Medio Ambiente
Laminas de cobre para la purificación de agua.
- Categoría: Pandilla Juvenil (1ro. 2do. y 3ro. de nivel Secundaria)
- Área de participación: Medio Ambiente
- Asesor: MARISA CALLE MONROY
- Equipo [ ]: Karla Fernanda Castillo Hernández(Xcaret) , Arely Paola Martínez Ramírez(Xcaret) , Cynthia Ximena Durán Suárez(Xcaret)
Resumen
El numero atómico del cobre es 29 y su peso atómico es 63,55. Es un metal noble y elemento de transición. Cuenta con propiedades semejantes a las de la plata y del oro. Es suave y flexible, ademas de que refleja un alto grado de adaptabilidad, es por eso que optamos por diseñar un purificador de agua que contenga este material en su interior, reduciendo el nivel de agentes bacterianos que utilizamos diariamente para nuestras necesidades básicas, principalmente el agua que bebemos. El agua es tan común en nuestro planeta que sus extraordinarias propiedades son a menudo pasadas por alto. El agua agua esta compuesta por casi un 70% de la masa del planeta. El papel primordial del agua en el metabolismo de los seres vivos se debe sus propiedades físicas y químicas derivadas de la estructura molecular. El agua dulce, limpia y accesible es rara y esta distribuida de manera desigual en el mundo. La disponibilidad de agua potable varia mucho de un lugar a otro es por eso que el proyecto va encaminado a personas de bajos recursos que no tienen manera de conseguir agua potable. Logramos comprobar las características anti-microbianas del cobre, su larga vida y su seguridad para usarse en este tipo de proyectos; así como que las partículas o alambre de cobre tienen las misma eficacia en cuanto a la eliminación de microbios que se encuentran en el agua que consumimos.
Pregunta de Investigación
¿Cómo purificar agua utilizando laminas de cobre?Planteamiento del Problema
Hoy en dia los purificadores de agua comunes lejos de su alto, costo su vida útil es muy corta debido a que el reemplazo de sus componentes (filtros, lamparas de luz ultravioleta, carbon activado etc )es constante y en algunos casos poco eficiente.
Hemos optado por diseñar un purificador de agua que contenga en su interior cobre por sus propiedades bacterianas comprobadas científicamente y su larga vida en interior de nuestro cartucho purificador.
Se puede diseñar un filtro convencional que en su interior contenga cobre, logrando así un purificador de agua de una larga vida y costo de mantenimiento bajo.
Este proyecto se basa en la aplicación de cobre y su uso de áreas inmunocomprometidas y lugares donde se producen alimentos.
La nanotecnología ha avanzado y demostrado que el uso de cobre nos da resultados eficientes, y sobre estos avances es que damos desarrollo a nuestro filtro demostrando que este valioso metal es cada vez mas versátil.
Antecedentes
Estas Son Las Razones Para Rechazar El Agua Potable Con Flúor
¿Sabía que el agua potable que bebemos diariamente contiene flúor, el cual es una sustancia calificada por el mismo Ministerio de Salud como tóxica y cuyo empleo en gran parte del mundo está prohibido por el riesgo que representa? ¿Cuál es el interés de sostener esta contaminación del agua que consumimos?
Ha de ser la rutina frecuente de gran porcentaje de la población. Se despiertan, se levantan, toman un vaso de agua “potable” y se meten a la ducha. Se preparan un té caliente, algún jugo en polvo disuelto en agua, comen alguna que otra cosa y después a trabajar, estudiar, a vivir el día.
Es una práctica normal y aparentemente no representa ningún riesgo, todo el planeta lo hace, absolutamente nadie se cuestiona nada…y ahí es donde nace el problema. ¿Qué haría si supiese que en ese vaso de agua que a diario toma está presente un pequeño porcentaje de desechos industriales enormemente tóxicos usado, entre otras cosas, para veneno de ratas. Más aún, ¿sabía que el agua potable puede provocar cáncer y otras graves enfermedades?, y más encima, cada mes, al final del mismo te llega una factura a casa con lo que debes abonar en el banco por consumir ese agua llena de sustancias potencialmente mortales…sí, así está la cosa, pagamos por matarnos y provocarnos a nosotros mismos esos cánceres que entre comida y bebida y etc. nunca esperamos que seamos nosotros a los que les vaya a ocurrir, cuando somos nosotros mismos los que nos lo provocamos consumiendo el agua que nos suministran lentamente y diariamente.
Tomar dos litros de agua al día es la receta de los médicos para mantenerse saludables. El problema es saber si esa agua es realmente saludable.
Agentes contaminantes del agua
Todos hemos oído en alguna ocasión los problemas de contaminación que residen en nuestro agua potable. Incluso algunas sustancias que añadimos al agua “protegernos” (como el cloro) están vinculadas a ciertos tipos de cáncer, y pueden formar compuestos tóxicos que afectan negativamente a nuestro organismo. El viejo adagio “Si quieres hacer algo, hágalo usted mismo” también se aplica a nuestro agua.
Vamos a resumir los problemas con los que nos enfrentamos:
IMPUREZAS BIOLÓGICAS
Bacterias, virus y parásitos: Hace años, las enfermedades transmitidas por el agua representaban millones de muertes. Incluso hoy en día en los países subdesarrollados, se estima que 25.000 personas mueren diariamente a causa de enfermedades transmitidas por el agua. Los efectos de los microorganismos del agua pueden ser inmediatos y devastadores. Por lo tanto, los microorganismos son la primera y más importante consideración en la toma de agua potable para el consumo humano.
En términos generales, los suministros municipales modernos están relativamente libres de organismos nocivos a causa de unas rutinas de desinfección con cloro. Esto no significa que el agua municipal esté libre de todo tipo de bacterias. Aquellos de nosotros que tengamos pozos privados o pequeños sistemas de agua en zonas rurales tenemos motivos para estar más preocupados ante la posibilidad de una contaminación por microorganismos de tanques sépticos, desechos animales, y otros problemas.
IMPUREZAS INORGÁNICAS
La suciedad y los sedimentos: – La mayoría de las aguas contienen algunas partículas en suspensión, que puede consistir en arena fina, arcilla, tierra, sales y precipitados. La turbidez en el agua puede resultar desagradable a la vista, puede ser una fuente de alimentación y alojamiento para las bacterias, y pueden interferir con una desinfección eficaz.
Agentes contaminantes del agua
Sólidos Disueltos: – Son innumerables sustancias que se disuelven, procedentes de las rocas y otros compuestos de la tierra. La presencia y la cantidad total de sólidos disueltos en el agua abarca los siguientes inconvenientes:
- Resultados indeseables en el sabor que puede ser salado, amargo o metálico.
- Menor facilidad de enfriamiento.
- Algunas de las sales minerales que componen plantean una variedad de peligros para la salud. Los más problemáticos son los nitratos, sodio, sulfatos, bario, cobre y fluoruros.
- Cuando los niveles de solutos son superiores a 1000mg / L por lo general se considera no apta para el consumo humano.
- Los altos contenidos en sólidos interfieren con el sabor de los alimentos y bebidas, y los hace menos deseables para consumir.
