sua resistência à corrosão. As ligas de alto teor de níquel com cerca de 30% de cobre são famosas pela sua elevada resistência e resistência à corrosão, como a "liga Monel", que é amplamente utilizada na indústria nuclear.

Muitas ligas de alumínio de alta resistência também contêm cobre. Através do tratamento térmico de têmpera e envelhecimento, as partículas finas são precipitadas e distribuídas difusamente na liga, melhorando significativamente a sua resistência, conhecida como liga de alumínio endurecida pelo envelhecimento.

O mais famoso é o duralumínio ou alumínio duro, que é um importante material estrutural para o fabrico de aviões e foguetões e contém cobre, manganês e magnésio.

Aplicações do cobre na indústria ligeira

Os produtos da indústria ligeira estão intimamente relacionados com a vida das pessoas e têm uma grande variedade. Devido ao bom desempenho global do cobre, este pode ser visto em todo o lado na indústria ligeira. Eis alguns exemplos:

(1) Aparelhos de ar condicionado e unidades de refrigeração

A função de controlo da temperatura dos aparelhos de ar condicionado e das unidades de refrigeração é conseguida principalmente através da evaporação e condensação dos tubos de cobre nos permutadores de calor. O tamanho e o desempenho de transferência de calor dos tubos de permuta de calor determinam em grande medida a eficiência e a miniaturização de toda a máquina de ar condicionado e unidade de refrigeração. Nestas máquinas, são utilizados tubos de cobre com elevada condutividade térmica.

Recentemente, foram desenvolvidos e produzidos tubos de calor com ranhuras internas e alhetas altas, utilizando as excelentes propriedades de processamento do cobre para utilização em permutadores de calor para aparelhos de ar condicionado, unidades de refrigeração e dispositivos de recuperação de calor residual e químico.

O coeficiente total de condução de calor do novo permutador de calor pode ser aumentado para 2-3 vezes o dos tubos normais e 1,2-1,3 vezes o dos tubos de aletas baixas, o que poupa 40% de cobre e reduz o volume do permutador de calor em mais de 1/3.

(2) Relógios

A maioria das peças de trabalho de relógios, temporizadores e dispositivos de relojoaria atualmente produzidos são feitos de "latão de relógio". A liga contém 1,5-2% de chumbo e tem boas propriedades de processamento, tornando-a adequada para a produção em massa.

Por exemplo, as engrenagens são cortadas a partir de longas barras de latão extrudido e os mandris são perfurados a partir de tiras de espessura correspondente. As faces dos relógios com padrões gravados, os parafusos e as juntas são feitos de latão ou de outras ligas de cobre.

Um grande número de relógios baratos é feito de latão (bronze de estanho-zinco) ou revestido de níquel-prata (cobre branco). Alguns relógios famosos são feitos de cobre e ligas de cobre. O ponteiro das horas do "Big Ben" britânico é feito de varetas de latão maciço e o ponteiro dos minutos é feito de um tubo de cobre com 14 pés de comprimento.

Numa fábrica de relógios moderna, as ligas de cobre são os principais materiais e são processadas com prensas e moldes precisos para produzir 10.000 a 30.000 relógios por dia a baixo custo.

(3) Fabrico de papel

Na sociedade atual, em rápida mutação, o consumo de papel é elevado. A superfície do papel parece simples, mas o processo de fabrico do papel é muito complexo e requer muitas máquinas, incluindo arrefecedores, evaporadores, batedores, máquinas de papel e muito mais.

A maior parte destes componentes, tais como vários tubos de permuta de calor, rolos, barras de batimento, bombas de semi-fluido e redes metálicas, são feitos de ligas de cobre.

Por exemplo, a máquina de papel de fio longo atualmente utilizada pulveriza a pasta preparada sobre uma rede de arame em movimento com pequenos orifícios de malha (40-60 malhas). A malha de arame é tecida com fios de latão e bronze fosforoso e tem uma grande largura, normalmente superior a 6 metros, e deve ser mantida completamente direita.

A malha move-se numa série de pequenos rolos de latão ou cobre e, quando as fibras húmidas com polpa aderente passam através dela, a humidade é aspirada por baixo. A malha também vibra para unir as pequenas fibras da polpa. A dimensão da malha de arame das grandes máquinas de papel pode atingir 8,1 metros (26 pés e 8 polegadas) de largura e 30,5 metros (100 pés) de comprimento.

