Aleaciones y Tipos de Cobre
Aleaciones y Tipos de Cobre
Aleaciones y Tipos de Cobre
El cobre puro posee muy bajo límite elástico y una dureza escasa en cambio, unido
en aleación con otros elementos adquiere características mecánicas muy superiores,
aunque disminuye su conductividad. Existe una amplia variedad de aleaciones de cobre, de
cuyas composiciones dependen las características técnicas que se obtienen, por lo que se
utilizan en multitud de objetos con aplicaciones técnicas muy diversas. El cobre se alea
principalmente con los siguientes elementos: Zn, Sn, Al, Ni, Be, Si, Cd, Cr y otros en menor
cuantía.
LATÓN (CU-ZN)
De la aleación del cobre y el cinc se obtiene el latón, con diferentes cualidades en función de
las proporciones de cada metal. Además, hay otros materiales que pueden estar presentes
en la combinación para adaptar sus cualidades a una gran diversidad de necesidades. Así,
la maleabilidad del latón depende mucho del porcentaje y la temperatura en la que se mezcla
con otras sustancias.
Se produce por fusión del cobre junto con calamina, un mineral de zinc. Las cualidades del
metal son diferentes en función de las proporciones de cada metal. Además, en la
combinación pueden estar presentes otros materiales para poder adaptar sus cualidades a
diversa necesidades.
Según la norma DIN 1718, se denomina latón a toda aleación de cobre y zinc con una
proporción del más del 50% de cobre en peso.
De forma general, los atributos más destacados del latón (Cu+Zn) son:
Existen diversos tipos de latón, según las proporciones de cobre y zinc en su composición.
Además, en la aleación pueden intervenir otros elementos como estaño, silicio, aluminio,
hierro o manganeso.
Además de estos grupos principales podemos hablar de otros varios tipos de latones.
LATONES ORDINARIOS
LATONES ROJOS, el bronce comercial, con un 10% de cinc, muy utilizado como imitación
del bronce. El semirrojo tiene un 15% de cinc y se emplea para los radiadores de coches. El
latón bajo, con algo menos de un 20% de cinc da forma a tubos flexibles.
El latón que se utiliza en joyería tiene un 15 por ciento de Zinc y por lo tanto también es del
tipo alfa. Se le llama “latón rico bajo”.
LATONES COMUNES
A los latones comunes también se le conoce como latones de remache, ya que éste es su
uso más común, la fabricación de remaches.
LATONES ALFA + BETA: con entre el 36% y el 42% de cinc, son menos dúctiles que los
latones rojos y amarillos y no se laminan en frío. Hay que trabajarlos y conformarlos en
caliente. Ha sido muy usado en barcos desde que fue patentado por Muntz en el siglo XIX.
El latón alfa-beta tiene dos etapas, una fase alfa donde es como el latón alfa y una más dura
y fuerte, la fase beta.
El contenido de Zinc está entre 35 y 45 por ciento, siendo el resto del metal Cobre. Este latón
recibe el nombre de latón doble o latón para trabajar en caliente porque se puede trabajar a
temperaturas más altas que el latón alfa.
LATONES ALFA
Llamado metal del príncipe, el latón alfa contiene menos del 35 por ciento de Zinc. A menudo
se trabaja en frío porque es dúctil a temperatura ambiente, y se puede forjar, laminar y
presionar.
El metal dorado es un latón alfa, con sólo el 5 por ciento de Zinc. Este es un metal más
blando y sólo se utiliza en municiones.
Otro latón alfa es el cartucho de latón. Tiene un 30 por ciento de Zinc y a menudo se convierte
en barras largas o en tubos para trabajar. Su uso más común para hacer cartuchos para
pistolas.
LATONES BETA
El latón beta tiene de un 45% a un 50% de Zinc. Se trabaja en caliente y es bueno para
fundición. Es más duro y fuerte que el doble.
El latón beta no se utiliza muy a menudo, siendo las designaciones principales alfa y alfa-
beta. Después de agregar más del 50 por ciento de Zinc, el latón se vuelve demasiado frágil
para trabajar, denominándosele llama latón blanco.
El estaño se agrega al latón para mejorar la resistencia a la corrosión. Esto permite que el
latón se pueda utilizar bajo el agua.
El latón de uso industrial, el cinc siempre tiene una presencia de menos del 50%. Ofrece las
mismas propiedades básicas del cobre, pero el precio del latón es menor; además, resulta
más fácil de trabajar y es más resistente.
