El cobre es uno de los metales industriales más utilizados y su consumo supera al del hierro puro en muchas tareas eléctricas y térmicas. Más de la mitad de todo el cobre refinado se convierte cada año en cobre de alta-pureza para la industria eléctrica. La calidad de los conductores se mantiene deliberadamente muy pura, con contenidos de cobre a partir del 99,95%, porque incluso cantidades muy pequeñas de impurezas - fósforo, sobre todo arsénico y aluminio - reducen drásticamente la conductividad eléctrica.
Por qué la pureza gobierna la conductividad
La conductividad del cobre está controlada por la poca perturbación de la red cristalina. El fósforo es la impureza común más dañina y se excluye deliberadamente de las calidades de los conductores; el arsénico y el azufre tienen un efecto similar, aunque más débil. El oxígeno también importa: una pequeña cantidad de oxígeno se capta fácilmente durante el refinado y, debido a que reacciona con el hidrógeno durante el recocido o la soldadura fuerte, puede provocar porosidad y fragilidad. Por esta razón, el cobre destinado a la industria eléctrica generalmente se suministra como cobre libre de oxígeno-.
Grados de conductores: 99,95% de cobre o superior, bajo en fósforo y arsénico
Grados-libres de oxígeno: contenido de oxígeno controlado a unas pocas partes por millón
Cobre desoxidado con alto contenido-de fósforo: se utiliza para plomería y techos, no para conductores.
Estándares de referencia típicos: ASTM B49, ASTM B187/B187M, EN 13601, GB/T 3952
Equipo eléctrico
La mayor salida de cobre puro es la maquinaria eléctrica. El cobre se utiliza en la producción de generadores, barras colectoras, cables de alimentación y comunicación, aparamenta y transformadores, así como en devanados de motores, conmutadores y accesorios para conectores. La razón es sencilla: al 100 % de IACS, el cobre transporta más corriente por unidad de sección transversal-que cualquier otro conductor comercialmente práctico, lo que reduce las pérdidas resistivas, el aumento de temperatura y el tamaño físico del equipo.
Equipos Térmicos
La conductividad térmica del cobre - aproximadamente 398 W/(m·K) a 20 grados - lo convierte en el material estándar para la transferencia de calor. Se utiliza para intercambiadores de calor, condensadores y evaporadores, dispositivos de calefacción solar como colectores de placa plana-, núcleos de radiadores y tuberías en sistemas de refrigeración y aire-acondicionado. En cada caso, el metal aleja el calor de una fuente con la suficiente rapidez como para mantener las temperaturas de funcionamiento dentro de los límites de diseño.
Formas y especificaciones típicas
El cobre se suministra en una familia de formas de molino, cada una con sus propios requisitos dimensionales y mecánicos. Hacer coincidir el formulario con las especificaciones correctas en la etapa de pedido evita problemas durante la fabricación y el servicio.
| Forma | Uso típico | Especificación común |
|---|---|---|
| varilla y barra | Barras colectoras, trefilado, piezas mecanizadas. | ASTM B187/B187M, EN 13601 |
| Placa, lámina y tira | Techos, revestimientos, estampados, juntas. | ASTM B152/B152M |
| tubo de agua | Fontanería y servicios domésticos. | ASTM B88, EN 1057 |
| tubo ACR | Refrigeracion y aire acondicionado | ASTM B280 |
| alambrón | Cable y alambre para enrollar | ASTM B49, GB/T 3952 |
Arquitectura, Construcción e Industria
Más allá de las funciones eléctricas y térmicas, el cobre sirve para la arquitectura y la ingeniería general debido a su resistencia a la corrosión, su apariencia y su facilidad de unión. Aparece en revestimientos de techos y paredes, productos para el agua de lluvia, plomería y distribución de gas, herrajes marinos y como base de aleación para latón y bronce. Los compuestos de cobre también se utilizan en agricultura y en algunos procesos químicos.
Dos puntos prácticos gobiernan la mayoría de estas aplicaciones. En primer lugar, el cobre desarrolla una pátina protectora con el tiempo, por lo que se espera que el cobre arquitectónico expuesto cambie de color en lugar de degradarse. En segundo lugar, el cobre y el acero en contacto directo pueden promover la corrosión galvánica del acero en servicio húmedo, por lo que las uniones entre los dos metales normalmente están aisladas.
Consideraciones de abastecimiento
Dado que el cobre es totalmente reciclable sin pérdida de propiedades, el metal secundario constituye una parte importante del suministro. Los compradores deben confirmar el grado, el temperamento, la conductividad y el contenido de oxígeno requeridos para el uso final, y verificar que el certificado de la fábrica indique el estándar aplicable y la conductividad medida. Para trabajos con conductores, la opción más segura es un grado libre de oxígeno-con un valor de conductividad certificado; para tareas térmicas y arquitectónicas, normalmente es suficiente material ETP estándar.
Preguntas frecuentes
P: ¿Qué pureza se necesita para el cobre eléctrico?
Generalmente 99,95 % de cobre o más con fósforo, arsénico y oxígeno estrictamente controlados, de modo que la conductividad se mantenga cerca del 100 % IACS.
P: ¿Por qué el cobre eléctrico debe estar libre de oxígeno-?
El oxígeno se combina con el hidrógeno durante el recocido o la soldadura fuerte para formar vapor, lo que provoca porosidad y fragilidad en los conductores y conjuntos sellados.
P: ¿Qué impurezas reducen más la conductividad?
El fósforo tiene el efecto más fuerte, seguido del arsénico, el azufre y el aluminio; Por lo tanto, todos tienen grados de conductor limitados.
P: ¿Para qué se utiliza el cobre además del cableado?
Intercambiadores de calor, colectores solares, tuberías, techos y revestimientos, herrajes marinos, componentes de maquinaria industrial y como base para latón y bronce.
P: ¿El cobre reciclado es tan bueno como el cobre primario?
Sí, cuando esté debidamente seleccionado y refinado; El cobre se puede reciclar repetidamente sin perder conductividad eléctrica o térmica.
P: ¿Cómo se deben pedir los componentes de cobre?
Especifique la forma, las dimensiones, el temperamento, el grado y el estándar de referencia, y exija un certificado de fábrica que informe la conductividad medida.
