Contenido
- Cobre: un metal utilizado a través de las edades
- ¿Cómo usamos cobre hoy?
- Usos antiguos de cobre
- ¿Qué propiedades hacen que el cobre sea útil?
- Tipos de depósitos de cobre
- Oferta, demanda y reciclaje de cobre
- ¿Cómo aseguramos suministros adecuados de cobre para el futuro?
- Evaluación global de recursos de cobre
Estatua de la Libertad: En 1886, la Estatua de la Libertad representó el mayor uso de cobre en una sola estructura. Para construir la estatua, se cortaron y martillaron aproximadamente 80 toneladas de lámina de cobre con un grosor de aproximadamente 2,3 milímetros (3/32 pulgadas), o aproximadamente el de dos centavos estadounidenses colocados juntos. Harris
Cobre: un metal utilizado a través de las edades
El cobre fue uno de los primeros metales extraídos y utilizados por los humanos, y ha hecho contribuciones vitales para sostener y mejorar la sociedad desde los albores de la civilización. El cobre se usó por primera vez en monedas y adornos a partir del 8000 a. C., y alrededor del 5500 a. C., las herramientas de cobre ayudaron a la civilización a emerger de la Edad de Piedra. El descubrimiento de que el cobre aleado con estaño produce bronce marcó el comienzo de la Edad del Bronce en aproximadamente 3000 a. C.
En los Estados Unidos, se encontró una pieza de lo que se cree que es un brazalete de cobre en un entierro de nativos americanos en la llanura costera de Georgia en 2017. El entierro fue una cremación fechada hace aproximadamente 3500 años. El cobre contenía oligoelementos que lo vinculaban a depósitos geológicos en la región de los Grandes Lagos. Estos descubrimientos sugieren una conexión comercial de larga distancia entre Georgia y la región de los Grandes Lagos, una distancia mayor que nunca antes se había conocido.
El cobre se estira, moldea y forma fácilmente; es resistente a la corrosión; y conduce el calor y la electricidad de manera eficiente. Como resultado, el cobre era importante para los primeros humanos y sigue siendo un material de elección para una variedad de aplicaciones domésticas, industriales y de alta tecnología en la actualidad.
Usos de cobre: Este gráfico muestra cómo se utilizó el cobre en los Estados Unidos durante 2017 por sector industrial. Como ejemplo: el cobre utilizado en la construcción de edificios podría haberse utilizado para cableado, plomería, impermeabilización y muchos otros tipos de uso individual. Los datos para este gráfico provienen del Resumen de productos minerales del Servicio Geológico de los Estados Unidos para 2018.
¿Cómo usamos cobre hoy?
Actualmente, el cobre se utiliza en la construcción de edificios, generación y transmisión de energía, fabricación de productos electrónicos y producción de maquinaria industrial y vehículos de transporte. El cableado y la plomería de cobre son parte integral de los electrodomésticos, los sistemas de calefacción y refrigeración y los enlaces de telecomunicaciones que se usan a diario en hogares y empresas. El cobre es un componente esencial en los motores, el cableado, los radiadores, los conectores, los frenos y los cojinetes utilizados en automóviles y camiones. El automóvil promedio contiene 1.5 kilómetros (0.9 millas) de alambre de cobre, y la cantidad total de cobre varía de 20 kilogramos (44 libras) en automóviles pequeños a 45 kilogramos (99 libras) en vehículos de lujo e híbridos.
Moneda romana: El cobre fue uno de los primeros metales utilizados para fabricar monedas, y esa práctica comenzó alrededor de 8000 a. C. La moneda que se muestra arriba es un follis romano con una imagen de Constancio I.
Usos antiguos de cobre
Como en la antigüedad, el cobre sigue siendo un componente de la moneda utilizada en muchos países, pero se han identificado muchos usos nuevos. Una de las aplicaciones más recientes de los cobres incluye su uso en superficies que se tocan con frecuencia (como los pomos de las puertas de latón), donde las propiedades antimicrobianas de los cobres reducen la transferencia de gérmenes y enfermedades. Los fabricantes de semiconductores también han comenzado a utilizar cobre para circuitos en chips de silicio, lo que permite que los microprocesadores funcionen más rápido y consuman menos energía. También se ha descubierto recientemente que los rotores de cobre aumentan la eficiencia de los motores eléctricos, que son un gran consumidor de energía eléctrica.
Cobre en automóviles: El cobre es un componente esencial en los motores, el cableado, los radiadores, los conectores, los frenos y los cojinetes utilizados en automóviles y camiones. El automóvil promedio contiene 1.5 kilómetros (0.9 millas) de alambre de cobre, y la cantidad total de cobre varía de 20 kilogramos (44 libras) en automóviles pequeños a 45 kilogramos (99 libras) en vehículos de lujo e híbridos.
