Gunnar Nordberg

El cobre (Cu) es maleable y dúctil, conduce muy bien el calor y la electricidad y se altera muy poco en su capacidad funcional por la exposición al aire seco. En una atmósfera húmeda que contiene dióxido de carbono, se recubre con un carbonato verde. El cobre es un elemento esencial en el metabolismo humano.

Ocurrencia y usos

El cobre se presenta principalmente como compuestos minerales en los que ⁶³Cu constituye el 69.1% y ⁶⁵Cu, 30.9% del elemento. El cobre está ampliamente distribuido en todos los continentes y está presente en la mayoría de los organismos vivos. Aunque se han encontrado algunos depósitos naturales de cobre metálico, generalmente se extrae como minerales de sulfuro, incluida la covelita (CuS), la calcocita (Cu₂S), calcopirita (CuFeS₂) y bornita (Cu₃FES₃); o como óxidos, incluida la malaquita (Cu₂CO₃(OH)₂); crisocola
(CuSiO₃· 2H₂O) y calcantita (CuSO₄· 5H₂O).

Por sus propiedades eléctricas, más del 75% de la producción de cobre se utiliza en las industrias eléctricas. Otras aplicaciones del cobre incluyen tuberías de agua, material para techos, utensilios de cocina, equipos químicos y farmacéuticos y la producción de aleaciones de cobre. El cobre metálico también se utiliza como pigmento y como precipitante del selenio.

Aleaciones y Compuestos

Las aleaciones de cobre no ferroso más utilizadas son las de cobre y zinc (latón), estaño (bronce), níquel (metal monel), aluminio, oro, plomo, cadmio, cromo, berilio, silicio o fósforo.

Sulfato de cobre se utiliza como algicida y molusquicida en agua; con cal, como fungicida vegetal; como mordiente; en galvanoplastia; como agente de flotación de espuma para la separación de mineral de sulfuro de zinc; y como agente para el curtido de cueros y la conservación de pieles. El sulfato de cobre neutralizado con cal hidratada, conocido como caldo bordelés, se utiliza para la prevención del mildiú en los viñedos.

Óxido cúprico se ha utilizado como componente de pintura para fondos de barcos y como pigmento en vidrio, cerámica, esmaltes, esmaltes de porcelana y gemas artificiales. También se utiliza en la fabricación de rayón y otros compuestos de cobre, y como agente de pulido de vidrio óptico y disolvente para minerales de hierro crómico. El óxido cúprico es un componente del fundente en la metalurgia del cobre, composiciones pirotécnicas, fundentes de soldadura para bronce y productos agrícolas como insecticidas y fungicidas. El óxido cúprico negro se usa para corregir suelos con deficiencia de cobre y como complemento alimenticio.

cromatos de cobre son pigmentos, catalizadores para la hidrogenación en fase líquida y fungicidas para patatas. Una solución de hidróxido cúprico en exceso de amoníaco es un solvente para la celulosa que se usa en la fabricación de rayón (viscosa). El hidróxido cúprico se utiliza en la fabricación de electrodos de batería y para el tratamiento y tinción del papel. También es un pigmento, un aditivo para piensos, un mordiente en el teñido y un ingrediente en fungicidas e insecticidas.

Peligros

Los complejos de amina de clorato cúprico, ditionato cúprico, azida cúprica y acetiluro cuproso son explosivos pero no tienen importancia industrial o para la salud pública. Se descubrió que el acetiluro de cobre es la causa de las explosiones en las plantas de acetileno y ha provocado el abandono del uso del cobre en la construcción de dichas plantas. Los fragmentos de cobre metálico o aleaciones de cobre que se alojan en el ojo, una condición conocida como calcosis, pueden provocar uveítis, absceso y pérdida del ojo. Los trabajadores que rocían viñedos con caldo bordelés pueden sufrir lesiones pulmonares (a veces llamados “pulmones del rociador de viñedos”) y granulomas hepáticos cargados de cobre.

La ingestión accidental de sales solubles de cobre es generalmente inocua, ya que el vómito inducido libera al paciente de gran parte del cobre. La posibilidad de toxicidad inducida por cobre puede ocurrir en las siguientes situaciones:

• La administración oral de sales de cobre se emplea ocasionalmente con fines terapéuticos, particularmente en la India.

• Se ha demostrado que el cobre disuelto del alambre utilizado en ciertos dispositivos anticonceptivos intrauterinos se absorbe sistémicamente.

• El paciente puede retener una fracción apreciable del cobre disuelto de los tubos comúnmente utilizados en los equipos de hemodiálisis y puede producir aumentos significativos en el cobre hepático.

• El cobre, que se agrega con frecuencia a la alimentación del ganado y las aves de corral, se concentra en el hígado de estos animales y puede aumentar en gran medida la ingesta del elemento cuando se comen estos hígados. El cobre también se agrega, en grandes cantidades en relación con la ingesta dietética humana normal, a una serie de alimentos para mascotas que las personas consumen ocasionalmente. El estiércol de animales con dietas suplementadas con cobre puede dar como resultado una cantidad excesiva de cobre en vegetales y granos forrajeros cultivados en suelos tratados con este estiércol.