Metales tóxicos: – Entre las mayores amenazas para la salud son la presencia de altos niveles de metales tóxicos en el agua potable – arsénico, cadmio, plomo, mercurio y plata. Otros metales como el cromo y selenio debido a la forma en que existen pueden suponer un peligro para la salud. Los metales tóxicos se asocian con el daño a los nervios, defectos congénitos, retraso mental, ciertos tipos de cáncer, y el aumento de la susceptibilidad a las enfermedades.
Amianto: – Existe como microscópicas fibras minerales suspendidas en el agua. Su principal fuente es el amianto-cemento de tuberías que se utilizaban comúnmente después de la Segunda Guerra Mundial. Se ha estimado que unos 200.000 kilómetros de estas tuberías se encuentran actualmente en uso para el transporte de agua potable. También se la ha relacionado con el cáncer gastrointestinal.
Radiactividad: – Los niveles que plantean graves riesgos para la salud son bastante raros de encontrar en el agua. La mayor amenaza se plantea por accidentes nucleares, plantas de procesamiento nuclear, y la eliminación de residuos radiactivos.
Usos del cobre
Si alguna vez te has preguntado para qué sirve el cobre, a continuación tienes una lista de sus posibles usos:
El cobre se utiliza para las tuberías de suministro de agua. Este metal también se utiliza en refrigeradores y sistemas de aire acondicionado.
Los disipadores de calor de los ordenadores están hechos de cobre debido a que el cobre es capaz de absorber una gran cantidad de calor.
El magnetrón, la parte fundamental de los hornos de microondas, contiene cobre.
Los tubos de vacío y los tubos de rayos catódicos, contienen cobre.
A algunos fungicidas y los suplementos nutricionales se les añaden partículas de cobre.
Como un buen conductor de electricidad, el cobre se utiliza en el hilo de cobre, electroimanes, relés e interruptores eléctricos.
El cobre es un material muy resistente al óxido. Se ha utilizado para hacer recipientes que contienen agua desde tiempos antiguos.
Algunas estructuras y estatuas, como la Estatua de la Libertad, están hechas de cobre.
El cobre se combina a veces con el níquel para hacer un material resistente a la corrosión que se utiliza en la construcción naval.
El cobre se utiliza para fabricar pararrayos. Estos atraen los rayos y provocan que la corriente eléctrica se disperse en lugar de golpear y destruir la estructura sobre la que están colocados.
El sulfato de cobre se usa para eliminar el moho.
El cobre se utiliza a menudo para colorear el vidrio. Es también un componente del esmalte cerámico.
Muchos de los instrumentos musicales, en particular instrumentos de bronce, están hechos de cobre.
Propiedades atómicas del cobre
La masa atómica de un elemento está determinado por la masa total de neutrones y protones que se puede encontrar en un solo átomo perteneciente a este elemento. En cuanto a la posición donde encontrar el cobre dentro de la tabla periódica de los elementos, el cobre se encuentra en el grupo 11 y periodo 4. El cobre tiene una masa atómica de 63,536 u.
La configuración electrónica del cobre es [Ar]3d104s1. La configuración electrónica de los elementos, determina la forma el la cual los electrones están estructurados en los átomos de un elemento. El radio medio del cobre es de 135 [3]pm pm, su radio atómico o radio de Bohr es de 145 [3]pm (Radio de Bohr) pm, su radio covalente es de 138 [3]pm pm y su radio de Van der Waals es de 140 [3]pm pm.
Características del cobre.
A continuación puedes ver una tabla donde se muestra las principales características que tiene el cobre.
Cobre
Símbolo químico Cu
Número atómico 29
Grupo 11
Periodo 4
Aspecto metálico, rojizo
Bloque d
Densidad 8960 kg/m3
Masa atómica 63.536 u
Radio medio 135 [3]pm pm
Radio atómico 145 [3]pm (Radio de Bohr)
Radio covalente 138 [3]pm pm
Radio de van der Waals 140 [3]pm pm
Configuración electrónica [Ar]3d104s1
Estados de oxidación +1, +2
Óxido levemente básico
Estructura cristalina cúbica centrada en las caras
Estado sólido
Punto de fusión 1357.77 K
Punto de ebullición 3200 K
Calor de fusión 13.1 kJ/mol
Electronegatividad 1,9
Calor específico 385 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica 58,108 × 106S/m
Conductividad térmica 400 W/(K·m)
Efectos del Cobre sobre la salud
El Cobre es una substancia muy común que ocurre naturalmente y se extiende a través del ambiente a través de fenómenos naturales, los humanos usan ampliamente el Cobre. Por ejemplo este es aplicado en industrias y en agricultura. La producción de Cobre se ha incrementado en las últimas décadas y debido a esto las cantidades de Cobre en el ambiente se ha expandido.
El Cobre puede ser encontrado en muchas clases de comidas, en el agua potable y en el aire. Debido a que absorbemos una cantidad eminente de cobre cada día por la comida, bebiendo y respirando. Las absorción del Cobre es necesaria, porque el Cobre es un elemento traza que es esencial para la salud de los humanos. Aunque los humanos pueden manjear concentraciones de Cobre proporcionalmente altas, mucho Cobre puede también causar problemas de salud.
La mayoría de los compuestos del Cobre se depositarán y se enlazarán tanto a los sedimentos del agua como a las partículas del suelo. Compuestos solubles del Cobre forman la mayor amenaza para la salud humana. Usualmente compuestos del Cobre solubles en agua ocurren en el ambiente después de liberarse a través de aplicaciones en la agricultura.
Las concentraciones del Cobre en el aire son usualmente bastante bajas, así que la exposición al Cobre por respiración es descartable. Pero gente que vive creca de fundiciones que procesan el mineral cobre en metal pueden experimentar esta clase de exposición.
La gente que vive en casas que todavía tiene tuberías de cobre están expuestas a más altos niveles de Cobre que la mayoría de la gente, porque el Cobre es liberado en sus aguas a través de la corrosión de las tuberías.
La exposición profesional al Cobre puede ocurrir. En el Ambiente de trabajo el contacto con Cobre puede llevar a coger gripe conocida como la fiebre del metal. Esta fiebre pasará después de dos días y es causada por una sobre sensibilidad.
Exposiciones de largo periodo al cobre pueden irritar la nariz, la boca y los ojos y causar dolor de cabeza, de estómago, mareos, vómitos y diarreas. Una toma grande de cobre puede causar daño al hígado y los riñones e incluso la muerte. Si el Cobre es cancerígeno no ha sido determinado aún.
Hay artículos científicos que indican una unión entre exposiciones de largo término a elevadas concentraciones de Cobre y una disminución de la inteligencia en adolescentes.
Efectos ambientales del Cobre
La producción mundial de Cobre está todavía creciendo. Esto básicamente significa que más y más Cobre termina en le medioambiente. Los ríos están depositando barro en sus orillas que están contaminados con Cobre, debido al vertido de aguas residuales contaminadas con Cobre. El Cobre entra en el aire, mayoritariamente a trav’es de la liberación durante la combustión de fuel. El Cobre en el aire permanecerá por un periódo de tiempo eminente, antes de depositarse cuando empieza a llover. Este terminará mayormente en los suelos, como resultado los suelos pueden también contener grandes cantidades de Cobre después de que esté sea depositado desde el aire.
