Non molti conoscono tutte le caratteristiche del rame. È un materiale estremamente diffuso in tantissimi oggetti di uso quotidiano, e non solo. Possiamo trovarlo presente anche in diversi tipi di infrastrutture, anche se a noi risulta invisibile.
Come mai questo materiale viene utilizzato così tanto? I mille usi del rame derivano principalmente dalle sue numerose proprietà, che lo rendono estremamente adatto agli utilizzi più disparati.
Oggi scopriamo quindi le caratteristiche di questo metallo malleabile, che ci permette di sfruttarlo in contesti industriali e privati.
Caratteristiche del rame: struttura, proprietà, difetti e i mille usi del rame
Partiamo subito con una carrellata di curiosità riguardanti questo materiale:
- È un metallo malleabile e duttile, l’unico colorato insieme all’oro
- Conduce elettricità e calore, per questo è ampiamente utilizzato negli impianti elettrici e di riscaldamento
- La temperatura di fusione rame è 1083°C
- Ha molte caratteristiche in comune con l’oro e l’argento, sono infatti posizionati sulla stessa colonna nella tavola degli elementi
- È un materiale riciclabile all’infinito: non perde mai le sue proprietà!
- Se sottoposto a ossidazione, al contrario dell’acciaio, inizia a cambiare colore, formando il cosiddetto verderame
- È presente anche in organismi viventi, in enzimi e coenzimi: è quindi indispensabile per la vita
- Si tratta del metallo non ferroso più utilizzato nell’industria metallurgica.
Il rame in chimica
Ma cos’è il rame? È un elemento metallico. Di colore rosso, (e definito anche oro rosso) il suo simbolo è Cu e il suo numero atomico il 29. È formato da una struttura reticolare cubica a facce centrate. Tra le caratteristiche del rame rientrano i suoi stadi di ossidazione +1 e +2 (sali rameosi e rameici). La particolarità dell’ossidazione del rame è che la sua corrosione, paradossalmente, genera uno strato protettivo nei confronti della parte più interna. Questa patina ha una composizione che varia al variare delle condizioni atmosferiche in cui essa si genera.
Ad esempio, sui tetti e sulle rotaie si forma un sale di stechiometria variabile, comunemente conosciuto come verderame. Anche se modifica sensibilmente l’estetica dell’oggetto, ha una funzione protettiva per la struttura interna, che può essere considerata al sicuro praticamente per sempre.
Le proprietà fisiche
Dopo l’argento, il rame è il miglior conduttore di elettricità. Ciò fa sì che sia il materiale più utilizzato a questo scopo, dato il prezzo dell’argento. Possiede buone doti di duttilità, resistenza e robustezza. A causa di queste caratteristiche del rame, è possibile lavorare il materiale in fili molto sottili e può essere addirittura avvolto su sé stesso, come avviene nel caso dei fili elettrici.
Ecco che quindi gli usi del rame si sono moltiplicati in ambito tecnologico: oggi TV, smartphone, lettori DVD, lampade, lavatrici e asciugatrici, automobili, computer, frigoriferi e molto altro vengono prodotti con questo metallo.
In particolare, è l’automobile ad accogliere molto più rame di quanto si creda: è infatti presente un km di cavi! Questi portano l’elettricità a tutte le parti che necessitano di questa energia: luci, finestrini, portiere…
La storia
Le caratteristiche del rame sono note fin dalla preistoria. Questo materiale è probabilmente il primo metallo utilizzato: sono state ritrovati dei manufatti in rame datati 8700 a.C., e si hanno tracce di utilizzo da parte delle civiltà sumere, persiane, egizie e cinesi. Il primo tubo per l’acqua in rame risale al 2750 a.C.!
Le principali miniere di rame si trovano in Perù, Cile, Stati Uniti, Australia e Indonesia; ma anche Canada, Polonia e Finlandia. L’Italia, invece, non è molto ricca di questo materiale. Le principali miniere sono quelle di Predoi e di Montecatini Val di Cecina.
Le lavorazioni del rame
I procedimenti di lavorazione del rame cominciano al momento dell’estrazione: si procede a frantumare le rocce vengono al fine di ottenere dei composti più piccoli.
È poi la volta della flottazione. In questa fase si mescolano polveri e tensioattivi, che fanno emergere i frammenti di rame.
Successivamente, si fonde il rame così ottenuto, eliminando il ferro. Infine, con la raffinazione, il metallo diventa ancora più puro, con l’eliminazione di ossidi e solfuri di ferro. In questo modo si ottiene un metallo puro al 99%.
Le lavorazioni superficiali
Solo a questo punto le caratteristiche del rame possono essere veramente notate e sfruttate. Tuttavia, non è ancora il momento per poter utilizzare liberamente il metallo: ci sono ancora diverse fasi, necessarie per fornire una protezione contro gli agenti corrosivi e atmosferici.
Sgrassaggio
Una di queste è lo sgrassaggio. Questo procedimento, che Bama effettua quotidianamente nel suo sito produttivo, è volto all’eliminazione della maggior parte dei residui oleosi, derivanti dalle precedenti fasi di lavorazione. Ciò avviene tramite l’immersione in speciali agenti sgrassanti o manualmente attraverso una tecnica a spruzzo.
Se non si procede a questa fase, le successive lavorazioni di protezione non andrebbero a depositarsi sulla superficie ma sui residui, rendendone così vana l’azione.
Decapaggio
Alla fase di sgrassaggio segue quella di decapaggio. Altrettanto fondamentale, questa lavorazione ha il compito di rimuovere ogni tipo di ossido e scaglie. Al contrario dello sgrassaggio, quindi, che interviene sui residui oleosi, il decapaggio opera su quelli secchi.
Solo in questo modo si riescono a evitare i successivi fenomeni di corrosione. Inoltre, grazie alle caratteristiche del rame, questo procedimento si intraprende non solo per le nuove lavorazioni, ma anche per ripristinare lo stato originale di elementi che erano già ossidati.
Gli agenti decapanti utilizzati da Bama per questa operazione sono principalmente acidi solforici e nitrici, contenuti in una vasca in cui viene immerso l’oggetto.
A queste due fasi possono seguire ulteriori procedimenti, tesi a fornire una protezione maggiore, come la passivazione, e a rifinire le superfici, come l’elettrolucidatura.
In questo modo, il rame è protetto da tutti quei fenomeni che vanno a incidere sull’aspetto esteriore e sulla struttura interna del rame.