¿Qué propiedades hacen que el cobre sea útil?
Las excelentes propiedades de aleación del cobre lo han hecho invaluable cuando se combina con otros metales, como zinc (para formar latón), estaño (para formar bronce) o níquel. Estas aleaciones tienen características deseables y, dependiendo de su composición, se desarrollan para aplicaciones altamente especializadas. Por ejemplo, la aleación de cobre y níquel se aplica a los cascos de los barcos porque no se corroe en el agua de mar y reduce la adhesión de la vida marina, como los percebes, lo que reduce la resistencia y aumenta la eficiencia del combustible. El latón es más maleable y tiene mejores propiedades acústicas que el cobre puro o el zinc; en consecuencia, se usa en una variedad de instrumentos musicales, incluyendo trompetas, trombones, campanas y platillos.
Cobre en piedras preciosas: El cobre es un elemento importante en una serie de piedras preciosas como la turquesa, la azurita, la malaquita y la crisocola. Le da a estos minerales su color verde o azul y su alta gravedad específica. Los cabujones que se muestran arriba son algunas de las muchas piedras preciosas extraídas en Arizona.
Tipos de depósitos de cobre
El cobre se presenta en muchas formas, pero las circunstancias que controlan cómo, cuándo y dónde se deposita son muy variables. Como resultado, el cobre se encuentra en muchos minerales diferentes. La calcopirita es el mineral de cobre más abundante y económicamente significativo.
La investigación diseñada para comprender mejor los procesos geológicos que producen depósitos minerales, incluidos los depósitos de cobre, es un componente importante del Programa de Recursos Minerales del USGS. Los depósitos de cobre se clasifican en términos generales en función de cómo se formaron los depósitos. Los depósitos de pórfido de cobre, que están asociados con intrusiones ígneas, producen alrededor de dos tercios del cobre del mundo y, por lo tanto, son el tipo de depósito de cobre más importante del mundo. Grandes depósitos de cobre de este tipo se encuentran en regiones montañosas del oeste de América del Norte y en las montañas de los Andes de América del Sur.
Otro tipo importante de depósito de cobre, el tipo contenido en las rocas sedimentarias, representa aproximadamente un cuarto de los recursos de cobre identificados en el mundo. Estos depósitos se producen en áreas como el cinturón de cobre de África central y la cuenca Zechstein de Europa del Este.
Los depósitos individuales de cobre pueden contener cientos de millones de toneladas de rocas que contienen cobre y comúnmente se desarrollan mediante el uso de métodos de minería a cielo abierto. Las operaciones mineras, que generalmente siguen al descubrimiento de minerales por muchos años, a menudo duran décadas. Aunque muchas operaciones mineras históricas no estaban obligadas a realizar sus actividades mineras de manera que redujeran su impacto en el medio ambiente, las regulaciones federales y estatales actuales requieren que las operaciones mineras utilicen prácticas ambientalmente racionales para minimizar los efectos del desarrollo mineral en la salud humana y del ecosistema .
La investigación ambiental mineral del USGS ayuda a caracterizar las interacciones naturales y humanas entre los depósitos de cobre y los ecosistemas acuáticos y terrestres circundantes. La investigación ayuda a definir las condiciones de referencia naturales antes de que comience la minería y después del cierre de la mina. Los científicos del USGS están investigando variables climáticas, geológicas e hidrológicas para comprender mejor las interacciones entre recursos y medio ambiente.
Minería de cobre en Arizona: Arizona produce más cobre que cualquier otro estado. Esta breve historia muestra cómo la minería de cobre de Arizonas construyó un estado y cambió una nación.
Oferta, demanda y reciclaje de cobre
La producción mundial (oferta) y el consumo (demanda) de cobre han aumentado dramáticamente en los últimos 25 años. A medida que los grandes países en desarrollo han ingresado al mercado global, la demanda de productos minerales, incluido el cobre, ha aumentado. En los últimos 20 años, la región andina de América del Sur se ha convertido en la región de cobre más productiva del mundo. En 2007, alrededor del 45 por ciento del cobre del mundo se producía en las montañas de los Andes; Estados Unidos produjo 8 por ciento. Prácticamente todo el cobre producido en los Estados Unidos proviene, en orden decreciente de producción, de Arizona, Utah, Nuevo México, Nevada o Montana.