El Cobre puede ser liberado en el medioambiente tanto por actividades humanas como por procesos naturales. Ejemplo de fuentes naturales son las tormentas de polvo, descomposición de la vegetación, incendios forestales y aerosoles marinos. Unos pocos de ejemplos de actividades humanas que contribuyen a la liberación del Cobre han sido ya nombrado. Otros ejemplos son la minería, la producción de metal, la producción de madera y la producción de fertilizantes fosfatados.
El Cobre es a menudo encontrado cerca de minas, asentamientos industriales, vertederos y lugares de residuos.
Cuando el Cobre termina en el suelo este es fuertemente atado a la materia orgánica y menierales. Como resultado este no viaja muy lejos antes de ser liberado y es dificil que entre en el agua subterránea. En el agua superficial el cobre puede viajar largas distancias, tanto suspendido sobre las partículas de lodos como iones libres.
El Cobre no se rompe en el ambiente y por eso se puede acumular en plantas y animales cuando este es encontrado en suelos. En suelos ricos en Cobre sólo un número pequeño de plantas pueden vivir. Por esta razón no hay diversidad de plantas cerca de las fábricas de Cobres, debido al efecto del Cobre sobre las plantas, es una seria amenaza para la producción en las granjas. El Cobre puede seriamente influir en el proceso de ciertas tierras agrícolas, dependiendo de la acidez del suelo y la presencia de materia orgánica. A pesar de esto el estiércol que contiene Cobre es todavía usado.
El Cobre puede interrumpir la actividad en el suelo, su influencia negativa en la actividad de microorganismos y lombrices de tierra. La descomposición de la materia orgánica puede disminuir debido a esto.
Cuando los suelos de las granjas están contaminados con Cobre, los animales pueden absorber concentraciones de Cobre que dañan su salud. Principalmente las ovejas sufren un gran efecto por envenenamiento con Cobre, debido a que los efectos del Cobre se manifiestan a bajas concentraciones.
Cobre (Cu)
Nº Atómico: 29
Los metales de transición, también llamados elementos de transición es el grupo al que pertenece el cobre. En este grupo de elementos químicos al que pertenece el cobre, se encuentran aquellos situados en la parte central de la tabla periódica, concretamente en el bloque d. Entre las características que tiene el cobre, así como las del resto de metales de tansición se encuentra la de incluir en su configuración electrónica el orbital d, parcialmente lleno de electrones. Propiedades de este tipo de metales, entre los que se encuentra el cobre son su elevada dureza, el tener puntos de ebullición y fusión elevados y ser buenos conductores de la electricidad y el calor.
El estado del cobre en su forma natural es sólido (diamagnético). El cobre es un elmento químico de aspecto metálico, rojizo y pertenece al grupo de los metales de transición. El número atómico del cobre es 29. El símbolo químico del cobre es Cu. El punto de fusión del cobre es de 1357,77 grados Kelvin o de 1085,62 grados celsius o grados centígrados. El punto de ebullición del cobre es de 3200 grados Kelvin o de 2927,85 grados celsius o grados centígrados.
Si alguna vez te has preguntado para qué sirve el cobre, a continuación tienes una lista de sus posibles usos:
El cobre se utiliza para las tuberías de suministro de agua. Este metal también se utiliza en refrigeradores y sistemas de aire acondicionado.
Los disipadores de calor de los ordenadores están hechos de cobre debido a que el cobre es capaz de absorber una gran cantidad de calor. El magnetrón, la parte fundamental de los hornos de microondas, contiene cobre.
Los tubos de vacío y los tubos de rayos catódicos, contienen cobre. A algunos fungicidas y los suplementos nutricionales se les añaden partículas de cobre.
Como un buen conductor de electricidad, el cobre se utiliza en el hilo de cobre, electroimanes, relés e interruptores eléctricos. El cobre es un material muy resistente al óxido. Se ha utilizado para hacer recipientes que contienen agua desde tiempos antiguos.
Algunas estructuras y estatuas, como la Estatua de la Libertad, están hechas de cobre.
El cobre se combina a veces con el níquel para hacer un material resistente a la corrosión que se utiliza en la construcción naval.
El cobre se utiliza para fabricar pararrayos. Estos atraen los rayos y provocan que la corriente eléctrica se disperse en lugar de golpear y destruir la estructura sobre la que están colocados.
El sulfato de cobre se usa para eliminar el moho.
El cobre se utiliza a menudo para colorear el vidrio. Es también un componente del esmalte cerámico.
Muchos de los instrumentos musicales, en particular instrumentos de bronce, están hechos de cobre.
elementos.org.es
El cobre es capaz de matar bacterias
El cobre es uno de los metales más utilizados a la hora de fabricar cables, componentes tecnológicos y todo tipo de objetos que están presentes en nuestra vida cotidiana cotidiana, pero a su vez es un elemento que tiene usos realmente interesantes.
¿Sabías el cobre es capaz de matar bacterias? Se trata de una propiedad descubierta hace muy pocos años y que hoy se utiliza en distintos campos; desde hospitales hasta en la elaboración de prendas de vestir.
El cobre como bactericida
En 1973, se realizaron los primeros estudios que determinaron que el cobre es capaz de matar bacterias y microbios, pero no fue hasta 1998 cuando una investigación más avanzda realizada por la Universidad de Oregon, demostró la real eficacia de este mineral como bactericida.
Hoy se ha descubierto que el cobre es capaz de matar bacterias tan dañinas para la salud humana como la E. Coli, influenza A y adenovirus. Incluso es exitoso con algunas resistentes a los antibióticos como la MRSA y Clostridium difficile, ambas responsables de infecciones dentro de hospitales y que son muy difíciles de combatir.
La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, reconoció el año 2008 que el cobre posee propiedades antibacterianas, ya sea sólo o en aleación con otros metales. Además, la institución se encarga de certificar que los objetos que utilizan el cobre para prevenir infecciones, sean en realidad efectivos.
El cobre es capaz de matar bacterias 2
Usos del cobre en el área de la salud
El cobre cada vez está siendo más utilizado en centros de salud. Un estudio realizado por el área médica de la Universidad de Carolina del Norte, demostró que al revestir con cobre superficies que el personal médico suele tocar en salas de cuidados intensivos y tratamiento del paciente, se logra reducir su carga bacteriana en un 83%.
Hoy, existen alrededor del mundo varios pabellones hospitalarios que utilizan revestimientos del cobre, incluyendo el Hospital Sheffield NHS Trust en Inglaterra, donde se utiliza en unidades donde se atiende a pacientes con problemas inmunes.
Cobre en los objetos cotidianos
Toallas, calcetines, camisetas, etc. El mercado, ofrece una serie de objetos en cuyas fibras se pueden encontrar trazas de cobre. Su costo, si bien es mayor al normal, no es demasiado alto.
Edificios modernos han recubierto pasamanos con cobre para evitar la transmisión de enfermedades. Codelco, uno de los mayores productores de cobre a nivel mundial, viene utilizando esta técnica desde el 2010 con buenos resultados.
El cobre tiene propiedades bactericidas
El cobre en su forma natural inactiva gérmenes, bacterias y virus en las superficies.
El cobre tiene propiedades bactericidas comprobadas científicamente, que son de gran ayuda para los sistemas de salud.
El cobre debe ser considerado, dada su propiedad bactericida, un material esencial para prevenir enfermedades que pueden contagiarse en áreas públicas.