A pasta húmida não contém apenas água, mas também agentes químicos corrosivos utilizados no processo de fabrico do papel. Para garantir a qualidade do papel, são impostos requisitos rigorosos ao material da rede metálica, que deve ter uma elevada resistência, elasticidade e resistência à corrosão, características perfeitamente adequadas às ligas de cobre.

(4) Impressão

As placas de cobre são utilizadas para fotolitografia na impressão. As placas de cobre polido são sensibilizadas com emulsão fotossensível e depois expostas a imagens fotográficas. A placa de cobre sensibilizada precisa de ser aquecida para endurecer a emulsão.

Para evitar o amolecimento devido ao aquecimento, o cobre contém frequentemente uma pequena quantidade de prata ou arsénio para aumentar a temperatura de amolecimento. Em seguida, a chapa é gravada para formar uma superfície de impressão com pontos côncavos e convexos distribuídos.

Nas máquinas automáticas de composição tipográfica, os moldes de letras em cobre são utilizados para fabricar modelos de chapas, outra utilização importante do cobre na impressão. Os moldes das letras são normalmente feitos de latão com chumbo, por vezes cobre ou bronze.

(5) Produtos farmacêuticos

Na indústria farmacêutica, são utilizados vários dispositivos de cobre puro para vapor, ebulição e vácuo. O cobre branco de zinco é amplamente utilizado em instrumentos médicos. As ligas de cobre são também materiais muito utilizados em armações de óculos, entre outros.

Cobre para Arquitetura e Arte

(1) Sistema de condutas

Devido à sua bela aparência, durabilidade, fácil instalação, segurança, prevenção de incêndios, cuidados de saúde e muitas outras vantagens, os tubos de água de cobre têm uma vantagem óbvia em termos de preço/desempenho em relação aos tubos de cobre galvanizado e aos tubos de plástico. Em edifícios residenciais e públicos, é cada vez mais preferido como o material preferido para o abastecimento de água, aquecimento, abastecimento de gás e sistemas de extinção de incêndios.

Nos países desenvolvidos, os sistemas de abastecimento de água em cobre já representam uma grande percentagem. O edifício Manhattan, em Nova Iorque, que se afirma como o sexto edifício mais alto do mundo, utiliza 1 km de tubagens de cobre só no seu sistema de abastecimento de água. Na Europa, há um grande consumo de tubos de cobre para água potável.

O consumo médio de tubos de cobre para água potável no Reino Unido é de 1,6 kg por pessoa por ano, enquanto no Japão é de 0,2 kg. Os tubos de cobre galvanizado são facilmente corroídos e muitos países já proibiram a sua utilização. Hong Kong proibiu a sua utilização desde janeiro de 1996 e Xangai desde maio de 1998. É imperativo que a China promova a utilização de sistemas de tubagem de cobre na construção de habitações.

(2) Decoração da casa

Na Europa, é tradicional a utilização de placas de cobre nos telhados e beirais. Nos países nórdicos, é mesmo utilizado como decoração de paredes. O cobre tem uma boa resistência à corrosão atmosférica, durabilidade, capacidade de reciclagem, excelente trabalhabilidade e uma cor bonita, o que o torna muito adequado para a decoração de casas.

A sua aplicação em edifícios antigos, como igrejas, ainda hoje brilha intensamente, e a sua utilização em edifícios modernos de grande escala, mesmo em apartamentos e casas, está a aumentar. Por exemplo, em Londres, o edifício do Commonwealth Institute, que representa a arquitetura britânica moderna, tem um telhado complexo feito de placas de cobre que pesa cerca de 25 toneladas. O Crystal Palace Sports Centre, inaugurado em 1966, tem um telhado em forma de onda feito de 60 toneladas de cobre.

De acordo com as estatísticas, na Alemanha, o consumo médio de placas de cobre para telhados é de 0,8 kg por pessoa e por ano, enquanto nos Estados Unidos é de 0,2 kg. Além disso, a utilização de produtos de cobre na decoração de interiores, tais como puxadores de portas, fechaduras, dobradiças, grades, candeeiros, decorações de parede e utensílios de cozinha, não só dura muito tempo e é higiénica, como também acrescenta uma atmosfera elegante e é profundamente apreciada pelas pessoas.

(3) Esculturas e artesanato

Não há nenhum metal no mundo que possa ser amplamente utilizado para fazer vários trabalhos manuais como o cobre, que tem perdurado desde os tempos antigos até aos dias de hoje. Na construção urbana atual, um grande número de ligas de cobre fundido é utilizado para fazer monumentos, sinos, vasos de tesouro, estátuas, Budas e imitações antigas.