El riesgo de interrupción del suministro mundial de cobre se considera bajo porque la producción de cobre está dispersa a nivel mundial y no se limita a un solo país o región. Sin embargo, debido a su importancia en la construcción y la transmisión de energía, el impacto de cualquier interrupción del suministro de cobre sería alto.
El cobre es uno de los metales más ampliamente reciclados; Aproximadamente un tercio de todo el cobre consumido en todo el mundo se recicla. El cobre reciclado y sus aleaciones pueden fundirse y usarse directamente o reprocesarse aún más para convertirlo en cobre refinado sin perder ninguna de las propiedades químicas o físicas de los metales.
Minería de cobre en Arizona: Arizona produce más cobre que cualquier otro estado. Esta breve historia muestra cómo la minería de cobre de Arizonas construyó un estado y cambió una nación.
Mina de cobre de Utah: Visible desde el espacio, la mina de cobre Bingham Canyon en Utah ha producido más de 12 millones de toneladas de pórfido de cobre. La mina tiene más de 4 kilómetros (2.5 millas) de diámetro en la parte superior y 800 metros (0.5 millas) de profundidad y es una de las maravillas de ingeniería del mundo. Fotografía de C.G. Cunningham, USGS.
¿Cómo aseguramos suministros adecuados de cobre para el futuro?
Para ayudar a predecir dónde podrían ubicarse los futuros recursos de cobre, los científicos del USGS estudian cómo y dónde se concentran los recursos de cobre conocidos en la corteza terrestre y usan ese conocimiento para evaluar el potencial de recursos de cobre no descubiertos. El USGS ha desarrollado y refinado técnicas para evaluar el potencial de los recursos minerales para apoyar la administración de tierras federales y evaluar mejor la disponibilidad de recursos minerales en un contexto global.
En la década de 1990, el USGS realizó una evaluación de los recursos de cobre de los EE. UU. Y concluyó que quedaba por encontrar casi tanto cobre como ya se había descubierto. Específicamente, el USGS descubrió que se habían descubierto alrededor de 350 millones de toneladas de cobre y estimó que unos 290 millones de toneladas de cobre permanecían sin descubrir en los Estados Unidos.
Consumo de cobre: Las cualidades del cobre que lo han convertido en el material elegido para una variedad de aplicaciones domésticas, industriales y de alta tecnología han dado como resultado un aumento constante en el consumo mundial de cobre. Los estudios del USGS sobre el consumo de cobre muestran algunas tendencias interesantes para el período de 1990 a 2012. El consumo de cobre en las economías emergentes, como China e India, aumentó considerablemente, mientras que la tasa de consumo en los Estados Unidos disminuyó ligeramente. Hasta 2002, Estados Unidos era el principal consumidor de cobre y utilizaba anualmente alrededor del 16 por ciento del cobre mundial refinado total (alrededor de 2,4 millones de toneladas). En 2002, Estados Unidos fue superado por China como el principal usuario mundial de cobre refinado. La economía en auge en China contribuyó a cuadruplicar su consumo anual de cobre refinado durante los 12 años desde 2000 hasta 2012. Gráfico de USGS.
Evaluación global de recursos de cobre
El USGS evaluó el cobre no descubierto en dos tipos de depósitos que representan alrededor del 80 por ciento del suministro mundial de cobre. Los depósitos de pórfido de cobre representan alrededor del 60 por ciento del cobre del mundo. En los depósitos de pórfido de cobre, los minerales de cobre se difunden en intrusiones ígneas. Los depósitos de cobre estratificados alojados en sedimentos, en los que el cobre se concentra en capas en rocas sedimentarias, representan aproximadamente el 20 por ciento de los recursos de cobre identificados en el mundo. A nivel mundial, las minas en estos dos tipos de depósitos producen alrededor de 12 millones de toneladas de cobre por año.
Este estudio consideró el potencial de depósitos expuestos y ocultos dentro de 1 kilómetro de la superficie para depósitos de pórfido y hasta 2.5 kilómetros de la superficie para depósitos estratificados alojados en sedimentos. Para depósitos de pórfido, se delinearon 175 tractos; 114 extensiones contienen 1 o más depósitos identificados. Se delinearon cincuenta extensiones para depósitos de cobre estratificados alojados en sedimentos; 27 contienen 1 o más depósitos identificados.
Los resultados de la evaluación se proporcionan por tipo de depósito para 11 regiones (tabla 1). El recurso total medio no descubierto para depósitos de pórfido es de 3.100 millones de toneladas, y el recurso total medio no descubierto para depósitos alojados en sedimentos es de 400 millones de toneladas, para un total global de 3.500 millones de toneladas de cobre. Los rangos de las estimaciones de recursos (entre los percentiles 90 y 10) reflejan la incertidumbre geológica en el proceso de evaluación. Aproximadamente el 50 por ciento del total global ocurre en América del Sur, Asia Central del Sur e Indochina, y América del Norte combinados.