Es el único metal que tiene el reconocimiento científico. La Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA) en marzo del 2008 registró al cobre como un metal bactericida.
El cobre es un inhibidor natural del crecimiento de bacterias.
Los microbios, bacterias y virus están en todas partes, pero la mayoría desaparece o se inhibe cuando entran en contacto con el cobre.
El cobre no es fácilmente contaminable con gérmenes, aunque haya sido tocado por mucha gente.
El óxido de cobre es un poderoso agente antimicrobiano que se está utilizando en los más diversos tipos de vestimentas para frenar la propagación de ácaros, bacterias y hongos.
Sábanas, fundas de almohadas, ropa de cama, calcetines y cortinas fabricadas con telas impregnadas de óxido de cobre, pueden reducir la alta tasa de infecciones que bacterias, hongos, virus y microbios producen.
Fuente: International Copper Association
¿Cómo actúa al cobre para convertirse en el mejor antibiótico del mundo?
Si damos una mirada al cobre como mineral asociado a la salud humana, estamos frente a seis milagros. Uno, ya viejo, es su propiedad bactericida, muy bien conocida por el Padre de la Medicina, Hipócrates. El otro suceso, 2008-2010, es que la Agencia de Protección Ambiente de los Estados Unidos (EPA) registró 282 aleaciones del metal con la capacidad de eliminar bacterias a las pocas horas y sin marcha atrás.
El tercer milagro, aún en estudio, es microbiológico. El cobre elimina a las bacterias patógenas, pero se desconocen los mecanismos exactos. Por ahora, se sabe que el metal interviene en las membranas y las proteínas de esas células, lo suficiente para impedir su existencia.
El cuarto milagro, recientemente comprobado por investigaciones científicas, es la acción directa que tiene el metal y sus aleaciones en la disminución de la carga bacteriana de las superficies de mayor contacto de las Unidades de Tratamiento Intensivo (UCIs).
El quinto, que ya viene, es demostrar el impacto del cobre en el control de las infecciones intrahospitalarias, incluyendo las muertes de los pacientes.
Y el sexto milagro también es reciente. Luego de tantos siglos, por fin surge la utilidad de averiguar qué sucede en la estructura atómica del cobre, capaz de transformarse en un mortífero de bacterias patógenas.
El ingeniero Rodrigo Palma está fascinado con poder contribuir en parte de este último acontecimiento. Lo hace como investigador y coordinador del proyecto “Plataforma de conocimiento y capacidades locales para la creación de nuevos productos que utilicen la propiedad bactericida del cobre”.
Desde su oficina en Beauchef, alojada en la Escuela de ingeniería de la Universidad de Chile, cuenta que esta demanda del sector productivo le permitió reunir a los pocos grupos chilenos de investigación en ciencia de los materiales para abordar el tema.
Rodrigo Palma es ingeniero civil metalúrgico de la Universidad Federico Santa María y doctor ingeniero en materiales de la Universidad de Navarra. Hoy es subdirector del Departamento de Ingeniería Mecánica de la U. de Chile. Fue el fundador y primer presidente de la Sociedad Chilena de Metalúrgica y Materiales (SOCHIM).
Rodrigo Palma es ingeniero civil metalúrgico de la Universidad Federico Santa María y doctor ingeniero en materiales de la Universidad de Navarra. Hoy es subdirector del Departamento de Ingeniería Mecánica de la U. de Chile. Fue el fundador y primer presidente de la Sociedad Chilena de Metalúrgica y Materiales (SOCHIM).
Los aportes, de un millón de dólares, provienen de la Codelco, la Agencia Internacional del Cobre (ICA) e Innova Chile de CORFO.
Su equipo, junto a las Universidades de Santiago y Austral de Chile, se introdujo en el desafío de explicar la propiedad bactericida del cobre propiamente tal.
“Nuestro objetivo es llegar a predecir cuáles son las mejores aleaciones para su empleo en las UCIs de los hospitales, lo que nos exige entender lo más elemental: cómo sale el cobre de esas estructuras y actúa sobre las bacterias”, explicó.
Hechos, con enigmas pendientes
Trabajos internacionales en esta materia midieron los efectos del cobre sobre distintos tipos de bacterias. En algunos casos se encontró que a mayor contenido del metal en las aleaciones estos microorganismos mueren efectivamente en menor tiempo.
Sin embargo, según señala el investigador, otros trabajos demostraron que, independientemente del porcentaje de cobre en las aleaciones — 65% o 100%, por ejemplo— las bacterias son igualmente aniquiladas. Tales bacterias, probablemente más sensibles al metal, son la Listeria monocytogenes, la Acinetobacter Baumanni y la Klebsiella penumoniae.
Pero no es lo que sucedió con las bacterias presentes en los ensayos de las salas UCIs de los hospitales, como el Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (SAMR), el Enterococcus resistente a la vancomicina (VRE), la Acinotebacter baumanii, la Pseudomonas aeruginosa y la Escherichia coli 0157. Estas bacterias, tal vez más resistentes, mueren cuando las aleaciones están compuestas por sobre un 75% de cobre.
Más desconcertantes son otros estudios que, usando iguales cantidad de cobre y tipos de aleaciones, las mismas colonias de bacterias mueren a los 50 minutos y otras a los 200 minutos.
Teoría de la corrosión
Para entender estos distintos resultados, los investigadores partieron con una hipótesis: el cobre sale de su estructura o aleaciones bajo la forma de cationes (Cu+), que son los iones positivos que se introducen en las bacterias.
Se formaría primero una capa de óxido cuproso sobre la superficie del material y, en la medida que ésta va creciendo, va liberando los cationes. Lo que interesa entonces saber es cuáles son los materiales o condiciones que hagan más fácil o difícil la salida de esta pequeña bomba en busca de electrones para aparearse.
“Lo que estamos elucubrando es que el proceso es parecido a la corrosión del cobre, en cuyo caso también se pierde masa. Por tanto, a buenas y primeras podemos pensar que, en la medida que la aleación o el material mismo sea más propenso a la corrosión, mayor es su poder bactericida”, sostiene el ingeniero.
Desde este punto de vista, todavía no hay trabajos sistemáticos que apoyen esa conjetura. Tampoco hay estudios que den una pauta acerca de las diferencias entre un tipo de aleación u otra para averiguar de qué depende la cantidad de cationes de cobre y su beneficiosa salida.
“Todo indica que hay otras variables, distintas al contenido de cobre, tipo de aleaciones o colonias de bacterias, que afectan a la corrosión del material”, plantea Rodrigo Palma.
Claves: defectos y manchas
Una de esas variables, es la deformación del material que, curiosamente, favorece la corrosión y, por tanto, la escapatoria de cationes de cobre que promueve la capacidad bactericida.
“Cuando un material se deforma, se le introducen defectos a nivel atómico que lo hacen más vulnerables a la corrosión, como la falta de un átomo o planos de átomos que terminan ahí y no siguen en la estructura”, puntualiza el académico.
Por ejemplo, cuando las planchas de cobre se someten a un proceso con rodillos para disminuir su espesor, éstas se deforman.
“Sabemos también — dice el profesor Palma— que el tamaño del cristal o estructura atómica del material son otras variables que intervienen y que esperamos estudiar”.