Os instrumentos musicais modernos, como as flautas de latão branco e os saxofones de latão, também utilizam materiais de cobre. Várias obras de arte requintadas, jóias baratas e de boa aparência banhadas a ouro ou imitações de ouro/prata também requerem a utilização de ligas de cobre com diferentes composições.

O Buda Tian Tan em Hong Kong, concluído em 1996, é feito de estanho, zinco e bronze com chumbo, pesa 206 toneladas e tem 26 metros de altura. O Buda Guanyin do Mar do Sul, na montanha Putuo, província de Zhejiang, concluído em 1997, tem 20 metros de altura e pesa 70 toneladas. É a primeira estátua gigante de cobre do mundo construída com materiais que imitam o ouro.

Depois disso, uma estátua de bronze do Buda Sakyamuni com 88 metros de altura foi concluída em Wuxi. Estão a ser construídas estátuas de Buda mais altas na ilha de Hainan, na montanha Jiu Hua, na Índia e no Japão.

(4) Moedas

Desde que os nossos antepassados humanos começaram a utilizar moedas para transacções comerciais, o cobre e as ligas de cobre têm sido utilizados para fabricar moedas, o que tem sido transmitido de geração em geração até aos nossos dias. Com o desenvolvimento de actividades modernas, como os telefones automáticos que funcionam com moedas, os transportes e as compras que beneficiam as pessoas, a utilização do cobre para a produção de moedas tem aumentado ao longo do tempo.

Para além de alterar as dimensões, podem ser convenientemente utilizadas diferentes composições de ligas para fabricar e distinguir moedas de diferentes denominações, alterando as cores das ligas.

As moedas mais utilizadas são as "moedas de prata", que contêm 25% de níquel, as moedas de latão, que contêm 20% de zinco e 1% de estanho, e as moedas de "cobre", que contêm pequenas quantidades de estanho (3%) e zinco (1,5%). A produção de moedas de cobre a nível mundial consome dezenas de milhares de toneladas de cobre todos os anos.

Só a Royal Mint, em Londres, produz setecentos milhões de moedas de cobre por ano, o que exige cerca de sete mil toneladas de metal.

Aplicações do cobre na alta tecnologia

O cobre não só tem uma vasta gama de aplicações nas indústrias tradicionais, como também desempenha um papel importante nas indústrias emergentes e nos domínios da alta tecnologia. Por exemplo:

(1) Computadores

A tecnologia da informação é a vanguarda da alta tecnologia. Baseia-se no instrumento da sabedoria humana moderna, o computador, para processar e tratar o vasto mar de informações em rápida mutação. O coração do computador é constituído por um microprocessador (que inclui uma unidade lógica aritmética e uma unidade de controlo) e uma memória.

Estes componentes básicos (hardware) são todos circuitos integrados de grande escala, com milhões de transístores, resistências, condensadores e outros dispositivos interligados, distribuídos em pequenas pastilhas para efetuar cálculos numéricos rápidos, operações lógicas e armazenamento maciço de informações.

Para funcionarem, estas pastilhas de circuitos integrados têm de ser montadas utilizando quadros de ligações e circuitos impressos.

Tal como mencionado no capítulo anterior "Aplicações na Indústria Eletrónica", o cobre e as ligas de cobre não são apenas materiais importantes para estruturas de chumbo, soldas e placas de circuitos impressos, mas também desempenham um papel importante na interligação dos componentes minúsculos dos circuitos integrados.

(2) Supercondutividade e baixa temperatura

Para a maioria dos materiais (exceto os semicondutores), a sua resistência eléctrica diminui com a diminuição da temperatura. Quando a temperatura desce para um nível muito baixo, a resistência de certos materiais pode desaparecer completamente, o que se designa por supercondutividade.

A temperatura máxima à qual a supercondutividade aparece é chamada de temperatura crítica do material. A descoberta da supercondutividade abriu uma nova fronteira na utilização da eletricidade.

Com resistência eléctrica nula, é possível gerar uma corrente muito grande (teoricamente infinita) com uma tensão muito pequena, gerando campos e forças magnéticas enormes, ou seja, não há diminuição da tensão nem perda de energia quando a corrente passa através dela. Obviamente, as suas aplicações práticas trarão mudanças na produção e na vida humanas, e têm atraído muita atenção.