Con un porcentaje de cinc inferior al 35% el latón resulta muy dúctil, permitiendo trabajarlo
en frío y transformarlo con facilidad en chapas de latón de diferentes espesores, en barras
de latón o en hilo de latón.
LATONES ESPECIALES
Son las aleaciones de cobre y cinc a las que se añaden otros elementos para conseguir
mayor dureza, resistencia mecánica y a la corrosión. Los latones especiales más frecuentes
son:
LATÓN AL ALUMINIO.
LATÓN COMPLEJO: aleado con otros materiales, resiste muy bien a la corrosión y a la
cavitación, por lo que está presente en hélices y otras piezas de barcos, así como en equipos
de pesca.
BRONCE (CU-SN)
Para saber que es el Bronce, tenemos que entender que es la combinación del Cobre y el
Estaño, es decir, la aleación o fundición de estos dos elementos que lo crea, que
son minerales encontrados en la tierra, el Cobre es de material rojizo y metálico brilloso y el
Estaño un metal de color blanco plateado de estructura cristalina, al mezclar los dos
porcentajes de ambos y llevarlo a unas temperaturas elevadas se obtiene el Bronce.
ALPACA (CU-NI-ZN)
La Alpaca o Plata Alemana no es Plata (metal fino). metal blanco como también se le conoce
está formado por la aleación de cobre, níquel y zinc en proporción del 50 al 70% de cobre,
13 al 25% de níquel y 13 a 25% de zinc; su color es blanco argentino.
CARACTERÍSTICAS
La plata alemana (albata, argentan, electrum, plata-níquel, tutenag, cobre blanco, etc.) es
una aleación muy conocida, casi igual a la plata en blancura, siendo susceptible de adquirir
un buen pulimento. Y aventajando a aquella dureza e inalterabilidad.
Debido a que las alpacas presentan una maquinabilidad relativamente baja, es necesario
mejorar esta propiedad agregando plomo.
Las alpacas con plomo pueden ser moldeadas. Sin embargo, se encuentran mas
frecuentemente, en forma de productos forjados, tales como chapas o barras que se prestan
bien al maquinado, como asimismo llaves y bulones.
APLICACIONES
OTRAS ALEACIONES
COBRE-CADMIO (CU-CD)
Son aleaciones de cobre con un pequeño porcentaje de cadmio y tienen con mayor
resistencia que el cobre puro. Se utilizan en líneas eléctricas aéreas.
Tienen una alta conductividad eléctrica y térmica. Se utilizan en electrodos de soldadura por
resistencia, barras de colectores, siderúrgicos y resortes conductores.
COBRE-HIERRO-FÓSFORO (CU-FE-P)
Estas aleaciones se utilizan en circuitos integrados porque tienen una buena conductividad
eléctrica, buenas propiedades mecánicas y tienen una alta resistencia a la temperatura.
COBRE-ALUMINIO (CU-AL)
COBRE-BERILIO (CU-BE)
Es una aleación débil por su alto contenido de cobre, que se caracteriza por una alta dureza
que le permite soportar temperaturas de hasta 226 °C, manteniendo la conductividad
eléctrica del cobre.
PROCESOS INDUSTRIALES DEL COBRE
Las monedas de uno, dos y cinco céntimos de euro son de acero recubierto de cobre.
La moneda de un centavo de dólar estadounidense es de cinc recubierto de cobre.
Ejemplos de monedas de otras aleaciones de cobre:
Las monedas de diez, veinte y cincuenta céntimos de euro son de oro nórdico, una
aleación que contiene un 89 % de cobre. Las monedas argentinas de 5, 10, 25 y 50
centavos de peso en su versión dorada, son de 92 % de cobre y 8 % de aluminio.
OTRAS APLICACIONES
COBRE NO METÁLICO
El sulfato de cobre también conocido como sulfato cúprico es el compuesto de cobre
de mayor importancia industrial y se emplea como abono y pesticida en
agricultura, alguicida en la depuración del agua y como conservante de la madera.
También forma parte de la plastocianina contenida en los cloroplastos y que participa
en la cadena de transferencia de electrones de la fotosíntesis. Su absorción se realiza
mediante un proceso activo metabólicamente.
Para la decoración de azulejos y cerámica, se realizan vidriados que proporcionan un
brillo metálico de diferentes colores. Para decorar la pieza una vez cocida y vidriada,
se aplican mezclas de óxidos de cobre y otros materiales y después se vuelve a cocer
la pieza a menor temperatura
COBRE EN LA SALUD
El Cobre es una substancia muy común que ocurre naturalmente y se extiende a través del
ambiente a través de fenómenos naturales, los humanos usan ampliamente el Cobre. Por
ejemplo este es aplicado en industrias y en agricultura. La producción de Cobre se ha
incrementado en las últimas décadas y debido a esto las cantidades de Cobre en el ambiente
se ha expandido.
