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close this bookGuía de Protección Ambiental Tomo III: Catálogo de Estándares Ambientales (GTZ/BMZ, 1996, 663 pages)
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Cobre

DENOMINACIONES

N° CAS: 7440-50-8
Nombre registrado:  Cobre
Nombre químico: Cobre
Sinónimos, nombres comerciales: Cobre
Nombre químico (inglés): Copper
Nombre químico (alemán): Kupfer
Nombre químico (francés): Cuivre
Aspecto general: Metal dúctil y tenaz, con brillo rojizo.

DATOS FÍSICO-QUÍMICOS BÁSICOS

Símbolo químico: Cu
Masa atómica relativa: 63,55 g
Densidad: 8,9 g/cm3 a 20°C
Punto de ebullición: 2580°C
Punto de fusión: 1083°C
Presión de vapor: 0 mbar a 20°C
  0,073 Pa a 1083°C
  0,133 Pa a 1870°C
Solvólisis: Este metal solamente es atacado directamente por ácidos oxidantes (ácido nítrico, ácido sulfúrico caliente y concentrado).


DATOS BÁSICOS DE COMPUESTOS SELECCIONADOS

N°CAS: 7758-99-8 1317-39-1
Nombre químico: Cobre(II) sulfato pentahidratado Cobre(I) óxido
Sinónimos, nombres comerciales: Sulfato de cobre pentahidratado,  Vitriolo azul Óxido de cobre
Nombre químico (alemán): Kupfersulfat-Pentahydrat Kupfer(I)-oxid, Kupferoxid
Nombre químico (francés): Sulfate de cuivre Oxyde de cuivre(I)
Nombre químico (inglés): Copper(II) sulphate pentahydrate Copper(I) oxide
Aspecto general: Polvo cristalino celeste Polvo cristalino entre amarillo y rojo dependiendo de la
    preparación y del tamaño de las partículas
Fórmula empírica: CuSO4 . 5 H2O Cu2O
Masa molecular relativa: 249,61 g 143,09 g
Densidad: 2,285 g/cm3 5,8-6,2 g/cm3
Punto de ebullición: No es destilable > 1800°C: descomposición
Punto de fusión: Descomposición (> 88 °C: seguido de 1235 °C
  eliminación de agua)  
Presión de vapor: 0 Pa 0 Pa
Solvólisis: En agua: 148 g/l a 0 °C En agua: virtualmente insoluble
    231 g/l a 25 °C en ácido sulfúrico/nítrico diluido
    335 g/l a 50 °C parcialmente soluble
  en metanol: 156 g/l cobre (II) sales
  en etanol: insoluble insoluble en la mayoría de los solventes orgánicos


PROCEDENCIA Y APLICACIONES

Aplicaciones:
Se utiliza como conductor en electrotecnia; para tuberías de calefacción y refrigeración; como material para fabricar recipientes; como metal de aleación; en combinación con Cu2O se lo aplica como pintura antioxidante (para pintar el fondo de los buques). El CuSO4 también se usa como fungicida y alguicida, y como "caldo bordelés" para combatir a la peronospora mildiú; en forma de lechada se utiliza contra la filoxera en los viñedos y se aplica como fertilizante en forma de CuSo4 × 5H2O ó Cu2O.

Procedencia / fabricación:
El cobre se presenta en la Naturaleza como metal nativo y en minerales sulfurados como calcopirita (CuFeS2), calcosita (sulfuro natural de cobre: Cu2S) y cuprita u óxido cuproso natural (Cu2O). En general, el cobre se purifica actualmente mediante procesos de refinado electrolíticos y sólo en aproximadamente un 10% se recurre al método de fusión de sales. El cobre que se obtiene a partir de minerales sulfurados se separa habitualmente por procedimientos de flotación.

