USOS DO COBRE
O cobre é muito utilizado para diversas finalidades, devido a sua boa condutibilidade elétrica e ao seu fácil manuseamento.
É possível obter melhoras da eficiência dos sistemas de aparelhos elétricos através do uso do cobre (interconexões entre cartões, sensores e chips), tornando possível o uso de cabos menores e mais finos.
Computadores pessoais têm em média 1,5 kg de cobre, (placas, fios e outros dispositivos). Quando se compara o cobre com o alumínio sobre transmissão de sinais elétricos, além do cobre mostrar uma vantagem de 40% sobre o alumínio, demonstra maior rapidez. Pelos grandes benefícios do cobre, sua produção para computadores cresceu e a quantidade de chips necessária para realizar o trabalho diminuiu.
Hoje em dia, produtos desse metal são muitas vezes feitos deste reciclado/reutilizado. Por exemplo, aparelhos elétricos como celulares, motores e computadores, além de cabos elétricos e instalações de encanamento.
HISTÓRICO DO COBRE
O cobre é conhecido há mais de 10.000 anos, foi o primeiro metal utilizado pelo homem, há registros sobre ele no Velho Testamento (Bíblia) e sabe-se que já conheciam seu uso nas mais antigas sociedades da historia da humanidade. O começo de seu uso, de fato marcou o começo de uma nova nos avanços humanos.
Foi encontrado, no norte do Iraque, um colar de cobre de 8.700 A C. nessa época já se realizava a refinação do cobre a partir de óxidos como, por exemplo, a malaquita. Porém são consideradas hipóteses de que sua refinação teria sido, acidentalmente, descoberto muitos milênios antes. Começando sutilmente com o impactos ambientais.
Pelo menos dois mil anos antes da nossa era, já era conhecido o uso do cobre na cultura chinesa. Na Antiguidade, os principais depósitos de cobre estavam localizados no Sinai, na Síria, no Afeganistão, em Chipre, Na Macedônia, na Ibéria e na Europa Central.
Hoje é indispensável, como principal metal utilizado para a condução de eletricidade, cobre tornou-se (apesar de que nem todos tenham consciência desse fato) o produto mais consumido hoje em dia. A conseqüência desse aumento está sendo o aumento de impactos ambientais que começaram sutis tempos atrás.
PURIFICAÇÃO DO MINÉRIO DO COBRE
Após a extração da malaquita, por exemplo, é necessário que este minério passe por um processo de purificação, para obter o cobre puro.
Este processo é necessário, pois nunca encontramos o metal na natureza, sempre está em forma de minério, que seria um metal com um não-metal ou com um gás, como o óxido (que se forma quando o metal entra em contato com oxigênio), por exemplo o óxido de cobre, representado pela equação Cu + O² -> CuO. Um exemplo de purificação deste metal é através da eletrólise, que marginaliza o cobre, obtendo-o em sua forma pura.
Seu processo ocorre no catodo e anodo de uma fonte de energia (pólo negativo e positivo de uma bateria, respectivamente). Em dispositivos que transformam energia elétrica em química (células eletrolíticas), com dois pólos ligados aos terminais de um gerador de corrente continua.
O anôdo atrai anions (íons com carga positiva – parte do átomo) e, nesse momento ocorre a oxidação do anion, então o cobre impuro funciona como anôdo e a solução aquosa de sulfeto de cobre funciona como eletrolítico. Nesse circuito o cobre em alto grau de pureza funciona como catodo. O cobre é transferido do anôdo para o catodo enquanto as impurezas do minério ficam na solução. Então o cobre puro é atraído pelo catodo em forma já utilizável.
Porém a solução aquosa (já inutilizada) não é descartada com os devidos cuidados, sendo despejada em rios e mares afetando a vida marinha. Está presente nessa solução o dióxido de enxofre, que quando se mistura com a água forma a chuva ácida.
A chuva ácida é uma das conseqüências da crescente industrialização mundial, que afeta principalmente animais marinhos, pois no esqueleto desses animais e de conchas há carbonato de cálcio (Ca) que, entrando em contato com o H2SO4 (ácido sulfúrico) que é um dos ácidos que compõe a chuva ácida, gera gesso que é um material muito mais frágil que o material do esqueleto dos animais marinhos.
Mas existe o lado bom da eletrolise, que seria a obtenção de energia para tal, através de energia Eólica que é o modo mais ecológico de se obter energia, pois é uma forma de substituir combustíveis fósseis.
Porém mesmo com alternativas mais ecológicas, alguns países continuam utilizando usinas hidrelétricas para obter energia. Esta usa a força de uma queda d’água para girar turbinas ligadas a um gerador, porém para construí-las uma grande região é alagada (para formar a queda de água), destruindo flora e fauna (a grande maioria dos animais são capturas e transferidos para outra região, mas sempre há alguns deixados para trás).
Mas existe o lado bom da eletrolise, que seria a obtenção de energia para tal, através de energia Eólica que é o modo mais ecológico de se obter energia, pois é uma forma de substituir combustíveis fósseis.
Porém mesmo com alternativas mais ecológicas, alguns países continuam utilizando usinas hidrelétricas para obter energia. Esta usa a força de uma queda d’água para girar turbinas ligadas a um gerador, porém para construí-las uma grande região é alagada (para formar a queda de água), destruindo flora e fauna (a grande maioria dos animais são capturas e transferidos para outra região, mas sempre há alguns deixados para trás).
PROPRIEDADES E EXTRAÇÃO DO COBRE
Existem diversos minérios na qual o cobre é extraído, dentre eles os principais são a calcopirita e malaquita, e os demais são a calcosita, bornita, cuprite, tetraedrita e azurita. A malaquita e azurita são produtos que resultaram na alteração dos sulfetos e são encontradas geralmente juntas destes minérios, nas quais tenham sido atingidas por água de infiltração carregada de anidrido carbônico.