Por otra parte, si el material de cobre se mancha, ya sea por la grasa de las manos o algunos líquidos de limpieza, probablemente se está oxidando o corroyendo y, por tanto, estaría aumentando su capacidad bactericida.
Lo que aparece en esta situación como un atributo negativo, no lo es. Tanto es así que el equipo de Rodrigo Palma construyó ambientes similares a las UCIs para evaluar cuáles son las aleaciones que más se manchan.
Como afirma él mismo, el acero inoxidable aparentemente se ve siempre limpio, pero no mata a bacterias; el material de cobre o sus aleaciones parecen en algunos casos “ensuciarse” con distintas tonalidades, pero elimina bacterias.
Lo fundamental es que el cobre no es el único metal que libera cationes, pero hay algo en el ordenamiento de su estructura atómica que lo hace diferente.
“Sospechamos que su estructura permite que sus electrones ensamblen específicamente con las proteínas de las bacterias para ejercer su tan importante rol a favor de la salud humana”, cuenta intrigado el investigador.
De ahí en adelante, el misterio y la responsabilidad de resolverlo corren por cuenta de los biólogos.
Con los pies en tierra
Estas investigaciones chilenas son el puente para el éxito de las aplicaciones del cobre bactericida en los hospitales, básicamente en la selección de los materiales y su tratamiento. Sin embargo, antes hay que barajar varios aspectos no solucionados en el país.
Uno de ellos es la disponibilidad de las aleaciones, tanto en Chile como el resto del mundo. El mismo investigador señala que en su quehacer con la metalurgia tiene que importar polvos de cobre de Alemania, elaborado con los mismos cátodos que envía Chile a ese país.
Informa que en Estados Unidos hay 60 aleaciones de cobre a la venta, en tanto que en Chile sólo cuatro. Estas son cobre-aluminio, cobre-níquel, cobre-níquel-zinc y cobre-aluminio- níquel. En nuestro país, ARMAT, filial de Madeco, elabora estas aleaciones, pero su negocio es la fabricación de monedas
El otro requisito esencial es contar con las industrias que elaboren los formatos que requieren dichas aplicaciones, como láminas, tubos, alambres, barras, planchas, entre otras. En Chile existen Madeco y SORENA. La primera empresa se mueve en los sectores de la construcción, la energía, las telecomunicaciones y la minera. La segunda empresa, en tanto, produce piezas fundidas y terminadas de aleaciones de cobre destinadas sólo a la minería.
Y, finalmente, en esta cadena de producción es crucial que exista la industria manufactura para la fabricación de piezas y partes de los distintos objetos de contactos de la UCIs, como antebrazos de sillas, mesas de los pacientes, barandas de las camas, entre otros.
Ante esta necesaria demanda, la filial Madeco Brass Mills anunció su interés por comenzar a focalizar parte de su producción en aplicaciones del cobre dirigidas a la salud. Es muy probable que inicie a futuro aleaciones del metal con propiedades bactericidas y productos elaborados par estos fines.
En cada uno de estos eslabones hay también un trabajo de ingeniería para cumplir con una diversidad de criterios tecnológicos que las investigaciones chilenas podrán responder.
“Por ejemplo, si se requiere un material blando para su manipulación, hay que limitar la disminución del espesor. Si bien ello es conveniente para exponer más el material a la corrosión, éste termina endureciéndose más. Al igual que un colgador de ropa de alambre, mientras más se dobla o deforma, el material se pone más duro, puntualiza el ingeniero.
Palma señala enfático que estas promisorias aplicaciones del cobre en los hospitales constituyen un tema de interés nacional por el elevado ahorro en días-camas, el empleo creciente de antibióticos y lamentables muertes, en tanto que para las clínicas privadas un avance sustancial para compartir también con el sistema público menores cifras de fallecimientos.
A la vez, el investigador destaca las oportunidades de mercado que tiene Chile con respecto a las aplicaciones del cobre como bactericida, una gran opción para el desarrollo de la industria local —sobre todo las PYMES— y la exportación de materias primas con valor agregado.
“No sé en qué estamos topando para iniciar pronto esta escalada de acciones, de modo de evitar que algún día importemos aleaciones, diversos formatos del materiales y productos terminados con nuestro cobre extraído de suelo chileno”, precisa.
Objetivo
Purificar agua mediante laminas y partículas de cobre.
Justificación
El cobre es uno de los materiales mas antiguos descubiertos por el hombre y siempre estuvo presente en la evolución de la civilizaciones.
Se trata de un material altamente resistente a la corrosión y también tiene propiedades anti microbianas.
Es utilizado para eliminar los agentes patógenos en el laboratorio y en el entorno clínico, ademas de que se ha demostrado que este producto anti microbiano puede mejorar la prevención y el control de infecciones en hospitales.
El agua es la molécula mas abundante en los seres vivos,
representa en el 70% y 90% el peso de mayor parte de los organismos.
Al elaborar este purificador reduciremos el nivel de agentes bacterianos que se encuentren en el agua que utilizamos diariamente para nuestras necesidades básicas, principalmente el agua que bebemos.
Hipótesis
Si logramos elaborar un purificador de agua a base de laminas y partículas de cobre, entonces aprovecharemos las propiedades bacterianas del mismo.
Método (materiales y procedimiento)
Materiales:
1.- Tramo de tubo ¾.
2.- Reductor bushing ¾ (2).
3.-Adaptador hembra 1 ½ rosca interior (2).
4.- Adaptador macho 1 ½ rosca exterior (2).
5.- Codo 90º ½.
6.- Llave de nariz.
7.- Conector flexible.
8.- 2 kg de alambre de cobre calibre del número 14.
9.- 1 pegamento PVC.
Procedimiento:
1.- Unir el reductor bushing 1 al adaptador hembra.
2.- Enroscar el adaptador macho 1 al adaptador hembra.
3.- Elaborar una rejilla de cobre para así introducir en el tubo ¾ 1.
4.- Unir el tubo ¾ 1 ( con la rejilla de cobre integrada) con el adaptador macho 1.
5.- Colocar el codo 90º al otro extremo del tubo ¾.
6.- Introducir un tramo de tubo ¾ 2 (aproximadamente 5cm ) al otro extremo del codo 90º.
7.- Colocar un adaptador macho 2 en ese tramo de tubo ¾.
8.- Enroscar un adaptador hembra 2 al adaptador macho 2
9.- Colocar un reductor bushing 2 en el extremo del adaptador hembra 2.
10.- Adaptar la llave de nariz al reductor bushing 2 colocado al último.
11.- Colocar el conector flexible al reductor bushing 1 colocado al principio.
12.- Unir el tramo de tubo 2, el adaptador macho 2, el adaptador hembra 2 y el reductor bushing 2 con el pegamento PVC.
Galería Método
Resultados
Obtuvimos un purificador de aproximadamente 50 cm de largo y 25 cm de alto, que contiene en su interior una rejilla de cobre capaz de eliminar el 99.9% de las bacterias del agua en 2 hora de exposición.
Galería Resultados
Discusión
Al inicio de nuestro proyecto, la idea principal era utilizar láminas y partículas de cobre, pero a lo largo de éste, optamos por usar alambre ya que es más fácil de conseguir y tiene la misma eficacia; es por eso que este purificador es una alternativa más económica para las personas de bajos recursos.