No entanto, para os metais comuns, a supercondutividade só aparece quando a temperatura se aproxima do zero absoluto (0K = -273°C), o que é difícil de alcançar na prática da engenharia. Nos últimos anos, foram desenvolvidas algumas ligas supercondutoras com temperaturas críticas mais elevadas do que as dos metais puros.

Por exemplo, a liga Nb3Sn tem uma temperatura crítica de 18,1K. No entanto, a sua aplicação continua a depender fortemente do cobre. Em primeiro lugar, estas ligas têm de trabalhar a temperaturas ultrabaixas, que são alcançadas através da liquefação de gases como o hélio líquido, o hidrogénio e o azoto, com temperaturas de liquefação de 4K (-269°C), 20K (-253°C) e 77K (-196°C), respetivamente.

O cobre continua a ter boa ductilidade e plasticidade a temperaturas tão baixas, o que faz dele um material essencial para a estrutura e o transporte de condutas na engenharia a baixa temperatura.

Além disso, as ligas supercondutoras como o Nb3Sn e o NbTi são frágeis e difíceis de processar em materiais moldados, exigindo o cobre como material de revestimento para as unir.

Atualmente, estes materiais supercondutores têm sido utilizados para criar ímanes fortes em dispositivos de diagnóstico médico, como a ressonância magnética, e poderosos separadores magnéticos em algumas minas. Os comboios maglev planeados, com velocidades superiores a 500 km/h, também recorrem a estes materiais supercondutores para suspender o comboio e evitar a resistência do contacto roda-carril, conseguindo um funcionamento a alta velocidade das carruagens.

Recentemente, foram descobertos alguns materiais supercondutores de alta temperatura, a maioria dos quais são óxidos compostos.

Um dos primeiros e mais conhecidos é o óxido à base de cobre contendo chumbo (YBa2Cu3O7), com uma temperatura crítica de 90K, que pode funcionar a temperaturas de azoto líquido. Atualmente, ainda não foram desenvolvidos materiais com temperaturas críticas próximas da temperatura ambiente, e estes materiais são difíceis de formar em grandes blocos, e a sua densidade de corrente que mantém a supercondutividade não é suficientemente elevada para utilização em aplicações de alta eletricidade. Por conseguinte, são necessários mais investigação e desenvolvimento.

(3) Tecnologia espacial

Nos foguetões, satélites e vaivéns espaciais, muitos componentes críticos requerem também a utilização de cobre e ligas de cobre, para além de sistemas de controlo microelectrónicos e equipamento de instrumentação.

Por exemplo, o revestimento interior da câmara de combustão e da câmara de impulso de um motor de foguetão pode utilizar a excelente condutividade térmica do cobre para arrefecimento, a fim de manter as temperaturas dentro dos limites permitidos.

O revestimento interior do motor do foguetão Ariane 5 utiliza uma liga de cobre-prata para processar 360 canais de arrefecimento que são arrefecidos com hidrogénio líquido durante o lançamento do foguetão. Para além disso, as ligas de cobre são também materiais padrão utilizados para componentes de suporte de carga em estruturas de satélites. Os painéis solares dos satélites são geralmente feitos de ligas de cobre que contêm vários outros elementos.

(4) Física das altas energias

Desvendar o mistério da estrutura da matéria é um grande problema científico básico que os cientistas estão a tentar resolver. Cada passo no sentido de compreender esta questão terá um impacto significativo na humanidade. A utilização atual da energia atómica é um exemplo disso.

A investigação mais recente da física moderna descobriu que a unidade mais pequena da matéria não são as moléculas e os átomos, mas sim os quarks e os leptões, que são milhares de milhões de vezes mais pequenos. A investigação sobre estas partículas fundamentais requer frequentemente energias elevadas centenas de vezes superiores aos efeitos nucleares na altura das explosões das bombas atómicas, o que é conhecido como física de altas energias.

Esta energia elevada é obtida através da aceleração de partículas carregadas a longas distâncias num campo magnético forte, "bombardeando" um alvo fixo (acelerador de alta energia), ou através da colisão de duas correntes de partículas que aceleram em direcções opostas (colisor).

Para o efeito, o cobre é utilizado para construir um canal de campo magnético forte a longa distância como estrutura de enrolamento. Além disso, são necessárias estruturas semelhantes nos dispositivos de reação termonuclear controlada. Para reduzir a produção de calor causada pela passagem de grandes correntes, estes canais magnéticos são enrolados a partir de varetas de cobre de forma oca para permitir a entrada de líquido de refrigeração.