Cantidades producidas:
Producción mundial (en 1986) 8 513 000 t [ FISCHER, 1989]

TOXICIDAD

Seres humanos: 700-2100 mg/g, tejido hepático seco = letal s.SORBE, 1986
Mamíferos:    
Ratas DL50 159 mg/kg, oral (carbonato de Cu) s.DVGW, 1988
  DL50 140 mg/kg, oral (cloruro de Cu) s.DVGW, 1988
  DL50 470 mg/kg, oral (óxido de Cu) s.DVGW, 1988
  DL50 300 mg/kg, oral (sulfato de Cu) s.DVGW, 1988
Organismos acuáticos:    
Daphnia DL 0,8 mg/l, (18 h) (sulfato de Cu) s.DVGW, 1988
Truchas DL 0,8 mg/l, (2-3 d) (sulfato de Cu) s.DVGW, 1988
Algas cianofíceas 0,03 mg/l, Cu2+ = lesiones (sulfato de Cu) s.DVGW, 1988
Algas clorofíceas 1,1 mg/l, Cu2+ = lesiones (sulfato de Cu) s.DVGW, 1988

El cobre es un poderoso tóxico para los peces. Su concentración activa depende de la calidad del agua. Por combinación con el cadmio, cinc y mercurio se potencia aún más su efecto tóxico.

Efectos característicos

Seres humanos/ mamíferos:
Como parte integrante de numerosas enzimas, el cobre es un elemento traza esencial. La intoxicación se produce fundamentalmente por inhalación de polvos y "humos" de cobre. Las intoxicaciones por ingesta son raras, dado que produce vómitos. La toxicidad de esta sustancia se basa en el enlace de los iones de cobre libres a ciertas proteínas, lo que afecta sus funciones fisiológicas por inhalación del polvo y humo de cobre. La inhalación de los "humos" o del polvo produce hemorragia nasal y de las mucosas, pudiendo conducir a la perforación del tabique nasal. Los niños menores están mucho más expuestos (peligro de muerte) cuando hay un alto contenido de cobre en el agua potable. La muerte se presenta por cirrosis hepática.

Plantas:
El cobre produce lesiones en las raíces que comienzan en el plasmalemma y terminan con la destrucción de la estructura normal de la membrana; inhibe el crecimiento radicular y promueve la formación de numerosas raicillas (secundarias) cortas y de color pardo. El cobre se acumula en la corteza de las raíces y en las paredes celulares. Se produce clorosis porque el Fe es desplazado de los centros fisiológicos del metabolismo y reemplazado por el Cu. En un mismo ecosistema, las plantas acuáticas asimilan tres veces más cobre que las plantas terrestres.

COMPORTAMIENTO EN EL MEDIO AMBIENTE 

Agua:
El cobre precipita en agua salada, lo que explica el escaso contenido de cobre en este tipo de agua en comparación con el agua dulce. La lluvia ácida aumenta la solubilidad de los minerales de cobre. El mayor contenido de cobre en el agua potable con pH bajo se debe, en la mayoría de los casos, a la corrosión de las cañerías. Esto puede modificar el color del agua y producir precipitados verdosos.

Aire:
En Alemania, se encuadra al cobre en el grupo de Emisiones - Clase III, de acuerdo con los Lineamientos Técnicos Aire (ROTH, 1989). Expuesto al aire húmedo normal, se forma una pátina verdosa que protege al cobre metálico de efectos químicos adicionales (corrosión).

Suelo:
El cobre queda fuertemente atrapado por intercambios inorgánicos y cuando aumenta el pH, se forman compuestos. La solubilidad del cobre en el suelo es mínima con pH 5-6. El cobre, adsorbido firmemente en la arcilla, se acumula en los estratos arcillosos. El contenido de cobre en el suelo disminuye a medida que aumenta la profundidad de los estratos. Las reacciones de intercambio y el contenido de nitrógeno del suelo constituyen factores muy importante para el transporte pasivo del cobre inmóvil.

Degradación, productos de la descomposición, tiempo de vida media:
Las sales de Cobre (II) son los compuestos de cobre más estables.

Cadena alimentaria:
Tanto el ser humano como los demás mamíferos asimilan el 30% del cobre contenido en los alimentos por vía estomacal, del cual aproximadamente del 5% es realmente resorbido. El resto se elimina nuevamente por vía biliar. Esta sustancia se acumula en el hígado, en el cerebro y en los riñones.

