Por que foi o primeiro metal trabalhado?
Porque se encontra no estado nativo e porque a sua extração do minério não exige muito.
Existem depósitos de cobre metálico puro, e o achado de pepitas marteláveis precede em milénios qualquer metalurgia. Há objetos de cobre nativo trabalhado na Anatólia que remontam ao nono milénio antes da nossa era.
O passo decisivo foi a fundição. Os minerais de cobre — malaquite, azurite — são carbonatos de cor verde e azul chamativos, usados como pigmento muito antes de se saber que continham metal. Aquecê-los com carvão a cerca de 1 100 °C liberta o cobre.
Essa temperatura é atingida por um forno de cerâmica bem tirado, o que provavelmente explica a descoberta: a olaria precedeu a metalurgia e forneceu o forno.
O cobre puro é demasiado mole para ferramentas de corte. A liga com estanho resolveu-o: o bronze é várias vezes mais duro e funde abaixo dos 1 000 °C, o que facilita a moldagem. A Idade do Bronze começa por volta de 3300 antes da nossa era.
O ferro exige temperaturas muito mais altas e uma química de redução mais difícil, e por isso chegou dois mil anos depois apesar de ser muito mais abundante.
O que é exatamente a pátina verde?
Não é uma única substância mas o resultado de uma sucessão de reações que pode demorar décadas.
Primeiro, o oxigénio forma óxido de cobre. Sobre ele, os compostos sulfurados do ar produzem sulfuretos escuros; uma estátua de cobre nova passa por uma fase acastanhada antes de esverdear.
Com o tempo, a humidade, o dióxido de carbono e os sulfatos atmosféricos geram carbonatos e hidroxissulfatos básicos: malaquite, brochantite, antlerite. Qual predomina depende do ambiente. Perto do mar aparecem cloretos básicos, de tom mais azulado.
A camada resultante é compacta, aderente e praticamente insolúvel. Sela o metal e trava a corrosão, exatamente ao contrário da ferrugem do ferro.
A chapa da Estátua da Liberdade tem 2,4 milímetros de espessura e foi instalada em 1886. Após quase século e meio conserva quase todo o seu material: a pátina protegeu-a.
⚠️ Os telhados de cobre das igrejas europeias duram séculos pela mesma razão, e um restauro que retire a pátina reinicia o processo e consome metal.
Por que é o metal da cablagem?
Por uma combinação de propriedades que nenhum concorrente iguala no conjunto.
A sua condutividade, 59 milhões de siemens por metro, é a segunda a seguir à da prata e serve de referência: a norma IACS define os 100 % como a condutividade do cobre recozido.
É além disso muito dúctil, pelo que se estira em fios finos sem partir. Solda-se com facilidade, resiste bem à corrosão e recicla-se indefinidamente sem degradar as suas propriedades. Perto de um terço do cobre consumido hoje é reciclado.
O alumínio compete em linhas aéreas de alta tensão. Conduz 40 % menos por secção, mas pesa um terço, pelo que a igual massa conduz mais. Num traçado de quilómetros o peso decide, porque determina a distância entre torres.
⚠️ O alumínio não serve bem em instalações domésticas. Flui lentamente sob pressão, o que afrouxa as ligações com o tempo, e o seu óxido superficial é isolante. A cablagem de alumínio instalada em habitações norte-americanas nos anos sessenta provocou incêndios e foi abandonada.
A transição energética aumentou a procura de forma notável: um veículo elétrico contém várias vezes mais cobre do que um de combustão, e os aerogeradores e as redes de carregamento acrescentam muito mais.
O que faz no corpo?
É um oligoelemento essencial, presente em cerca de 100 miligramas num adulto.
Faz parte do centro ativo de várias enzimas, entre elas a citocromo c oxidase, que fecha a cadeia respiratória mitocondrial transferindo eletrões para o oxigénio. Sem cobre, essa transferência final não ocorre.
Intervém também na superóxido dismutase, que neutraliza radicais, e na lisil oxidase, que entrecruza o colagénio e a elastina. A deficiência produz por isso fragilidade do tecido conjuntivo e dos vasos.
Em alguns invertebrados, o cobre substitui o ferro como transportador de oxigénio. A hemocianina de polvos, lulas e límulos contém cobre e é azul quando oxigenada, daí que o seu sangue seja azul.
Duas doenças genéticas afetam o seu metabolismo. A de Wilson impede excretá-lo e acumula-o no fígado e no cérebro; a de Menkes impede absorvê-lo. Ambas são graves e a primeira é tratada com quelantes.
De onde se extrai?
De sulfuretos, sobretudo calcopirite, em depósitos do tipo pórfiro: corpos enormes de rocha com concentrações baixas, tipicamente entre 0,5 e 1 %.
O Chile é o maior produtor mundial com larga margem, seguido pelo Peru, a República Democrática do Congo e a China. A mina de Chuquicamata e a de Escondida, ambas chilenas, estão entre as maiores explorações a céu aberto do planeta.
O processo passa por triturar, concentrar por flotação, fundir e refinar por eletrólise até uma pureza superior a 99,99 %, necessária para uso elétrico. As lamas que ficam no fundo das células eletrolíticas contêm a prata, o ouro e o selénio que acompanhavam o cobre, e a sua recuperação contribui com uma parte apreciável do rendimento.
⚠️ Os teores vão baixando. Há um século exploravam-se minérios de 4 %; hoje a média mundial ronda os 0,5 %. Mover mais rocha por tonelada de metal significa mais energia e mais resíduo, e é a razão de a reciclagem ganhar peso.
Existe ainda uma via alternativa para minérios oxidados, chamada lixiviação em pilha. A rocha triturada é empilhada e regada com ácido sulfúrico diluído, que dissolve o cobre; a solução é depois concentrada por extração com solventes e o metal recuperado por eletrólise. O processo é mais lento mas dispensa a fundição e o seu consumo energético, e representa hoje cerca de um quinto da produção mundial.
A procura futura é o problema aberto. As estimativas apontam para que a eletrificação exija, nas próximas décadas, mais cobre do que toda a quantidade extraída na história da humanidade. Nenhuma das respostas possíveis — abrir minas, reciclar mais, substituir por alumínio onde for viável — chega isoladamente.