Por exemplo, o íman arrefecido a água do famoso acelerador de sincrotrão de protões do Laboratório Europeu de Física de Partículas (CERN) é constituído por cerca de 300 toneladas de material de cobre extrudido enrolado em tubos ocos de cobre.

O acelerador de iões pesados construído na China em 1984 utilizou um total de 46 toneladas de material de tubos, cada um com 40 metros de comprimento, com um diâmetro exterior e um círculo interior. No colisor positrão-eletrão construído posteriormente, foram utilizados tubos de cobre com um peso de 105 toneladas.

No dispositivo de reação termonuclear controlada desenvolvido na China, há um total de 16 bobinas de focalização, cada uma das quais é enrolada com uma barra de cobre de 55 metros de comprimento. O invólucro é soldado a partir de placas de cobre, com tubos de água de arrefecimento soldados a elas. No total, foram utilizadas 50 toneladas de cobre neste dispositivo.

Aplicações de compostos de cobre

Os compostos de cobre incluem o sulfato de cobre (penta-hidratado, mono-hidratado e anidro), o acetato de cobre, o óxido de cobre e o óxido cuproso, o cloreto de cobre e o cloreto cuproso, o oxicloreto de cobre, o nitrato de cobre, o cianeto de cobre, os sais de ácidos gordos de cobre, os carboxilatos de ciclo-hexano de cobre, etc.

Têm amplas aplicações na agricultura, indústria, medicina, cuidados de saúde e outros domínios. Entre eles, o sulfato de cobre é o mais utilizado e é geralmente o sulfato de cobre penta-hidratado (CuSO4-5H2O), vulgarmente conhecido como vitríolo azul devido à sua cor azul. É frequentemente utilizado como matéria-prima para a produção de muitos outros sais.

A história da utilização humana dos compostos de cobre remonta a mais de 5000 anos atrás, quando os antigos egípcios descobriram que o sulfato de cobre era um bom mordente (agente de tingimento) para a coloração.

De acordo com as estatísticas, existem atualmente mais de uma centena de fábricas que produzem sulfato de cobre em todo o mundo, com um consumo anual de cerca de 200 000 toneladas, das quais três quartos são utilizadas na agricultura e na pecuária como fungicida.

Aplicações de compostos de cobre na agricultura e pecuária

Os compostos de cobre são fungicidas eficazes que podem controlar todas as doenças causadas por bolores ou fungos. Para além da imersão direta das sementes com sulfato de cobre, são normalmente utilizadas várias misturas de sais de cobre nos pomares e nos campos.

As mais importantes são a mistura de Bordéus (mistura de sulfato de cobre e cal), em homenagem à famosa região vinícola francesa, e a mistura da Borgonha (mistura de sulfato de cobre e soda), bem como o verde de Paris e o Cuprokill, etc.

De acordo com os relatórios, os fungicidas à base de cobre podem prevenir mais de 300 tipos de doenças que ocorrem frequentemente em mais de uma centena de culturas. Estas culturas incluem várias árvores de fruto perenes, tais como uvas, laranjas, bananas, maçãs, peras, pêssegos, etc.; culturas económicas, tais como café, borracha, algodão, beterraba sacarina, etc.; cereais, tais como trigo, arroz, milho, cevada, aveia, etc.; feijão, tomate, batata, alface, etc.

O cobre é também um nutriente vestigial necessário para manter o crescimento saudável das culturas e do gado. Geralmente, quando o teor de cobre disponível no solo das terras agrícolas é inferior a 2ppmm (1ppmm é um por cento), as culturas sofrerão de deficiência de cobre e reduzirão o rendimento, ou mesmo deixarão de crescer. Da mesma forma, quando o teor de cobre disponível no solo das pastagens é inferior a 5ppmm, o gado sofrerá de doença por deficiência de cobre.

Atualmente, devido a operações intensivas de alto rendimento, a utilização generalizada de fertilizantes que contêm pouco ou nenhum cobre levou à degradação dos solos e ao problema crescente da deficiência de cobre em todo o mundo.

Para corrigir e prevenir a deficiência de cobre, os sais de cobre devem ser suplementados atempadamente. Podem ser adicionados diretamente ou misturados com adubos ricos em azoto e fósforo, aplicados para melhorar a qualidade do solo para um efeito a longo prazo, ou pulverizados nas plântulas das culturas todos os anos. Para o gado, além de melhorar as pastagens, os sais de cobre podem ser misturados nos alimentos para animais ou injectados diretamente nos animais com sintomas de deficiência de cobre.

