Da fiação elétrica doméstica comum às hélices de barco e das células fotovoltaicas aos saxofones, o cobre e suas ligas são empregados em uma infinidade de usos finais.
De fato, o uso do metal em uma ampla gama de indústrias centrais resultou na conversão da comunidade de investimentos em preços de cobre como um indicador da saúde econômica geral, estimulando o apelido de 'Dr. Cobre'.
A fim de compreender melhor as várias aplicações do cobre, a Copper Development Association (CDA) classificou-as em quatro setores de uso final: elétrico, construção, transporte e outros.
A porcentagem de produção global de cobre consumida por cada setor é estimada pela CDA como:
- 65% Elétrico
- Construção 25%
- Transporte 7%
- Outros 3%
Elétrico:
Além da prata, o cobre é o mais eficaz condutor de eletricidade . Isso, combinado com sua resistência à corrosão , ductilidade , maleabilidade e capacidade de trabalhar dentro de uma ampla gama de redes de energia, torna o metal ideal para fiação elétrica.
Praticamente toda a fiação elétrica, exceto as linhas aéreas de energia (que são feitas de alumínio mais leve) são formadas com cobre.
Barramentos, condutores que distribuem energia, transformadores e enrolamentos de motores também dependem da condutividade do cobre. Devido à sua eficácia como condutor de eletricidade, os transformadores de cobre podem ser até 99,75% eficientes.
Aplicações elétricas, incluindo tecnologia de computadores, televisores, telefones celulares e dispositivos eletrônicos portáteis, tornaram-se nas últimas décadas um grande consumidor de cobre.
Dentro desses dispositivos, o cobre é vital para a produção de:
- Conectores eletrônicos
- Fiação e contatos de circuitos
- Placas de circuito impresso
- Micro-chips
- Semicondutores
- Magnetrons em microondas
- Eletroímãs
- Tubos a vácuo
- Comutadores
- Eletrodos de solda
- Sistemas de extintores de incêndio
- Dissipadores de calor
Outra indústria que depende muito do elemento são as telecomunicações.
Fios de cobre finamente torcidos são usados em fiação ADSL e HDSL para linhas de internet de rede local (LAN). Linhas de par trançado não blindado (UTP) contêm oito condutores codificados por cores, que são construídos com quatro pares de fios de cobre finos. E, apesar do aumento da tecnologia sem fio, os dispositivos de interface, como modems e roteadores, permanecem dependentes do cobre.
O setor de energia renovável também se beneficiou das propriedades condutivas do cobre. O metal base é utilizado na produção de células fotovoltaicas de cobre-índio- gálio- selênio (CIGS) e turbinas eólicas. Uma única turbina eólica, por exemplo, pode conter até 1 tonelada métrica (MT) do metal. Além da produção de eletricidade, o cobre também é parte integrante dos motores e sistemas de distribuição associados à tecnologia de energia alternativa.
Construção:
A tubulação de cobre é agora o material padrão para sistemas de água potável e aquecimento na maioria dos países desenvolvidos. Isto é em parte devido às suas propriedades bacteriostáticas, ou em outras palavras, a capacidade do cobre de inibir o crescimento de organismos bacterianos e virais na água.
Outros benefícios do cobre como material de tubulação incluem sua maleabilidade e soldabilidade - ele pode ser facilmente dobrado e montado - bem como sua resistência à corrosão por calor extremo.
O cobre e suas ligas são considerados estáveis e resistentes à corrosão, o que os torna ideais não apenas para o transporte de água potável, mas também para uso em ambientes industriais e de água salgada. Alguns exemplos de tais aplicativos incluem:
- Tubos trocadores de calor para condensadores em usinas de vapor e plantas químicas
- Irrigação e sistemas de irrigação agrícola
- Tubulação em plantas de destilação
- Linhas de alimentação de água do mar
- Bombas de cimento para abastecimento de água de perfuração
- Tubos para distribuição de petróleo natural e liquefeito
- Tubulação de distribuição de gás combustível
Por centenas de anos, o cobre também tem sido usado como um metal arquitetônico. Alguns dos exemplos mais antigos do uso de cobre como metal estético e estrutural incluem as portas do Recinto de Amon-Re em Karnak, no Egito, que remonta a 3000-4000 anos, e o telhado de cobre sobre o Loha de 162 pés do Sri Lanka. Templo de Maha Paya, construído no século III aC
O cobre puro adorna as cúpulas e torres de muitas igrejas e catedrais medievais e, em tempos mais modernos, tem sido usado em prédios do governo, como os prédios do Parlamento do Canadá, e residências particulares, incluindo muitas projetadas por Frank Lloyd-Wright.