Extração: Para a extração do cobre do minério é preciso converter os reagentes.
No caso da calcosita, o processo para a extração é a ustulação, sendo é feito por meio do controle do ar, que pode ser levada a qualquer grau de se completar.
A reação química que indica isso é: Cu²S + 2 O² -> 2CuO + SO²
Outros modos de extração também são usados, como a calcinação, que é quando os carbonatos hidratos perdem enidrito carbônico e água pelo aquecimento e não necessitam do ar. A fusão é também utilizada para obter uma quantidade de cerca de 25% do cobre.
Informações químicas de cada minério: calcosita (Cu²S), bornita (Cu³Fe²S²), calcopirita (CuFeS²), tetraedrita (4Cu²S).
Existem diversos minérios na qual o cobre é extraído, dentre eles os principais são a calcopirita e malaquita, e os demais são a calcosita, bornita, cuprite, tetraedrita e azurita. A malaquita e azurita são produtos que resultaram na alteração dos sulfetos e são encontradas geralmente juntas destes minérios, nas quais tenham sido atingidas por água de infiltração carregada de anidrido carbônico.
Extração: Para a extração do cobre do minério é preciso converter os reagentes.
No caso da calcosita, o processo para a extração é a ustulação, sendo é feito por meio do controle do ar, que pode ser levada a qualquer grau de se completar.
A reação química que indica isso é: Cu²S + 2 O² -> 2CuO + SO²
Outros modos de extração também são usados, como a calcinação, que é quando os carbonatos hidratos perdem enidrito carbônico e água pelo aquecimento e não necessitam do ar. A fusão é também utilizada para obter uma quantidade de cerca de 25% do cobre.
Informações químicas de cada minério: calcosita (Cu²S), bornita (Cu³Fe²S²), calcopirita (CuFeS²), tetraedrita (4Cu²S).
RECICLAGEM DO COBRE
Hoje em dia, a reciclagem é muito importante para o meio ambiente, inclusive a reciclagem do cobre. Mas antes de falar sobre reciclagem de cobre, é necessário saber por que isso é importante. A reciclagem deste metal permite economizar energia e cuidar do meio ambiente. Então com toda essa preocupação atual para não agredir o meio ambiente, muitas indústrias, ao invés de simplesmente transformar em lixo as coisas descartáveis, estão utilizando-as para outros benefícios. Por exemplo, as indústrias de cobre, algumas já estão utilizando a escória deste metal para a produção de concreto, sendo substituto de 5% a 15% do cimento. A escória do cobre ser reutilizada é uma das soluções encontradas hoje para a diminuição da degradação da biodiversidade.
Porém a escoria do cobre é muito pouco utilizada nos EUA, que é um dos maiores poluidores. No Brasil também não é muito utilizada, apenas uma parte do que é produzido é mandado para utilização em estaleiros. Mas felizmente há países que utilizam uma parte maior da escória produzida, como o Canadá que utiliza 45% da escória do cobre na construção de lastro de ferrovias e aterros. Além do Canadá, 43% das necessidades do cobre na Europa são supridas pela reciclagem do cobre encontrado em equipamentos eletrônicos e eletrodomésticos, tendo por objetivo reciclar 4 quilos por ano.
Outra forma de reciclagem do cobre é utilizando-o em fios elétricos, já que esse metal é um ótimo condutor elétrico. Então uma grade vantagem do cobre sobre os outros metais, é que este é 100% reciclável. Além disso, o cobre reciclado e o cobre obtido nas mineradoras não apresentam diferença alguma, então o cobre pode ser reciclado diversas vezes, como mostra a tabela abaixo. Então o cobre nunca é jogado fora, uma prova disso é que se estima que 80% de todo o cobre extraído durante os últimos 10 mil anos ainda está sendo usado atualmente. E pelo fato de ter baixa tendência a oxidação é empregado na fabricação de tubulação para água quente, utensílios domésticos, moedas e ligas (instrumentos musicais e bronze).
Uso Mundial Estimado de Cobre Refinado e Reciclado | |||
Fonte: Relatório Ambiental Outokumpu, 2000, p17 | |||
Ano | Toneladas de Cobre Refinado | Toneladas de Cobre Reciclado | |
1949 | 3,0 milhões | 1,8 milhões | |
1959 | 4,0 milhões | 2,5 milhões | |
1969 | 7,5 milhões | 5,0 milhões | |
1979 | 10,0 milhões | 5,8 milhões | |
1989 | 11,0 milhões | 6,5 milhões | |
1999 | 14,5 milhões | 7,5 milhões | |
CONCLUSÃO
Podemos concluir que o cobre está presente na maioria dos produtos que utilizamos hoje em dia, e que apesar de ser facilmente reciclado/reutilizado, também tem alguns problemas. Problemas esses que não estão no metal em si, e sim em seu processo de purificação e extração.
Como citado anteriormente, a purificação do cobre traz problemas principalmente para a vida aquática através da chuva ácida, que é resultado da forma equivocada de descarte da solução aquosa produzida no processo de eletrólise. Além disso, indiretamente, para se obter energia para a eletólise, usinas hidrelétricas são construídas e é necessário alagar florestas.
Mas não é só a vida aquática que é afetada. A vida dos animais silvestres e da flora também sofre na hora da extração de minérios que contém cobre, pois para tal uma grande área precisa ser desmatada, então os animais algumas vezes ficam sem suas casas, além da grande quantidade de CO² que é liberada, contribuindo para o aquecimento do Planeta.
