5.2.2.- METALES NO FERROSOS. COBRE
5.2.- METALES NO FERROSOS. PROPIEDADES Y UTILIZACIÓN
5.2.1.- INTRODUCCIÓN
Comprende todo el resto de metales y aleaciones, pero centrándose en tres metales: el cobre, el aluminio y el zinc,
que son los no férreos más empleados en ingeniería. Adicionalmente se
realiza una breve introducción a dos grupos de metales y aleaciones: los
refractarios y los ligeros.
5.2.2.- COBRE
El cobre es un metal de transición con valores de conductividad térmica y eléctrica muy elevados,
únicamente superados por los de la plata. En su forma pura, el cobre
tiene una densidad de 8,962 T/m³ y un punto de fusión de 1083 ºC.
Además, presenta una baja resistencia, pero es muy dúctil y maleable.
Se
utiliza como metal puro, pero se suele alear para mejorar sus
características. Las aplicaciones prácticas del cobre aprovechan sus
propiedades más destacables, su alta conductividad, tanto eléctrica como
térmica, su maquinabilidad y sus propiedades químicas. Este metal, en
contraposición con las aleaciones férreas, tiene unas aplicaciones
resistentes mucho menores.
El
cobre puro es un metal de color rojizo muy maleable y dúctil, aunque
menos que el hierro. Mediante tratamientos como el laminado en frío o el
trefilado, se consigue mejorar notablemente su resistencia a tracción,
hasta alcanzar valores del orden de 200 MPa.
A la intemperie el cobre se cubre con una capa de óxido de color verdoso, que es poco porosa y que, por tanto, previene la penetración de la oxidación hacia el interior. Debido a esta buena resistencia a la corrosión, combinada con su buena maquinabilidad y soldabilidad, se considera que el cobre es un material ideal para tuberías, sin embargo, esta aplicación se ve limitada por el alto precio de este metal.
Aunque existen muchas aplicaciones del cobre puro y de sus aleaciones, la aplicación por excelencia es el empleo masivo en la fabricación de cables eléctricos.
⦁ Latón: Es una aleación de cobre y zinc, situándose el porcentaje de zinc entre el 3 y el 45%. En ocasiones se añaden pequeñas cantidades de otros elementos. Es resistente a la corrosión y tiene mejores propiedades mecánicas que el cobre. Se emplea en diversos campos: objetos ornamentales, armamento, tubos de condensador, etc.
⦁ Bronce: Se trata de una aleación de cobre y estaño que se utiliza para engranajes, válvulas, etc. Añadiéndole fósforo, se obtiene el broce fosforoso, una aleación muy resistente al desgaste que se utiliza en motores y máquinas marinas. Con otros elementos, como plomo, aluminio, berilio o silicio se mejoran ciertas propiedades concretas.
⦁ Alpaca: Es una aleación de zinc, cobre y níquel. Se emplea en la fabricación de vajillas, cremalleras, bisutería e instrumentos quirúrgicos.
5.2.2.1- OBTENCIÓN DEL COBRE
Se
puede encontrar cobre nativo en forma de filones en algunos lugares,
pero con mayor frecuencia se encuentra como pepitas y otras formas
distribuido entre las rocas.
Además,
el cobre se puede obtener de diferentes compuestos naturales. Se puede
encontrar combinado en forma de sulfuros (novelita y calcocita),
carbonatos (malaquita y azurita) y óxidos (cuprita y óxido de cobre
negro). Siendo la calcopirita (S2FeCu), un sulfuro de cobre-hierro, el
principal mineral del que se obtiene el cobre.
Existen
dos técnicas de obtención del cobre a partir de sus minerales, la vía
húmeda, partiendo de sulfuros, y la vía seca, cuando se parte de
sulfatos o cloruros.
5.2.2.2- PROPIEDADES Y UTILIZACIÓN
A la intemperie el cobre se cubre con una capa de óxido de color verdoso, que es poco porosa y que, por tanto, previene la penetración de la oxidación hacia el interior. Debido a esta buena resistencia a la corrosión, combinada con su buena maquinabilidad y soldabilidad, se considera que el cobre es un material ideal para tuberías, sin embargo, esta aplicación se ve limitada por el alto precio de este metal.
Aunque existen muchas aplicaciones del cobre puro y de sus aleaciones, la aplicación por excelencia es el empleo masivo en la fabricación de cables eléctricos.
5.2.2.3- ALEACIONES DE COBRE
Las aleaciones de cobre más utilizadas en construcción son los bronces y los latones, los cuales varían mucho de propiedades en función de los porcentajes de aleantes:⦁ Latón: Es una aleación de cobre y zinc, situándose el porcentaje de zinc entre el 3 y el 45%. En ocasiones se añaden pequeñas cantidades de otros elementos. Es resistente a la corrosión y tiene mejores propiedades mecánicas que el cobre. Se emplea en diversos campos: objetos ornamentales, armamento, tubos de condensador, etc.
⦁ Bronce: Se trata de una aleación de cobre y estaño que se utiliza para engranajes, válvulas, etc. Añadiéndole fósforo, se obtiene el broce fosforoso, una aleación muy resistente al desgaste que se utiliza en motores y máquinas marinas. Con otros elementos, como plomo, aluminio, berilio o silicio se mejoran ciertas propiedades concretas.
⦁ Alpaca: Es una aleación de zinc, cobre y níquel. Se emplea en la fabricación de vajillas, cremalleras, bisutería e instrumentos quirúrgicos.