El Cobre puede ser encontrado en muchas clases de comidas, en el agua potable y en el
aire. Debido a que absorbemos una cantidad eminente de cobre cada día por la comida,
bebiendo y respirando. Las absorción del Cobre es necesaria, porque el Cobre es un
elemento traza que es esencial para la salud de los humanos. Aunque los humanos pueden
manejar concentraciones de Cobre proporcionalmente altas, mucho Cobre puede también
causar problemas de salud.
La mayoría de los compuestos del Cobre se depositarán y se enlazarán tanto a los
sedimentos del agua como a las partículas del suelo. Compuestos solubles del Cobre forman
la mayor amenaza para la salud humana. Usualmente compuestos del Cobre solubles en
agua ocurren en el ambiente después de liberarse a través de aplicaciones en la agricultura.
Las concentraciones en el aire son usualmente bastante bajas, así que la exposición al Cobre
por respiración es descartable. Pero gente que vive cerca de fundiciones que procesan el
mineral cobre en metal pueden experimentar esta clase de exposición.
La gente que vive en casas que todavía tiene tuberías de cobre está expuestas a más altos
niveles de Cobre que la mayoría de la gente, porque el Cobre es liberado en sus aguas a
través de la corrosión de las tuberías.
LA FUNCIÓN DEL COBRE EN EL CUERPO HUMANO
Es de vital importancia incluir en nuestro régimen habitual, alimentos que tienen cobre. El
déficit de cobre puede ser perjudicial para la salud y favorecer afecciones como la
osteoporosis, dolor en las articulaciones, debilitar el sistema inmunitario, entre otras
ANTIOXIDANTE: reduce el daño celular causado por los radicales libres. La enzima
Superóxido dismutasa es una enzima cobre/zinc-dependiente que cataliza la
excreción de radicales superóxidos (radicales libres) de nuestro organismo. Estos
radicales si no son eliminados rápidamente pueden causar daño en las membranas
celulares.
Otra enzimas cobre-dependientes que previenen daño celular son la ceruloplasmina,
ferroxidasa II, citocromo C oxidasa, entre otras.
FORMACIÓN DE TEJIDO CONECTIVO: la enzima lisil-oxidasa, también cobre
dependiente, es fundamental para la interacción del colágeno y la elastina, esenciales
para la formación de tejido conectivo. Esta enzima participa en la integridad del tejido
conectivo en el corazón y vasos como así también el desarrollo de huesos y músculos.
PARTICIPA EN EL METABOLISMO DEL HIERRO: las enzimas ferroxidasa I
(ceruloplasmina) y la ferroxidasa II son enzimas cobre-dependientes presentes en el
plasma, hacen posible que el hierro se una a la proteína llamada transferrina, la cual
transporta el hierro absorbido por los alimentos a la sangre, el que será utilizado para
sintetizar otras enzimas y proteínas que contienen hierro en su estructura como la
mioglobina y hemoglobina, componente principal de los glóbulos rojos.
PRODUCCIÓN DE ENERGÍA: la enzima cobre-dependiente, citocromo C oxidasa,
tiene un rol fundamental en la producción de energía en las células (ATP). Esta enzima
se encuentra en forma abundante en tejidos de gran actividad metabólica como el
corazón, cerebro e hígado.
SÍNTESIS DE NEUROTRANSMISORES: la enzima dopamina monooxigenasa,
cobre-dependiente, convierte la dopamina al neurotransmisor norepinefrina
(noradrenalina).
FORMACIÓN Y MANTENIMIENTO DE MIELINA: la mielina es una capa protectora
de los nervios, fundamental para el buen funcionamiento del sistema nervioso, que
está formada por fosfolípidos cuya síntesis depende de la enzima citocromo C
oxidasa, enzima cobre-dependiente, es decir que necesita al cobre para poder actuar.
FORMACIÓN DE LA MELANINA: la melanina es un pigmento formado en células
llamadas melanocitos que juega un rol importante en la pigmentación del cabello, piel
y ojos. La enzima tirosinasa, cobre-dependiente, es la responsable de la formación de
este pigmento.
MANTIENE EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LA GLÁNDULA TIROIDES: el cobre
participa en la producción de la hormona tiroidea, tiroxina (T4).