Conclusiones
Logramos comprobar las características anti microbianas del cobre concluyendo que mata continuamente los microbios, nunca se desgasta y es seguro para usar, ya que no es perjudicial para las personas ni para el medio ambiente.
Bibliografía
- Contaminacion del agua, Despierta, vivimos en una mentira. Disponible en: http://despiertavivimosenunamentira.com/contaminacion-del-agua/, consultado el 25 de Enero del 2018.
- Agentes contaminantes del agua, Contaminacion-agua.org. Disponible en:https://contaminacion-agua.org/agentes-contaminantes-agua/, consultado el 25 de enero del 2018.
- Cobre, Elementos de la tabla periódica y sus propiedades. Disponible en: https://elementos.org.es/cobre, consultado el 25 de enero del 2018.
- Cobre-Cu, Lenntech, Disponible en:https://www.lenntech.es/periodica/elementos/cu.htm#ixzz53bh4DNlx, consultado el 25 de enero del 2018.
- El cobre es capaz de matar bacterias, Vix. Disponible en:https://www.vix.com/es/btg/curiosidades/4119/el-cobre-es-capaz-de-matar-bacterias, consultado el 25 de enero del 2018.
- El cobre tiene propiedades bactericidas, Consejo minero. Disponible en: http://dev.consejominero.cl/el-cobre-tiene-propiedades-bactericidas/, consultado el 25 de enero de 2018.
- ¿Cómo actúa al cobre para convertirse en el mejor antibiótico del mundo?, El mostrador. Disponible en: http://www.elmostrador.cl/agenda-pais/vida-en-linea/2010/07/05/%C2%BFcomo-actua-al-cobre-para-convertirse-en-el-mejor-antibiotico-del-mundo/, consultado el 25 de enero del 2018.
Laminas de cobre para la purificación de agua.
Summary
The atomic number of copper is 29 and its atomic weight is 63,55. It is a noble metal and transition element. It has properties similar to those silver and gold. It is soft and supple, that it reflects a high degree of adaptability, that is why we opted for designing a water purifier that contains this material in its interior, reducing the level of bacterial agents we use daily for our basic needs, mainly the water we drink. The water is so common on our planet that its extraordinary properties are often overlooked. Water is composed of almost 70% of the mass of the planet.The primary role of the water in the metabolism of living beings is because its physical and chemical properties derived from the molecular structure. Fresh water, clean and accessible is rare and is distributed unequally in the world.The availability of drinking water varies greatly from one place to another one is why the project will targeting people low income who has no way to get drinking water.We were able to test the antimicrobial properties of copper, its longevity and its safety for use in such projects;as well as particles or copper wire has the same efficacy as the elimination of microbes that they are in the water we consu
Research Question
How to purify water using copper sheets ?Problem approach
Nowdays common water purifiers away from its high cost its lifespan is very short due to the replacement of components (filters, UV lights, activated carbon, etc ) is constant an in some cases inefficient.
We have chosen to design a water purifier that contains in its interior copper for its bacterial properties scientifically proven and his long life in our purifier cartridge.
You can design a convencional filter containing inside copper thus achieving a Purifier of water of long life and low maintenance cost.
This project is based on the application of copper and its use of areas with compromised immune systems and places where food is produced.
Nanotechnology has advanced and demonstrated that the use of copper give us efficient results and about these advances, we give development to our filter showing that this precious metal in increasingly more versatile.
Background
Estas Son Las Razones Para Rechazar El Agua Potable Con Flúor
¿Sabía que el agua potable que bebemos diariamente contiene flúor, el cual es una sustancia calificada por el mismo Ministerio de Salud como tóxica y cuyo empleo en gran parte del mundo está prohibido por el riesgo que representa? ¿Cuál es el interés de sostener esta contaminación del agua que consumimos?
Ha de ser la rutina frecuente de gran porcentaje de la población. Se despiertan, se levantan, toman un vaso de agua “potable” y se meten a la ducha. Se preparan un té caliente, algún jugo en polvo disuelto en agua, comen alguna que otra cosa y después a trabajar, estudiar, a vivir el día.
Es una práctica normal y aparentemente no representa ningún riesgo, todo el planeta lo hace, absolutamente nadie se cuestiona nada…y ahí es donde nace el problema. ¿Qué haría si supiese que en ese vaso de agua que a diario toma está presente un pequeño porcentaje de desechos industriales enormemente tóxicos usado, entre otras cosas, para veneno de ratas. Más aún, ¿sabía que el agua potable puede provocar cáncer y otras graves enfermedades?, y más encima, cada mes, al final del mismo te llega una factura a casa con lo que debes abonar en el banco por consumir ese agua llena de sustancias potencialmente mortales…sí, así está la cosa, pagamos por matarnos y provocarnos a nosotros mismos esos cánceres que entre comida y bebida y etc. nunca esperamos que seamos nosotros a los que les vaya a ocurrir, cuando somos nosotros mismos los que nos lo provocamos consumiendo el agua que nos suministran lentamente y diariamente.
Tomar dos litros de agua al día es la receta de los médicos para mantenerse saludables. El problema es saber si esa agua es realmente saludable.
Agentes contaminantes del agua
Todos hemos oído en alguna ocasión los problemas de contaminación que residen en nuestro agua potable. Incluso algunas sustancias que añadimos al agua “protegernos” (como el cloro) están vinculadas a ciertos tipos de cáncer, y pueden formar compuestos tóxicos que afectan negativamente a nuestro organismo. El viejo adagio “Si quieres hacer algo, hágalo usted mismo” también se aplica a nuestro agua.
Vamos a resumir los problemas con los que nos enfrentamos:
IMPUREZAS BIOLÓGICAS
Bacterias, virus y parásitos: Hace años, las enfermedades transmitidas por el agua representaban millones de muertes. Incluso hoy en día en los países subdesarrollados, se estima que 25.000 personas mueren diariamente a causa de enfermedades transmitidas por el agua. Los efectos de los microorganismos del agua pueden ser inmediatos y devastadores. Por lo tanto, los microorganismos son la primera y más importante consideración en la toma de agua potable para el consumo humano.
En términos generales, los suministros municipales modernos están relativamente libres de organismos nocivos a causa de unas rutinas de desinfección con cloro. Esto no significa que el agua municipal esté libre de todo tipo de bacterias. Aquellos de nosotros que tengamos pozos privados o pequeños sistemas de agua en zonas rurales tenemos motivos para estar más preocupados ante la posibilidad de una contaminación por microorganismos de tanques sépticos, desechos animales, y otros problemas.
IMPUREZAS INORGÁNICAS
La suciedad y los sedimentos: – La mayoría de las aguas contienen algunas partículas en suspensión, que puede consistir en arena fina, arcilla, tierra, sales y precipitados. La turbidez en el agua puede resultar desagradable a la vista, puede ser una fuente de alimentación y alojamiento para las bacterias, y pueden interferir con una desinfección eficaz.
Agentes contaminantes del agua
Sólidos Disueltos: – Son innumerables sustancias que se disuelven, procedentes de las rocas y otros compuestos de la tierra. La presencia y la cantidad total de sólidos disueltos en el agua abarca los siguientes inconvenientes:
- Resultados indeseables en el sabor que puede ser salado, amargo o metálico.
- Menor facilidad de enfriamiento.
