Informazioni sugli usi comuni del rame

Dai comuni collegamenti elettrici domestici alle eliche delle barche e dalle celle fotovoltaiche ai sassofoni, rame, e il suo leghe sono impiegati in una miriade di usi finali.

In effetti, l'uso del metallo in una vasta gamma di settori chiave ha portato alla comunità degli investimenti rivolgendosi ai prezzi del rame come indicatore della salute economica generale, stimolando il moniker "Dr. Rame'.

Al fine di comprendere meglio le varie applicazioni del rame, il Associazione per lo sviluppo del rame (CDA) li ha classificati in quattro settori di uso finale: elettrico, edile, trasporti e altri.

La percentuale di produzione globale di rame consumata da ciascun settore è stimata dal CDA come:

• Elettrico: 65%
• Costruzione: 25%
• Trasporto: 7%
• Altro: 3%

A parte l'argento, il rame è il più efficace conduttore di elettricità. Questo, combinato con il suo corrosione resistenza, duttilità, malleabilitàe la capacità di lavorare all'interno di una vasta gamma di reti elettriche, rende il metallo ideale per il cablaggio elettrico.

Praticamente tutti i cablaggi elettrici, tranne che per le linee elettriche aeree (che sono fatte da più leggere alluminio) sono formati con rame.

Anche le sbarre collettrici, i conduttori che distribuiscono energia, i trasformatori e gli avvolgimenti del motore dipendono tutti dalla conduttività del rame. Grazie alla sua efficacia come conduttore di elettricità, i trasformatori di rame possono essere efficienti fino al 99,75 percento.

Negli ultimi decenni, le applicazioni elettriche, tra cui tecnologia informatica, televisori, telefoni cellulari e dispositivi elettronici portatili, sono diventate un grande consumatore di rame. All'interno di questi dispositivi, il rame è vitale per la produzione di:

• Connettori elettronici
• Cablaggio dei circuiti e contatti
• Circuiti stampati
• Micro-chip
• Semiconduttori
• Magnetroni in microonde
• elettromagneti
• Tubi a vuoto
• collettori
• Elettrodi per saldatura
• Sistemi antincendio a sprinkler
• Dissipatori di calore

Un altro settore fortemente dipendente dall'elemento è quello delle telecomunicazioni. I fili di rame finemente intrecciati vengono utilizzati nel cablaggio ADSL e HDSL per le linee Internet LAN (Local Area Network). Le linee UTP (Unshielded twisted pair) contengono otto conduttori con codice colore, che sono costituiti da quattro coppie di sottili fili di rame. E nonostante l'aumento della tecnologia wireless, i dispositivi di interfaccia come modem e router rimangono dipendenti dal rame.

Anche il settore delle energie rinnovabili ha beneficiato delle proprietà conduttive del rame. Il metallo di base viene utilizzato nella produzione sia di rame-indio-gallio-selenide (CIGS) celle fotovoltaiche e turbine eoliche. Una singola turbina eolica, ad esempio, può contenere fino a 1 tonnellata (MT) di metallo. Oltre alla produzione di elettricità, il rame è anche parte integrante dei motori e dei sistemi di distribuzione associati alla tecnologia delle energie alternative.

I tubi di rame sono ora il materiale standard per acqua potabile e sistemi di riscaldamento nella maggior parte dei paesi sviluppati. Ciò è in parte dovuto alle sue proprietà batteriostatiche, ovvero alla capacità del rame di inibire la crescita di organismi batterici e virali nell'acqua.

Altri vantaggi del rame come materiale per tubi includono la sua malleabilità e saldabilità - può essere facilmente piegato e assemblato - nonché la sua resistenza all'estrema corrosione da calore.

Il rame e le sue leghe sono considerati stabili e resistenti alla corrosione, il che li rende ideali non solo per il trasporto di acqua potabile ma anche per l'uso in acqua salata e ambienti industriali. Alcuni esempi di tali applicazioni includono:

• Tubi scambiatori di calore per condensatori in centrali elettriche a vapore e impianti chimici
• Sistemi di irrigazione e irrigatori agricoli
• Tubazioni negli impianti di distillazione
• Linee di alimentazione dell'acqua di mare
• Pompe per cemento per la fornitura di acqua per trapano
• Tubi per la distribuzione di petrolio naturale e liquefatto
• Tubazioni di distribuzione del gas combustibile

Per centinaia di anni, il rame è stato anche usato come metallo architettonico. Alcuni dei più antichi esempi dell'uso del rame come metallo strutturale estetico includono le porte del distretto di Amun-Re a Karnak, in Egitto, che risale a 3000-4000 anni fa e il tetto in scandole di rame in cima al tempio Loha Maha Paya alto 162 piedi dello Sri Lanka, costruito nel terzo secolo AVANTI CRISTO.