PARTICIPA EN EL MANTENIMIENTO DEL SISTEMA INMUNE: es esencial para el
desarrollo y funcionamiento apropiado de nuestras defensas
FAVORECE LA CICATRIZACIÓN DE HERIDAS: debido a su rol en la formación de
colágeno.
INTERACCIÓN DEL COBRE CON OTROS NUTRIENTES:
Los alimentos que más cantidad de cobre contienen son el hígado, riñón, mollejas y otras
vísceras. También se encuentra en carnes, cereales integrales, frutas secas, frutos de mar,
cacao y legumbres.
El cobre también está en forma de suplementos como óxido cúprico, sulfato de cobre,
gluconato de cobre y quelatos de aminoácidos de cobre
DEFICIENCIA DE COBRE
Tabla n°2
Ciertas personas que sufren de desórdenes genéticos que afectan el metabolismo del cobre
(enfermedad de Wilson, toxicidad idiopática por cobre, cirrosis de la infancia) pueden
presentar riesgos de toxicidad ante la menor ingesta de cobre.
Dolor abdominal
Calambres estomacales
Náusea y vómitos
Diarrea
Daño hepático severo
Fallo renal
Coma y muerte en casos muy severos
Con el fin de evitar o disminuir los efectos adversos es que se han establecido los
valores de ingesta máxima tolerable de calcio según el Departamento de Nutrición del
IOM (Institute of Medicine: Instituto de Medicina) tanto para niños y adultos.
El cobre es uno de los pocos minerales que pueden ser reutilizables, por lo que juega un papel muy
importante a favor del medio ambiente. No solo reduce las emisiones de CO2, sino que sirve de
gran apoyo para la acuicultura ya que mantiene las aguas limpias.
En el mar, el cobre se encuentra alrededor de 2,5 x 10-4 miligramos por litro. Su presencia
es notablemente más baja en los océanos a medida que nos alejamos de las costas. En
aguas interiores, el metal rojo puede alcanzar fácilmente valores que superan el 2 x 10-2
mg/l.
Las actividades volcánicas, por su parte, han llevado el cobre a la atmósfera en forma de
materiales en polvo y en partículas que después se depositan en el suelo y en las aguas
superficiales.
FUENTES NATURALES
Entre las fuentes naturales de cobre en los océanos están los peces y otros organismos
muertos que, al depositarse en el fondo, forman sedimentos ricos en cobre y en materiales
orgánicos.
Respecto de los procesos naturales, se estima que anualmente el depósito total de cobre
en el ambiente acuático es aproximadamente cuatro veces superior al que produce el
hombre.
FUENTES ANTROPOLÓGICAS
Entre las fuentes antropológicas del cobre están las emisiones de las actividades mineras
de depuración o de las industrias metalúrgicas que producen o utilizan cobre, cinc, plata,
oro y plomo.
También contribuyen a las emisiones de cobre, la incineración de basuras urbanas y la
producción de energía a través de la combustión de carbón. Otras fuentes vienen de
productos que usan el metal rojo en su fabricación, como barnices y otros materiales como
antimohos; en la agricultura, los alguicidas y fungicidas, y en zootecnia como integrador
alimentario.
LA MINERIA DEL COBRE EN EL PERU
El mundo moderno tal como lo contemplamos hoy sería improbable sin la fundamental aportación
que ha tenido el cobre durante toda su historia. Desde su descubrimiento, la humanidad ha
disfrutado de una importante evolución tecnológica.
El cobre es el tercer metal más usado en la actualidad, por detrás solamente del hierro y el
aluminio. Su aplicación principal se centra en su uso como conductor de alta eficiencia de calor y
electricidad en tubos de calefacción, todo tipo de dispositivos eléctricos y electrónicos como
móviles, ordenadores y vehículos, o instalaciones eléctricas industriales y domésticas.
El ciclo más reciente del sector minero metálico peruano se divide en dos etapas. La primera,
la etapa del auge de inversiones (2011 a 2014): se empezaron a construir grandes proyectos
mineros (cobre) por un monto aproximado de USD 21 mil millones, lo dinamizó la inversión
privada. La segunda, la etapa del auge de la producción (2015 a 2017): luego de concluirse
con la construcción de las minas, estas entran en operación, lo que se ve reflejado en el
fuerte dinamismo del volumen de exportaciones tradicionales (mineras); la inversión minera
cede.
En el 2017 esa tendencia se comenzó a revertir. Uno de los hechos más relevantes fue la
reactivación de la inversión privada en exploración, que según datos de la Sociedad Nacional
de Minería, Petróleo y Energía (SNMPE), se expandió 15% en agosto pasado respecto al
mismo mes del 2016.