Uma razão para o amplo uso do cobre como material de construção é a sua formação natural de uma mancha verde visualmente atraente - conhecida como pátina - que resulta do intemperismo e da oxidação do cobre. Além de sua aparência esteticamente agradável, os arquitetos e designers preferem o metal porque é leve, durável, resistente à corrosão e fácil de unir.
O hardware decorativo e arquitetônico de cobre, no entanto, não está limitado a aplicativos externos. Designers de interiores costumam usar o metal e suas ligas, latão e bronze para equipamentos como:
- Alças
- Maçanetas de porta
- Fechaduras
- Tabelas
- Iluminação e acessórios de banheiro
- Torneiras
- Dobradiças
Hospitais e instalações médicas, em particular, valorizam o cobre por suas propriedades bacteriostáticas, o que resultou em seu crescente uso como componente de luminárias internas, como torneiras e maçanetas, em prédios médicos.
Transporte:
Os principais componentes de aviões, trens, automóveis e barcos dependem das propriedades elétricas e térmicas do cobre. Nos automóveis, os radiadores de cobre e latão e os refrigeradores de óleo têm sido o padrão da indústria desde a década de 1970. Mais recentemente, o uso crescente de componentes eletrônicos, incluindo sistemas de navegação a bordo, sistemas de freios antitravamento e assentos aquecidos, continuou a aumentar a demanda pelo metal deste setor.
Outros componentes do carro que contêm cobre incluem:
- Fiação para sistemas de descongelamento de vidro
- Conexões, fixadores e parafusos de latão
- Linhas hidráulicas
- Rolamentos de luva de bronze
- Fiação para controles de janela e espelho
A crescente demanda por carros híbridos e elétricos aumentará ainda mais o consumo global de cobre. Em média, os carros elétricos contêm aproximadamente 55 libras (25kgs) de cobre.
Folhas metálicas e produtos químicos de cobre são incorporados em baterias de níquel- metal- níquel e de íons de lítio que alimentam veículos com eficiência de combustível, enquanto os rotores de cobre fundido têm sido usados como uma alternativa aos motores de ímã de terras raras.
Trens de alta velocidade podem usar até 10MT de cobre por quilômetro de trilho, enquanto locomotivas poderosas contêm até 8MT de metal base .
Fios de contato aéreos para bondes e carrinhos como os usados em São Francisco e Viena são feitos usando ligas de cobre-prata ou cobre-cádmio.
Dois por cento do peso de um avião pode ser atribuído ao cobre, que inclui até 118 milhas (190 km) de fiação.
Devido à sua excelente resistência à corrosão por água salgada, o manganês - e os bronzes de níquel-alumínio são usados para lançar hélices de barcos que podem pesar até várias toneladas. Os componentes do navio, incluindo tubos, conexões, bombas e válvulas, também são fabricados com ligas similares.
De outros:
A lista de aplicativos de cobre continua on-e-on. Alguns usos mais conhecidos incluem:
Utensílios de Cozinha e Aplicações Térmicas : As propriedades térmicas do cobre o tornam ideal para utensílios de cozinha, como panelas e frigideiras, bem como unidades de ar condicionado, dissipadores de calor, calorificantes para aquecimento de água e unidades de refrigeração.
Relógios e Relógios : Por se tratar de cobre não magnético não interfere no funcionamento de pequenos dispositivos mecânicos. Como resultado, os relojoeiros e relojoeiros usam pinos de cobre e engrenagens no projeto de relógios.
Arte : O cobre e suas ligas também são comumente vistos em obras de arte, talvez a mais famosa das quais é a Estátua da Liberdade. A estátua foi revestida com mais de 80 toneladas de folha de cobre, com mais de 1500 selas de cobre e 300.000 rebites de cobre, o que resulta em sua cor verde patina.
Cunhagem : Até 1981, a moeda americana de um centavo - ou moeda de um centavo - era cunhada principalmente de cobre (95%), mas desde então foi cunhada como zinco folheado a cobre (0,8 a 2,5% de cobre).
Instrumentos Musicais : O que seria uma banda de metais sem cobre? O latão é usado para produzir cornetas, trompetes, trombones e saxofones devido à resistência à corrosão e às propriedades antibacterianas do cobre.
Fontes: Instituto Europeu do Cobre. Aplicações (http://www.eurocopper.org/copper/index.html) Os aplicativos da Copper Development Association Inc. (http://www.copper.org/applications/homepage.html)