ESTÁNDARES AMBIENTALES

Medio receptor Ámbito País/ organismo Status Valor Norma Observaciones Fuente
Agua:              
  Agua potable Suiza (L) 1,5 mg/l     s.LAU-BW, 1989
  Agua potable CE G 0,1 mg/l   1) s.DVGW,1988
  Agua potable CE G 3 mg/l     s.LAU-BW, 1989
  Agua potable URSS (L) 0,1 mg/l     s.LAU-BW, 1989
  Agua potable EEUU (L) 1 mg/l     s.LAU-BW, 1989
  Agua potable OMS G 1 mg/l     s.LAU-BW, 1989
  Aguas subterr. RFA(HH) G 0,05 mg/l   estudios s.LAU-BW, 1989
  Aguas subterr. RFA(HH) G 0,2 mg/l   saneamiento s.LAU-BW, 1989
  Aguas subterr. P. Bajos G 0,015 mg/l   recomendación s.TERRA TECH ,6/94
  Aguas subterr. P. Bajos L 0,075 mg/l   saneamiento s.TERRA TECH ,6/94
  Aguas superf. RFA G 0, 05 mg/l   2) B s.DVGW,1988
  Aguas superf. RFA G 0,30 mg/l   3 ) A s.DVGW,1988
  Aguas superf. CE G 0,02 mg/l   4) A1 s.LAU-BW, 1989
  Aguas superf. CE G 0,05 mg/l   4) A1 s.LAU-BW, 1989
  Aguas superf. CE G 0,05 mg/l   5) A2 s.LAU-BW, 1989
  Aguas superf. CE G 1 mg/l   6) A3 s.LAU-BW, 1989
  Aguas superf. CE G 0.04 mg/l   agua p/ salmónidos s.LAU-BW, 1989
  Aguas residuales Suiza G 0,01 mg/l   objetivo: calidad s.LAU-BW, 1989
  Aguas residuales Suiza (L) 0,5 mg/l   vertido dir./indir. s.LAU-BW, 1989
  Aguas residuales RFA G 2 mg/l     s.LAU-BW, 1989
  Agua p/ riego RFA G 0,2 mg/l   cultivo al aire libre s.LAU-BW, 1989
  Agua p/ riego RFA G 0,05 mg/l   cultivo en invernadero s.LAU-BW, 1989
  Agua p/ riego G,Bretaña G 0,5 mg/l     s.LAU-BW, 1989
  Agua p/ riego EEUU (L) 0,2 mg/l     s.LAU-BW, 1989
  Aguas p/ riego EEUU (L) 5 mg/l   7) s.LAU-BW, 1989
  Agua p/ abrev. RFA G 0,01 mg/l     s.LAU-BW, 1989
  Agua p/ abrev. G,Bretaña G 0,2 mg/l     s.LAU-BW, 1989
  Agua p/ abrev. EEUU (L) 1 mg/l   cría de ganado s.LAU-BW, 1989
Suelo:   Suiza G 50 mg/kg   contenido total s.LAU-BW, 1989
    Suiza G 0,7 mg/kg   contenido soluble s.LAU-BW, 1989
    RFA(HH) (G) 300 mg/kg   estudios s.LAU-BW, 1989
    P. Bajos G 36 mg/kg SSA   recomendación s. TERRA TECH, 6/94
    P. Bajos L 190 mg/kg SSA   intervención s. TERRA TECH, 6/94
  Lodos de clarif. Suiza L 1000 mg/kg MS     s.LAU-BW, 1989
  Lodos de clarif. RFA L 100 mg/kg SSA     s.LAU-BW, 1989
  Lodos de clarif. RFA L 1200 mg/kg MS     s.LAU-BW, 1989
  Lodos de clarif. CE L 50-140 mg/kg MS   suelo s.LAU-BW, 1989
  Lodos de clarif. CE L 1000-1750 mg/kg MS     s.LAU-BW, 1989
  Abono RFA L 200 mg/kg     s.LAU-BW, 1989
  Compost Austria G 100-1000 ppm MS     s. LAU-BW, 1989
  Compost Suiza L 150 mg/kg MS     s. LAU-BW, 1989
  Compost RFA G 100 mg/kg SSA   suelo s. LAU-BW, 1989
  Compost RFA G 2000 g/(ha× a)     s. LAU-BW, 1989
Aire: Emisión RFA L 20 mg/m3   humo 9) s.LAU-BW, 1989
  Emisión RFA L 75 mg/m3   humo 10) s.LAU-BW, 1989
  Lug. de trab. Australia L 1 mg/m3   polvo s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. Australia L 0,1 mg/m3   humo s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. Bélgica L 1 mg/m3   polvo s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. Bélgica L 0,2 mg/m3   humo s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. RFA L 0,1 mg/m3 MAK humo DFG, 1989
  Lug. de trab. RFA L 1 mg/m3 MAK polvo DFG, 1989
  Lug. de trab. RDA L 0,2 mg/m3   humo, media s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. RDA L 0,4 mg/m3   humo, val. corta exp. s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. Suiza L 1 mg/m3   polvo s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. Suiza L 0,1 mg/m3   humo s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. Italia L 1 mg/m3   polvo s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. Italia L 0,2 mg/m3   humo s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. P. Bajos L 1 mg/m3   polvo s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. P. Bajos L 0,2 mg/m3   humo s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab Polonia L 1 mg/m3   polvo s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. Polonia L 0,1 mg/m3   humo s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. Rumania L 0,5 mg/m3   polvo, media s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. Rumania L 1,5 mg/m3   polvo, val. instant. s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. Rumania L 0,05 mg/m3   humo, media s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. Rumania L 0,15 mg/m3   humo, val. corta exp. s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. Suecia L 1 mg/m3   polvo s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. Finlandia L 1 mg/m3   polvo s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. Finlandia L 0,1 mg/m3   humo s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. URSS (L) 0,5 mg/m3 PDK   s.LAU-BW, 1989
  Lug. de trab. EEUU (L) 0,2 mg/m3 TWA humo s.LAU-BW, 1989
  Lug. de trab. EEUU (L) 1 mg/m3 TWA polvo s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. Yugoslavia L 1 mg/m3   polvo s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. Yugoslavia L 0,1 mg/m3   humo s.MERIAN, 1984
Alimentos: Pectina Suiza (L) 400 ppm     s.DVGW, 1988
  Conserva de Suiza (L) 100 ppm     s.DVGW, 1988
  espinacas            
  Margarina Suiza (L) 100 ppm     s.DVGW, 1988
  Jugos de fruta Suiza (L) 5-30 ppm     s.DVGW, 1988
  Leche Suiza (L) 0,05 ppm     s.DVGW, 1988
  Cerveza Suiza (L) 0,2 ppm     s.DVWG, 1988