Toxicidad aguda

Aunque algunos trabajos químicos de referencia contienen declaraciones en el sentido de que las sales solubles de cobre son venenosas, en términos prácticos esto es cierto solo si tales soluciones se usan con intención equivocada o suicida, o como tratamiento tópico de áreas quemadas extensamente. Cuando el sulfato de cobre, conocido como piedra azul o vitriolo azul, se ingiere en cantidades de gramos, provoca náuseas, vómitos, diarrea, sudoración, hemólisis intravascular y posible insuficiencia renal; en raras ocasiones, pueden producirse convulsiones, coma y muerte. Beber agua carbonatada o jugos de frutas cítricas que hayan estado en contacto con recipientes, tuberías, tubos o válvulas de cobre puede causar irritación gastrointestinal, que rara vez es grave. Tales bebidas son lo suficientemente ácidas como para disolver niveles irritantes de cobre. Hay un informe de úlceras corneales e irritación de la piel, pero poca otra toxicidad, en un trabajador de una mina de cobre que cayó en un baño electrolítico, pero la acidez, en lugar del cobre, puede haber sido la causa. En algunos casos en los que se han utilizado sales de cobre en el tratamiento de quemaduras, se han producido altas concentraciones de cobre sérico y manifestaciones tóxicas.

La inhalación de polvos, humos y neblinas de sales de cobre puede causar congestión de las membranas nasales y mucosas y ulceración con perforación del tabique nasal. Los vapores del calentamiento del cobre metálico pueden causar fiebre por vapores metálicos, náuseas, dolor gástrico y diarrea.

Toxicidad crónica

Los efectos tóxicos crónicos en seres humanos atribuibles al cobre parecen encontrarse sólo en individuos que han heredado un par particular de genes autosómicos recesivos anormales y en quienes, como consecuencia, se desarrolla degeneración hepatolenticular (enfermedad de Wilson). Esta es una ocurrencia rara. La mayoría de las dietas humanas diarias contienen de 2 a 5 mg de cobre, casi nada de lo cual se retiene. El contenido de cobre del cuerpo humano adulto es bastante constante, entre 100 y 150 mg. En individuos normales (sin enfermedad de Wilson), casi todo el cobre está presente como un resto integral y funcional de una de quizás una docena de proteínas y sistemas enzimáticos que incluyen, por ejemplo, citocromo oxidasa, dopa-oxidasa y ceruloplasmina sérica.

Pueden ocurrir aumentos de diez veces, o más, en la ingesta diaria de cobre en personas que comen grandes cantidades de ostras (y otros mariscos), hígado, champiñones, nueces y chocolate, todos ricos en cobre; o en mineros que pueden trabajar y comer, durante 20 años o más, en una atmósfera cargada con 1 a 2% de polvo de minerales de cobre. Sin embargo, nunca se ha encontrado evidencia de toxicidad primaria crónica por cobre (bien definida a partir de observaciones de pacientes con toxicosis crónica hereditaria por cobre, enfermedad de Wilson, como disfunción y daño estructural en el hígado, el sistema nervioso central, los riñones, los huesos y los ojos) en ningún individuo. excepto aquellos con enfermedad de Wilson. Sin embargo, los depósitos excesivos de cobre que se encuentran en el hígado de pacientes con cirrosis biliar primaria, colestasis y cirrosis infantil india pueden ser un factor que contribuye a la gravedad de la enfermedad hepática característica de estas afecciones.

Medidas de Seguridad y Salud

Los trabajadores expuestos a polvos o neblinas de cobre deberían estar provistos de ropa protectora adecuada para evitar el contacto repetido o prolongado con la piel. Cuando las condiciones de polvo no puedan controlarse lo suficiente, se necesitan respiradores y protección para los ojos apropiados. La limpieza y la provisión de instalaciones sanitarias adecuadas son esenciales, ya que se debe prohibir comer, beber y fumar en el lugar de trabajo. En las minas donde hay minerales solubles en agua como la calcantita, los trabajadores deben tener especial cuidado de lavarse las manos con agua antes de comer.

La prevención de la fiebre de los humos metálicos consiste en mantener la exposición por debajo del nivel de concentración actualmente aceptado como satisfactorio para trabajar con cobre en la industria. El empleo de ventilación por extracción local (LEV) es una medida necesaria para recolectar los humos de cobre en la fuente.

Las personas con la enfermedad de Wilson deben evitar el empleo en las industrias del cobre. La concentración sérica de ceruloplasmina es una pantalla para esta condición, ya que los individuos no afectados tienen niveles que oscilan entre 20 y 50 mg/100 cm³ de esta proteína de cobre mientras que el 97% de los pacientes con enfermedad de Wilson tienen menos de 20 mg/100 cm³. Este es un procedimiento relativamente costoso para los programas de detección de amplia base.

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