- Algunas de las sales minerales que componen plantean una variedad de peligros para la salud. Los más problemáticos son los nitratos, sodio, sulfatos, bario, cobre y fluoruros.
- Cuando los niveles de solutos son superiores a 1000mg / L por lo general se considera no apta para el consumo humano.
- Los altos contenidos en sólidos interfieren con el sabor de los alimentos y bebidas, y los hace menos deseables para consumir.
Metales tóxicos: – Entre las mayores amenazas para la salud son la presencia de altos niveles de metales tóxicos en el agua potable – arsénico, cadmio, plomo, mercurio y plata. Otros metales como el cromo y selenio debido a la forma en que existen pueden suponer un peligro para la salud. Los metales tóxicos se asocian con el daño a los nervios, defectos congénitos, retraso mental, ciertos tipos de cáncer, y el aumento de la susceptibilidad a las enfermedades.
Amianto: – Existe como microscópicas fibras minerales suspendidas en el agua. Su principal fuente es el amianto-cemento de tuberías que se utilizaban comúnmente después de la Segunda Guerra Mundial. Se ha estimado que unos 200.000 kilómetros de estas tuberías se encuentran actualmente en uso para el transporte de agua potable. También se la ha relacionado con el cáncer gastrointestinal.
Radiactividad: – Los niveles que plantean graves riesgos para la salud son bastante raros de encontrar en el agua. La mayor amenaza se plantea por accidentes nucleares, plantas de procesamiento nuclear, y la eliminación de residuos radiactivos.
Usos del cobre
Si alguna vez te has preguntado para qué sirve el cobre, a continuación tienes una lista de sus posibles usos:
El cobre se utiliza para las tuberías de suministro de agua. Este metal también se utiliza en refrigeradores y sistemas de aire acondicionado.
Los disipadores de calor de los ordenadores están hechos de cobre debido a que el cobre es capaz de absorber una gran cantidad de calor.
El magnetrón, la parte fundamental de los hornos de microondas, contiene cobre.
Los tubos de vacío y los tubos de rayos catódicos, contienen cobre.
A algunos fungicidas y los suplementos nutricionales se les añaden partículas de cobre.
Como un buen conductor de electricidad, el cobre se utiliza en el hilo de cobre, electroimanes, relés e interruptores eléctricos.
El cobre es un material muy resistente al óxido. Se ha utilizado para hacer recipientes que contienen agua desde tiempos antiguos.
Algunas estructuras y estatuas, como la Estatua de la Libertad, están hechas de cobre.
El cobre se combina a veces con el níquel para hacer un material resistente a la corrosión que se utiliza en la construcción naval.
El cobre se utiliza para fabricar pararrayos. Estos atraen los rayos y provocan que la corriente eléctrica se disperse en lugar de golpear y destruir la estructura sobre la que están colocados.
El sulfato de cobre se usa para eliminar el moho.
El cobre se utiliza a menudo para colorear el vidrio. Es también un componente del esmalte cerámico.
Muchos de los instrumentos musicales, en particular instrumentos de bronce, están hechos de cobre.
Propiedades atómicas del cobre
La masa atómica de un elemento está determinado por la masa total de neutrones y protones que se puede encontrar en un solo átomo perteneciente a este elemento. En cuanto a la posición donde encontrar el cobre dentro de la tabla periódica de los elementos, el cobre se encuentra en el grupo 11 y periodo 4. El cobre tiene una masa atómica de 63,536 u.
La configuración electrónica del cobre es [Ar]3d104s1. La configuración electrónica de los elementos, determina la forma el la cual los electrones están estructurados en los átomos de un elemento. El radio medio del cobre es de 135 [3]pm pm, su radio atómico o radio de Bohr es de 145 [3]pm (Radio de Bohr) pm, su radio covalente es de 138 [3]pm pm y su radio de Van der Waals es de 140 [3]pm pm.
Características del cobre.
A continuación puedes ver una tabla donde se muestra las principales características que tiene el cobre.
Cobre
Símbolo químico Cu
Número atómico 29
Grupo 11
Periodo 4
Aspecto metálico, rojizo
Bloque d
Densidad 8960 kg/m3
Masa atómica 63.536 u
Radio medio 135 [3]pm pm
Radio atómico 145 [3]pm (Radio de Bohr)
Radio covalente 138 [3]pm pm
Radio de van der Waals 140 [3]pm pm
Configuración electrónica [Ar]3d104s1
Estados de oxidación +1, +2
Óxido levemente básico
Estructura cristalina cúbica centrada en las caras
Estado sólido
Punto de fusión 1357.77 K
Punto de ebullición 3200 K
Calor de fusión 13.1 kJ/mol
Electronegatividad 1,9
Calor específico 385 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica 58,108 × 106S/m
Conductividad térmica 400 W/(K·m)
Efectos del Cobre sobre la salud
El Cobre es una substancia muy común que ocurre naturalmente y se extiende a través del ambiente a través de fenómenos naturales, los humanos usan ampliamente el Cobre. Por ejemplo este es aplicado en industrias y en agricultura. La producción de Cobre se ha incrementado en las últimas décadas y debido a esto las cantidades de Cobre en el ambiente se ha expandido.
El Cobre puede ser encontrado en muchas clases de comidas, en el agua potable y en el aire. Debido a que absorbemos una cantidad eminente de cobre cada día por la comida, bebiendo y respirando. Las absorción del Cobre es necesaria, porque el Cobre es un elemento traza que es esencial para la salud de los humanos. Aunque los humanos pueden manjear concentraciones de Cobre proporcionalmente altas, mucho Cobre puede también causar problemas de salud.
La mayoría de los compuestos del Cobre se depositarán y se enlazarán tanto a los sedimentos del agua como a las partículas del suelo. Compuestos solubles del Cobre forman la mayor amenaza para la salud humana. Usualmente compuestos del Cobre solubles en agua ocurren en el ambiente después de liberarse a través de aplicaciones en la agricultura.
Las concentraciones del Cobre en el aire son usualmente bastante bajas, así que la exposición al Cobre por respiración es descartable. Pero gente que vive creca de fundiciones que procesan el mineral cobre en metal pueden experimentar esta clase de exposición.
La gente que vive en casas que todavía tiene tuberías de cobre están expuestas a más altos niveles de Cobre que la mayoría de la gente, porque el Cobre es liberado en sus aguas a través de la corrosión de las tuberías.
La exposición profesional al Cobre puede ocurrir. En el Ambiente de trabajo el contacto con Cobre puede llevar a coger gripe conocida como la fiebre del metal. Esta fiebre pasará después de dos días y es causada por una sobre sensibilidad.
Exposiciones de largo periodo al cobre pueden irritar la nariz, la boca y los ojos y causar dolor de cabeza, de estómago, mareos, vómitos y diarreas. Una toma grande de cobre puede causar daño al hígado y los riñones e incluso la muerte. Si el Cobre es cancerígeno no ha sido determinado aún.
Hay artículos científicos que indican una unión entre exposiciones de largo término a elevadas concentraciones de Cobre y una disminución de la inteligencia en adolescentes.