Il rame puro adorna le cupole e le guglie di molte chiese e cattedrali medievali, e in tempi più moderni è stato utilizzato su edifici governativi, come gli edifici parlamentari del Canada e residenze private, tra cui molti progettati da Frank Lloyd-Wright.

Uno dei motivi dell'ampio uso del rame come materiale da costruzione è la sua naturale formazione di un appannamento verde visivamente accattivante - noto come patina - che deriva dall'erosione e dall'ossidazione del rame. A parte il suo aspetto esteticamente gradevole, architetti e designer preferiscono il metallo perché è leggero, durevole, resistente alla corrosione e facile da unire.

L'hardware decorativo e architettonico in rame, tuttavia, non si limita alle applicazioni esterne. I progettisti di interni usano spesso il metallo e le sue leghe, l'ottone e il bronzo per apparecchi come:

• maniglie
• doorknobs
• serrature
• tabelle
• Illuminazione e sanitari
• rubinetti
• cerniere

Gli ospedali e le strutture mediche, in particolare, apprezzano il rame per le sue proprietà batteriostatiche ha portato al suo crescente utilizzo come componente di infissi interni, come rubinetti e maniglie delle porte, in ambito medico edifici.

I componenti principali di aerei, treni, automobili e imbarcazioni dipendono tutti dalle proprietà elettriche e termiche del rame. Nelle automobili, i radiatori in rame e ottone e i radiatori dell'olio sono stati lo standard del settore dagli anni '70. Più recentemente, il crescente utilizzo di componenti elettronici, compresi i sistemi di navigazione a bordo, sistemi frenanti antibloccaggio e sedili riscaldati hanno continuato ad aumentare la domanda di metallo da questo settore.

Altri componenti per auto contenenti rame includono:

• Cablaggio per sistemi di sbrinamento in vetro
• Raccordi, elementi di fissaggio e viti in ottone
• Linee idrauliche
• Cuscinetti a manicotto in bronzo
• Cablaggio per controlli finestra e specchio

La crescente domanda di auto ibride ed elettriche aumenterà ulteriormente il consumo globale di rame. In media, le auto elettriche contengono circa 25 kg di rame.

Lamine di metallo e prodotti chimici di rame sono incorporati in entrambi idruro di nichel-metallo e batterie agli ioni di litio che alimentano veicoli a basso consumo di carburante, mentre i rotori in fusione di rame sono stati usati come alternativa ai motori con magneti in terre rare.

I treni ad alta velocità possono utilizzare fino a 10MT di rame per chilometro di binario, mentre le potenti locomotive contengono fino a 8MT del metallo base.

I fili di contatto aerei per tram e carrelli come quelli utilizzati a San Francisco e Vienna sono realizzati con leghe di rame-argento o rame-cadmio.

Il due percento del peso di un aereo di linea può essere attribuito al rame, che comprende ben 190 km di cavi elettrici.

Per la loro eccellente resistenza alla corrosione dell'acqua salata manganese- e bronzi di nichel-alluminio sono usati per fondere eliche di barche che possono pesare fino a diverse tonnellate. Anche i componenti delle navi, inclusi tubi, raccordi, pompe e valvole, sono realizzati con leghe simili.

L'elenco delle applicazioni in rame può continuare all'infinito. Alcuni usi più noti includono:

Pentole e applicazioni termiche: Le proprietà termiche del rame lo rendono ideale per pentole, come pentole e padelle, nonché unità del condizionatore d'aria, dissipatori di calore, calorificatori per il riscaldamento dell'acqua e le unità di refrigerazione.

Orologi: Perché non èmagnetico il rame non interferisce con il funzionamento di piccoli dispositivi meccanici. Di conseguenza, gli orologiai e gli orologiai utilizzano perni e ingranaggi in rame nella progettazione degli orologi.

Arte: Il rame e le sue leghe sono comunemente presenti anche nelle opere d'arte, forse la più famosa delle quali è la Statua della Libertà. La statua fu placcata con oltre 80 tonnellate di lamiera di rame, attaccata con oltre 1500 selle di rame e 300.000 rivetti di rame, che si traducono nel suo colore verde patinato.

conio: Fino al 1981, il pezzo da un centesimo degli Stati Uniti - o centesimo - era coniato per lo più di rame (95 per cento), ma da quel momento è stato coniato come placcato in rame zinco (0,8-2,5 percento di rame).

Strumenti musicali: Cosa sarebbe una banda di ottoni senza rame? L'ottone viene utilizzato per produrre corni, trombe, tromboni e sassofoni a causa della resistenza alla corrosione e alle proprietà antibatteriche del rame.

_fonti

• Istituto europeo del rame. Applicazioni.
• The Copper Development Association Inc. applicazioni