¿Se oxida el cobre? ¿Por qué se vuelve verde?

El cobre es un material ampliamente utilizado en diversas industrias. Su excelente conductividad eléctrica lo hace ideal para la fabricación de cables. Además, los fabricantes lo consideran adecuado para el mecanizado CNC. Sin embargo, muchos aún se muestran escépticos ante su elección, temiendo que se oxide. Esto me llevó a responder la pregunta: ¿Se oxida el cobre?

 

Los productos fabricados con materiales propensos a oxidarse no son duraderos. Por eso, ni los fabricantes ni los clientes los aprecian. Por lo tanto, saber si el cobre se oxida es crucial. Esto le ayudará a determinar si este material es adecuado para usted. En este artículo, analizaremos la oxidación o corrosión del cobre. ¡Comencemos!

 

¿Qué es el óxido?

Puede parecer un término simple, pero casi todo el mundo lo malinterpreta. Generalmente, la oxidación y la corrosión se consideran lo mismo, pero esto es incorrecto.

 

La oxidación es un tipo de corrosión que se produce específicamente con el hierro o materiales a base de hierro. Cuando el hierro reacciona con el oxígeno, forma escamas de color marrón rojizo conocidas como óxido de hierro (Fe₂O₃). Esta capa de óxido, comúnmente conocida como herrumbre, puede deteriorar la calidad de los materiales. Los materiales sin hierro no se oxidan.

 

Como sabes, el cobre no contiene hierro en ninguna proporción. Por lo tanto, no forma una capa de óxido de hierro. Por lo tanto, el cobre no se oxida. Generalmente, la gente confunde la oxidación con la corrosión. La corrosión es el deterioro de los materiales que ocurre debido a reacciones químicas. Por ejemplo, si el material permanece en agua salada, comienza a deteriorarse y corroerse.

 

Pero este material se corroe, pero no se oxida. Recuerda que todos los materiales pueden corroerse, pero la oxidación es específica de los materiales que contienen hierro. La corrosión es una categoría amplia que induce el deterioro del material por cualquier medio. Por el contrario, la oxidación es un tipo de corrosión que se produce en materiales que contienen hierro, como el acero.

 

¿Se corroe el cobre?

Sí, los materiales de cobre pueden corroerse. Sin embargo, la corrosión no es rápida y puede tardar años en aparecer. Por ejemplo, un producto de cobre generalmente se mantiene en buen estado durante los primeros 4 o 5 años. Después, la corrosión comienza a ocurrir gradualmente debido a la humedad, el agua salada y otros factores.

 

Cuando el cobre se expone al aire o la humedad, no se corroe inmediatamente. El cobre reacciona con el oxígeno, lo que resulta en una reacción química. Como resultado de esta reacción química, se forma una capa de óxido de cobre. Este óxido de cobre, CuO, permanece en la superficie del cobre cuando se expone al dióxido de carbono y otros carbonatos.

 

Debido a su exposición, la capa de óxido de cobre se vuelve verdosa. Esta capa verde de óxido de cobre se llama pátina. Curiosamente, esta pátina desempeña un papel clave en la protección del cobre contra la corrosión. La pátina del cobre impide que la humedad u oxígeno entren en contacto con él.

 

El cobre no puede reaccionar con el oxígeno y corroerse, por lo que estas capas de pátina se mantienen en buen estado durante muchos años. Sin embargo, debido a factores externos como el calor y la exposición a los rayos UV, esta fina capa de pátina comienza a degradarse con el tiempo. Cuando esta capa se agota, el oxígeno entra en contacto con el cobre. El cobre reacciona con él y se inicia una reacción de oxidación.

 

El cobre se deteriora antes de que se forme la segunda capa de pátina. Antes de que se regenere la capa, una parte del cobre se corroe. Sin embargo, este proceso de corrosión en el cobre es muy lento y el material tarda muchos años en deteriorarse por completo. Generalmente, los productos de cobre duran en buen estado de 7 a 25 años.

 

¿Por qué se vuelve verde el cobre?

 

El cobre se vuelve verde debido a la formación de una capa de pátina. De hecho, el color del cobre permanece igual, es decir, con un tono verde anaranjado. Se forma una fina capa adicional de pátina en la superficie del cobre. Esta capa es verde y está presente en el cobre. Por lo tanto, el cobre se ve más verdoso.

 

El color del cobre puro es generalmente un tono naranja rojizo. Al entrar en contacto con el oxígeno, forma capas de óxido de cobre. El color del óxido de cobre (CuO) es marrón oscuro. Sin embargo, esta capa de óxido de cobre permanece expuesta al dióxido de carbono y a los compuestos de azufre. Debido a esto, el color del óxido de cobre cambia de marrón oscuro a un tono verdoso.

 

Esta capa, conocida como pátina, protege la superficie del cobre de la corrosión. El cobre debajo de la pátina permanece inalterado, es decir, con un color naranja rojizo. Sin embargo, la pátina en la superficie del cobre es verdosa. Por ello, los materiales de cobre lucen más atractivos.

 

Con el tiempo, las capas de pátina comienzan a debilitarse y deteriorarse. Una vez destruida esta capa, se revela el cobre original, de color naranja rojizo. Esto significa que el color del cobre en sí no cambia. En cambio, el cobre se ve verdoso debido a la pátina en su superficie. Sin embargo, el deterioro de la pátina no es rápido y tarda muchos años.

