Cobre: Historia, Propiedades Físicas y Químicas, y Métodos de Extracción Metalúrgica
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El Cobre: Origen e Importancia Histórica
El término cobre deriva del latín cuprum, y este, a su vez, del griego Kýpros (Chipre), lugar de donde se obtenía originalmente. Entre el 5000 a.C. y el 3000 a.C., el ser humano comenzó a utilizar los metales, y se cree que el cobre fue el primero de ellos en ser empleado.
Su relevancia histórica se evidencia en hallazgos arqueológicos significativos. Por ejemplo, entre los guerreros de terracota en China, se encontraron piezas industriales de fabricación en serie (puntas de flecha y gatillos de ballestas), así como espadas de bronce perfectamente conservadas, demostrando su uso temprano en la metalurgia avanzada.
Mineralogía y Obtención del Cobre
El cobre es un elemento de moderada abundancia en la corteza terrestre. Los minerales de cobre más utilizados en la actualidad se encuentran en diversas formas:
- Cobre nativo (cobre puro).
- Sulfuros: como la calcopirita y la calcosina.
- Óxidos: como la malaquita y la cuprita.
El principal productor mundial de cobre es Chile.
Métodos de Extracción Metalúrgica
Dependiendo del tipo de mineral y de su ley (contenido de cobre), se pueden aplicar dos métodos principales para su obtención:
- Vía Seca (Piro-metalurgia): Utilizada para minerales con una concentración de cobre del orden del 15% o superior.
- Vía Húmeda (Hidro-metalurgia): Aplicada a minerales con concentraciones más pobres, rondando el 3%.
En ambos casos, se requiere un proceso de refinado electrolítico posterior para poder alcanzar niveles de pureza superiores al 99%.
Propiedades del Cobre
Propiedades Químicas
- El agua destilada o con bajo contenido de sales no ataca al cobre a ninguna temperatura, lo que lo convierte en un material idóneo para la fabricación de calderas y conductores de agua potable.
- Al calentar el cobre, se forma a los 120ºC una película rojiza de óxido.
- A partir de los 500ºC, el cobre se oxida rápidamente en toda su masa.
Propiedades Físicas
- Color
- Rojo oscuro (rojizo).
- Densidad
- 8,96 kg/dm³.
- Punto de fusión
- 1083ºC.
- Punto de ebullición
- 2595ºC.
- Resistividad eléctrica
- 0,017 Ω·mm² (ohmio por milímetro cuadrado).
- Conductividad térmica (a 0ºC)
- 0,941 cal/cm².
- Resistencia a la tracción
- 18 kg/mm².
- Alargamiento
- 20% (puede alcanzar hasta el 50%).
Propiedades Mecánicas
El cobre es notablemente dúctil y maleable, características esenciales para su uso industrial:
- Ductilidad: Permite transformarlo en hilos muchísimo más finos que un pelo humano.
- Maleabilidad: Permite laminarlo hasta conseguir espesores de 0,02 mm.
- Acritud: Adquiere gran acritud cuando se deforma en frío por trabajos mecánicos de forja o laminado.