La lámina de cobre, esta lámina ultrafina de cobre aparentemente simple, se fabrica mediante un proceso de fabricación sumamente delicado y complejo. Este proceso incluye principalmente la extracción y el refinado del cobre, la fabricación de la lámina y el posprocesamiento.
El primer paso es la extracción y refinación del cobre. Según datos del Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS), la producción mundial de mineral de cobre alcanzó los 20 millones de toneladas en 2021 (USGS, 2021). Tras la extracción del mineral de cobre, mediante etapas como el triturado, la molienda y la flotación, se puede obtener un concentrado de cobre con un contenido de cobre de aproximadamente el 30 %. Estos concentrados de cobre se someten a un proceso de refinación que incluye fundición, refinación por convertidor y electrólisis, obteniendo finalmente cobre electrolítico con una pureza de hasta el 99,99 %.
A continuación viene el proceso de fabricación de la lámina de cobre, que se puede dividir en dos tipos según el método de fabricación: lámina de cobre electrolítico y lámina de cobre laminada.
La lámina de cobre electrolítico se fabrica mediante un proceso electrolítico. En una celda electrolítica, el ánodo de cobre se disuelve gradualmente bajo la acción del electrolito, y los iones de cobre, impulsados por la corriente, se desplazan hacia el cátodo y forman depósitos de cobre en su superficie. El espesor de la lámina de cobre electrolítico suele oscilar entre 5 y 200 micrómetros, lo cual puede controlarse con precisión según las necesidades de la tecnología de placas de circuito impreso (PCB) (Yu, 1988).
La lámina de cobre laminada, por otro lado, se fabrica mecánicamente. A partir de una lámina de cobre de varios milímetros de espesor, se va adelgazando gradualmente mediante laminación, hasta llegar a producir una lámina de cobre con un espesor micrométrico (Coombs Jr., 2007). Este tipo de lámina de cobre tiene una superficie más lisa que la lámina de cobre electrolítico, pero su proceso de fabricación consume más energía.
Tras la fabricación de la lámina de cobre, suele ser necesario un posprocesamiento, que incluye recocido y tratamiento superficial, para mejorar su rendimiento. Por ejemplo, el recocido puede mejorar la ductilidad y la tenacidad de la lámina de cobre, mientras que el tratamiento superficial (como la oxidación o el recubrimiento) puede mejorar la resistencia a la corrosión y la adhesión.
En resumen, si bien el proceso de producción y fabricación de láminas de cobre es complejo, el resultado final tiene un profundo impacto en nuestra vida moderna. Esto es una manifestación del progreso tecnológico, que transforma recursos naturales en productos de alta tecnología mediante técnicas de fabricación precisas.
Sin embargo, el proceso de fabricación de láminas de cobre también presenta algunos desafíos, como el consumo de energía y el impacto ambiental. Según un informe, la producción de una tonelada de cobre requiere aproximadamente 220 GJ de energía y genera 2,2 toneladas de emisiones de dióxido de carbono (Northey et al., 2014). Por lo tanto, es necesario encontrar formas más eficientes y respetuosas con el medio ambiente de producir láminas de cobre.
Una posible solución es utilizar cobre reciclado para producir láminas de cobre. Se informa que el consumo energético de la producción de cobre reciclado es solo el 20 % del del cobre primario, lo que reduce la explotación de los recursos minerales de cobre (PNUMA, 2011). Además, con el avance de la tecnología, podemos desarrollar técnicas de fabricación de láminas de cobre más eficientes y que ahorren energía, reduciendo aún más su impacto ambiental.
En conclusión, el proceso de producción y fabricación de láminas de cobre es un campo tecnológico lleno de desafíos y oportunidades. Si bien hemos logrado avances significativos, aún queda mucho por hacer para garantizar que la lámina de cobre satisfaga nuestras necesidades diarias y proteja el medio ambiente.
Hora de publicación: 08-jul-2023