Notas:

1) En la boca de salida de un sistema de bombeo.
2) PARA la potabilización del agua en cada caso:
B = límites de contaminación hasta los cuales puede obtenerse agua potable con ayuda de tratamientos físico- químicos comúnmente conocidos y probados.
3) A = límites de contaminación hasta los cuales puede obtenerse agua potable simplemente por tratamientos naturales.
4) PARA la potabilización del agua en cada caso:
A1 = tratamientos físico y germicida simples.
5) PARA la potabilización del agua en cada caso:
A2 = tratamientos físico y germicida convencionales.
6) PARA la potabilización del agua en cada caso:
A3 = tratamientos físico y químico más exhaustivo, oxidación, adsorción y tratamiento germicida.
7) Sólo adecuado para el riego durante cortos períodos en cierto tipo de suelo.
8) En abonos mixtos (orgánico-minerales).
9) Con un flujo masivo de 0,1 kg/h.
10) Con un flujo masivo de 3 kg/h.

VALORES COMPARATIVOS / DE REFERENCIA

Medio / procedencia País Valor Fuente
Agua:      
Lago de Constanza RFA 0,75-1,1 mg/l s.DVGW, 1988
Rin (Colonia) RFA 5-17 mg/l s.DVGW, 1988
Rin (Duisburg) RFA 2,9-24,6 mg/l s.DVGW, 1988
Ruhr (Essen) RFA 14-26 mg/l s.DVGW, 1988
Ruhr (Duisburg) RFA 6-11 mg/l s.DVGW, 1988
Agua de mar   0,0005-0,03 mg/l s.HOCK, 1988
Sedimentos:      
Rin RFA 250 mg/kg s.DVGW, 1988
Ruhr RFA 900 mg/kg s.DVGW, 1988
Ceniza volante de carbón EEUU 45-616 mg/kg s.HOCK, 1988
Compost de lodo de clarificación de RFA 50-5000 mg/kg s.HOCK, 1988
residuos domiciliarios      
Materia vegetal   2-12 mg/kg s.HOCK, 1988


EVALUACIÓN Y OBSERVACIONES

El cobre es un elemento traza muy importante para todos los organismos vivos. Los seres humanos requieren aproximadamente 2 mg por día. Las intoxicaciones son contadas, dado que la ingestión de cantidades mayores produce efectos eméticos. Sin embargo, algunos compuestos del cobres resultan altamente tóxicos para los organismos acuáticos.