O sulfato de cobre é também um promotor de crescimento para porcos e galinhas, que pode melhorar o seu apetite e promover a conversão alimentar. A mistura de 0,1% de sulfato de cobre na ração pode promover significativamente o aumento de peso de suínos e frangos. Os iões de cobre têm fortes efeitos desinfectantes e esterilizantes e podem impedir a propagação de algumas doenças comuns do gado.

Por exemplo, uma pequena quantidade de cobre na água (menos de 1 ppm) pode matar os caracóis, incluindo os que são hospedeiros do parasita da fasciolose sanguínea, prevenindo assim a doença da fasciolose hepática que é facilmente prevalecente em animais tropicais e temperados. O sulfato de cobre também pode ser utilizado para desinfetar compartimentos para evitar a propagação da podridão podal em bovinos e ovinos, bem como a erisipela suína e a disenteria bovina.

Além disso, os sais de cobre podem ser adicionados para eliminar a contaminação por algas verdes incómodas em lagos, campos de arroz, canais e rios. Os sais de cobre também podem ser usados como inibidores de bolor e conservantes para armazenar grãos, frutas e vegetais. Um método conveniente é envolvê-los com papel embebido em sal de cobre.

Aplicações dos compostos de cobre na indústria

Os compostos de cobre têm uma vasta gama de aplicações na indústria e são utilizados mais ou menos em quase todos os domínios. Eis alguns exemplos:

O sulfato de cobre é um mordente comummente utilizado em processos de tingimento para melhorar a durabilidade e a resistência à lavagem do brilho, e é amplamente utilizado nas indústrias têxtil e do couro. Os compostos de cobre têm cores como o azul, o verde, o vermelho, o preto, etc., e podem ser utilizados como corantes para vidro, cerâmica, cimento e esmalte. São também componentes de algumas tintas para o cabelo.

O nitrato de cobre adicionado ao fogo de artifício produz luz verde, etc. As tintas com compostos de cobre adicionados têm propriedades anti-incrustantes marinhas. Alguns compostos orgânicos de cobre são conservantes eficazes utilizados para evitar a corrosão da pasta de papel, da madeira, dos produtos de madeira, da lona e de outros tecidos.

Alguns compostos de cobre são agentes químicos importantes na produção de borracha, petróleo e fibras sintéticas, desempenhando papéis na catálise e na purificação.

O eletrólito de sulfato de cobre é utilizado para revestimento de cobre, produção de folha de cobre electrolítica e purificação de cobre.

Na indústria mineira, o sulfato de cobre é utilizado como ativador para a flotação de minerais como o chumbo, o zinco, o alumínio e o ouro.

Aplicações dos compostos de cobre na saúde humana

O cobre é um oligoelemento essencial para a saúde humana, importante para o sangue, para os sistemas nervoso central e imunitário, para o desenvolvimento e funcionamento do cabelo, da pele e do tecido ósseo, bem como para órgãos internos como o cérebro, o fígado e o coração.

O cobre é ingerido principalmente através da alimentação diária. A Organização Mundial de Saúde recomenda que os adultos devem ingerir 0,03 miligramas de cobre por quilograma de peso corporal por dia para manter a saúde.

As grávidas e as crianças pequenas devem duplicar a quantidade. A deficiência de cobre pode causar várias doenças, e podem ser tomados suplementos e comprimidos de cobre para o suplementar. Os iões de cobre podem desinfetar e esterilizar, e são úteis para a prevenção de doenças e para a higiene.

Por exemplo, podem matar bactérias como a E. coli e a disenteria na água, eliminar caracóis e lesmas que propagam a esquistossomose e larvas de mosquitos que propagam a malária.

Podem também ser utilizados em piscinas para evitar a contaminação por algas verdes e a propagação do pé de atleta através do pavimento, etc. Os compostos de cobre podem ser utilizados para tratar certas doenças. Sabe-se que o uso de um anel de cobre pode tratar a artrite.

Os sulfatos de cobre têm sido utilizados para tratar doenças pulmonares e doenças mentais em alguns países ocidentais, enquanto em alguns países africanos e asiáticos têm sido utilizados para tratar úlceras e doenças de pele. Estão atualmente a ser desenvolvidos medicamentos contendo cobre.