 

¿Cuánto tiempo tarda el cobre en oxidarse?

No hay una respuesta definitiva a la pregunta sobre la vida útil de los materiales de cobre. Puede durar desde 3 años hasta 30. La durabilidad de los materiales de cobre depende del cuidado que se le dé. Además, si el cobre permanece expuesto al agua salada o a productos químicos, se corroerá más rápido y vice-versa.

 

Como se mencionó anteriormente, el cobre reacciona con el oxígeno al entrar en contacto con él. Como resultado de esta reacción, se forma una capa de óxido de cobre. Posteriormente, el color de esta capa cambia a verde, lo que se denomina pátina. Esta desempeña un papel fundamental en la protección del cobre contra la corrosión. Además, otros productos químicos y el agua salada no pueden entrar en contacto directo con el cobre.

 

La razón es que la pátina cubre la superficie del cobre. Como resultado, se mantiene seguro y dura más. Sin embargo, es importante cuidar el cobre y asegurarse de que la capa de pátina no se deteriore. Además, no se debe exponer el producto de cobre al calor ni a los rayos UV. Generalmente, el cobre dura entre 5 y 25 años con un cuidado y mantenimiento adecuados.

 

Relación entre la pátina (corrosión) y el mecanizado CNC del cobre

 

El cobre es un metal popular para el mecanizado CNC. Posee múltiples características que facilitan su corte y modelado. Sin embargo, su frágil capa de pátina puede presentar algunos desafíos. En general, el mecanizado CNC del cobre es un proceso sencillo y director.

 

Analicemos en detalle cómo la corrosión afecta el mecanizado CNC del cobre:

 

1- La contaminación superficial causa desgaste de las herramientas

Como se mencionó anteriormente, el cobre reacciona con el oxígeno para formar una capa de pátina. Esta capa es delgada, pero muy duradera y resistente. Además, es abrasiva y más compleja. Romper y cortar esta capa no es fácil.

Por lo tanto, el mecanizado CNC puede ser un poco más complejo cuando se utiliza cobre con una capa de pátina. Las herramientas que cortan los materiales pueden dañarse debido a la dureza de la capa de pátina presente en la superficie del cobre. Además, la precisión del mecanizado CNC se ve afectada cuando las herramientas cortan primero la capa de pátina y luego el cobre.

 

2- Comportamiento de corte inconsistente

Si el material es liso, las máquinas CNC pueden cortarlo y darle forma fácilmente. Sin embargo, el corte puede ser muy difícil si el material es duro. La pátina presente en la superficie del cobre es muy dura.

Durante el corte, las herramientas de corte pueden tener un comportamiento incorrecto y crear un corte incorrecto. Recuerde que el cobre es blando y la pátina es dura. Por lo tanto, cuando las herramientas de corte aplican más fuerza al cortar la pátina, la cortan. Sin embargo, no pueden controlarla y también pueden crear un corte incorrecto en el cobre. Esto puede resultar en una calidad de corte inconsistent.

 

3- La naturaleza no magnética del cobre afecta la acumulación de viruta

Este punto no se refiere a la corrosión ni a la pátina, sino que es esencial para el mecanizado del cobre. Como sabe, el cobre es un metal no magnético que no se adhiere a los imanes. Las máquinas CNC cuentan con un sistema de evacuación de viruta.

Cuando se corta el material, sus fragmentos son atraídos por el centro de acumulación de viruta, que es un imán. Sin embargo, cuando se corta cobre, sus fragmentos o virutas no se acumulan en un solo punto. No son atraídas por el imán presente en los centros de evacuación de virutas. Por lo tanto, el operador deberá retirarlas manualmente de las máquinas.

 

4- La fricción no es un problema importante

El punto de fusión del cobre es de 1085 °C, una temperatura muy alta. Durante el mecanizado CNC, las herramientas de corte generan calor al cortar y dar forma a los materiales de cobre. Dado que el punto de fusión del cobre es muy alto, no se ve afectado por el calor producido por las herramientas de corte. El cobre tiene una excelente conductividad térmica, por lo que disipa el calor rápidamente y facilita el mecanizado CNC.

 

Preguntas frecuentes

 

¿Qué le sucede al cobre en lugar de oxidarse?

El cobre no se oxida, ya que no contiene hierro. Sin embargo, se corroe al exponerse al agua salada u otras reacciones químicas.

 

¿Es la pátina perjudicial para el cobre?

¡No! La capa de pátina no es perjudicial para los materiales de cobre. Es muy beneficiosa para protegerlo de la corrosión.

 

¿Se oxida el cobre si se moja?

No, el cobre no se oxida ni siquiera mojándose. En cambio, si permanece en agua salada durante un período prolongado, se corroe. Sin embargo, esta corrosión es un proceso muy lento y laborioso.

 

Conclusión

 

El cobre es un material vital en la industria manufacturera. Su uso es amplio en diversas industrias. Su buena conductividad lo convierte en una opción predilecta para cables y electrónica. A pesar de su popularidad, muchos parecen confundirse con su oxidación y corrosión.

 

Se cree generalmente que el cobre no se oxida. En cambio, el cobre metálico se corroe con el tiempo. En este artículo, también expliqué la formación de una capa de pátina, que protege al cobre de la corrosión. También aprenderá cómo la corrosión afecta al mecanizado CNC.