Mapa de depósitos de cobre: Distribución de depósitos de cobre conocidos en 2008. El rojo indica cobre asociado con intrusiones ígneas (depósitos de pórfido de cobre) y el azul indica cobre contenido en rocas sedimentarias (depósitos de cobre alojados en sedimentos). Mapa por USGS. Ampliar mapa.
Sudamerica tiene los mayores recursos de cobre identificados y no descubiertos (alrededor del 20 por ciento de la cantidad total no descubierta). Los depósitos de pórfido más grandes del mundo se extraen en esta región. Chile y Perú se encuentran entre los principales países productores de cobre del mundo.
Centroamérica y el Caribe alberga dos depósitos de cobre pórfido gigante (> 2 millones de toneladas de cobre) no desarrollados en Panamá. La mayoría de los recursos no descubiertos se encuentran en un cinturón que se extiende desde Panamá hasta el suroeste de México.
Norteamérica alberga extensiones de cobre pórfido altamente mineralizado que incluyen depósitos pórfidos supergigantes (> 25 millones de toneladas de cobre) en el norte de México, el oeste de los Estados Unidos y Alaska, así como depósitos gigantes en el oeste de Canadá. Los recursos de pórfido de pórfido no descubiertos estimados son aproximadamente iguales a los recursos identificados.
Los principales estados productores de cobre en los EE. UU. Son Arizona, Utah, Nuevo México, Nevada y Montana. En los Estados Unidos, se estima que los depósitos de cobre estratificados alojados en sedimentos no descubiertos en Michigan, Montana y Texas contienen aproximadamente el triple de cobre que se ha identificado. Se conocen dos depósitos gigantes, en Michigan y Montana.
Noreste de Asia está relativamente poco explorado, con recursos modestos de cobre pórfido identificados y solo un depósito de pórfido gigante identificado. Sin embargo, se estima que los recursos medios no descubiertos son bastante grandes. Esta región tiene la mayor proporción de recursos no descubiertos a identificados en el estudio.
Asia central del norte tiene 35 depósitos de pórfido de cobre, incluido un depósito supergigante en Mongolia y un depósito gigante en Kazajstán. Se estima que el área del tracto contiene aproximadamente tres veces la cantidad de recurso de pórfido de cobre identificado. Esta región también alberga tres depósitos de cobre estratos alojados en sedimentos gigantes, en Kazajstán y Rusia. El USGS estima que puede estar presente la mayor cantidad de cobre estratificado alojado en sedimentos que ya se ha descubierto.
Asia central del sur e Indochina son menos explorados a fondo que muchas otras partes del mundo; sin embargo, hasta la fecha se han identificado cuatro depósitos de pórfido de cobre gigantes en la meseta tibetana. Los depósitos de pórfido de cobre no descubiertos pueden contener ocho veces la cantidad identificada de cobre.
Archipiélagos del sudeste asiático alberga depósitos de pórfido de cobre de clase mundial, ricos en oro, como una supergigante en Indonesia y unos 16 depósitos gigantes en Indonesia, Papua Nueva Guinea y Filipinas. Aunque partes de la región están bien exploradas, es probable que los recursos de pórfido no descubiertos excedan los recursos identificados.
Australia del este tiene un depósito de pórfido gigante de cobre y varios depósitos pequeños de pórfido. Se esperan recursos modestos no descubiertos bajo cobertura. Australia ha sido un productor líder de cobre durante décadas.
Europa del Este y Sudoeste de Asia han sido extraídos de cobre desde la antigüedad, y recientemente se han identificado depósitos de pórfido de cobre gigantes. Se prevé que el cobre no descubierto sea aproximadamente el doble de los recursos identificados, tanto para los depósitos de pórfido a lo largo de un cinturón desde Rumania a través de Turquía e Irán como para los depósitos estratos alojados en sedimentos en Afganistán.
Europa Oriental tiene el mayor depósito de cobre estratificado alojado en sedimentos del mundo, en Polonia. Se estima que los recursos de cobre estratificados alojados en sedimentos no descubiertos en el suroeste de Polonia superan los recursos identificados en aproximadamente un 30 por ciento.
África y Medio Oriente tienen la mayor acumulación mundial de depósitos de cobre estratos alojados en sedimentos, con 19 depósitos gigantes en el cinturón de cobre de África Central en la República Democrática del Congo y Zambia. Quedan por descubrir importantes recursos de cobre por descubrir.