Efectos ambientales del Cobre
La producción mundial de Cobre está todavía creciendo. Esto básicamente significa que más y más Cobre termina en le medioambiente. Los ríos están depositando barro en sus orillas que están contaminados con Cobre, debido al vertido de aguas residuales contaminadas con Cobre. El Cobre entra en el aire, mayoritariamente a trav’es de la liberación durante la combustión de fuel. El Cobre en el aire permanecerá por un periódo de tiempo eminente, antes de depositarse cuando empieza a llover. Este terminará mayormente en los suelos, como resultado los suelos pueden también contener grandes cantidades de Cobre después de que esté sea depositado desde el aire.
El Cobre puede ser liberado en el medioambiente tanto por actividades humanas como por procesos naturales. Ejemplo de fuentes naturales son las tormentas de polvo, descomposición de la vegetación, incendios forestales y aerosoles marinos. Unos pocos de ejemplos de actividades humanas que contribuyen a la liberación del Cobre han sido ya nombrado. Otros ejemplos son la minería, la producción de metal, la producción de madera y la producción de fertilizantes fosfatados.
El Cobre es a menudo encontrado cerca de minas, asentamientos industriales, vertederos y lugares de residuos.
Cuando el Cobre termina en el suelo este es fuertemente atado a la materia orgánica y menierales. Como resultado este no viaja muy lejos antes de ser liberado y es dificil que entre en el agua subterránea. En el agua superficial el cobre puede viajar largas distancias, tanto suspendido sobre las partículas de lodos como iones libres.
El Cobre no se rompe en el ambiente y por eso se puede acumular en plantas y animales cuando este es encontrado en suelos. En suelos ricos en Cobre sólo un número pequeño de plantas pueden vivir. Por esta razón no hay diversidad de plantas cerca de las fábricas de Cobres, debido al efecto del Cobre sobre las plantas, es una seria amenaza para la producción en las granjas. El Cobre puede seriamente influir en el proceso de ciertas tierras agrícolas, dependiendo de la acidez del suelo y la presencia de materia orgánica. A pesar de esto el estiércol que contiene Cobre es todavía usado.
El Cobre puede interrumpir la actividad en el suelo, su influencia negativa en la actividad de microorganismos y lombrices de tierra. La descomposición de la materia orgánica puede disminuir debido a esto.
Cuando los suelos de las granjas están contaminados con Cobre, los animales pueden absorber concentraciones de Cobre que dañan su salud. Principalmente las ovejas sufren un gran efecto por envenenamiento con Cobre, debido a que los efectos del Cobre se manifiestan a bajas concentraciones.
Cobre (Cu)
Nº Atómico: 29
Los metales de transición, también llamados elementos de transición es el grupo al que pertenece el cobre. En este grupo de elementos químicos al que pertenece el cobre, se encuentran aquellos situados en la parte central de la tabla periódica, concretamente en el bloque d. Entre las características que tiene el cobre, así como las del resto de metales de tansición se encuentra la de incluir en su configuración electrónica el orbital d, parcialmente lleno de electrones. Propiedades de este tipo de metales, entre los que se encuentra el cobre son su elevada dureza, el tener puntos de ebullición y fusión elevados y ser buenos conductores de la electricidad y el calor.
El estado del cobre en su forma natural es sólido (diamagnético). El cobre es un elmento químico de aspecto metálico, rojizo y pertenece al grupo de los metales de transición. El número atómico del cobre es 29. El símbolo químico del cobre es Cu. El punto de fusión del cobre es de 1357,77 grados Kelvin o de 1085,62 grados celsius o grados centígrados. El punto de ebullición del cobre es de 3200 grados Kelvin o de 2927,85 grados celsius o grados centígrados.
Si alguna vez te has preguntado para qué sirve el cobre, a continuación tienes una lista de sus posibles usos:
El cobre se utiliza para las tuberías de suministro de agua. Este metal también se utiliza en refrigeradores y sistemas de aire acondicionado.
Los disipadores de calor de los ordenadores están hechos de cobre debido a que el cobre es capaz de absorber una gran cantidad de calor. El magnetrón, la parte fundamental de los hornos de microondas, contiene cobre.
Los tubos de vacío y los tubos de rayos catódicos, contienen cobre. A algunos fungicidas y los suplementos nutricionales se les añaden partículas de cobre.
Como un buen conductor de electricidad, el cobre se utiliza en el hilo de cobre, electroimanes, relés e interruptores eléctricos. El cobre es un material muy resistente al óxido. Se ha utilizado para hacer recipientes que contienen agua desde tiempos antiguos.
Algunas estructuras y estatuas, como la Estatua de la Libertad, están hechas de cobre.
El cobre se combina a veces con el níquel para hacer un material resistente a la corrosión que se utiliza en la construcción naval.
El cobre se utiliza para fabricar pararrayos. Estos atraen los rayos y provocan que la corriente eléctrica se disperse en lugar de golpear y destruir la estructura sobre la que están colocados.
El sulfato de cobre se usa para eliminar el moho.
El cobre se utiliza a menudo para colorear el vidrio. Es también un componente del esmalte cerámico.
Muchos de los instrumentos musicales, en particular instrumentos de bronce, están hechos de cobre.
elementos.org.es
El cobre es capaz de matar bacterias
El cobre es uno de los metales más utilizados a la hora de fabricar cables, componentes tecnológicos y todo tipo de objetos que están presentes en nuestra vida cotidiana cotidiana, pero a su vez es un elemento que tiene usos realmente interesantes.
¿Sabías el cobre es capaz de matar bacterias? Se trata de una propiedad descubierta hace muy pocos años y que hoy se utiliza en distintos campos; desde hospitales hasta en la elaboración de prendas de vestir.
El cobre como bactericida
En 1973, se realizaron los primeros estudios que determinaron que el cobre es capaz de matar bacterias y microbios, pero no fue hasta 1998 cuando una investigación más avanzda realizada por la Universidad de Oregon, demostró la real eficacia de este mineral como bactericida.
Hoy se ha descubierto que el cobre es capaz de matar bacterias tan dañinas para la salud humana como la E. Coli, influenza A y adenovirus. Incluso es exitoso con algunas resistentes a los antibióticos como la MRSA y Clostridium difficile, ambas responsables de infecciones dentro de hospitales y que son muy difíciles de combatir.
La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, reconoció el año 2008 que el cobre posee propiedades antibacterianas, ya sea sólo o en aleación con otros metales. Además, la institución se encarga de certificar que los objetos que utilizan el cobre para prevenir infecciones, sean en realidad efectivos.
El cobre es capaz de matar bacterias 2
Usos del cobre en el área de la salud
El cobre cada vez está siendo más utilizado en centros de salud. Un estudio realizado por el área médica de la Universidad de Carolina del Norte, demostró que al revestir con cobre superficies que el personal médico suele tocar en salas de cuidados intensivos y tratamiento del paciente, se logra reducir su carga bacteriana en un 83%.
Hoy, existen alrededor del mundo varios pabellones hospitalarios que utilizan revestimientos del cobre, incluyendo el Hospital Sheffield NHS Trust en Inglaterra, donde se utiliza en unidades donde se atiende a pacientes con problemas inmunes.
Cobre en los objetos cotidianos
Toallas, calcetines, camisetas, etc. El mercado, ofrece una serie de objetos en cuyas fibras se pueden encontrar trazas de cobre. Su costo, si bien es mayor al normal, no es demasiado alto.
Edificios modernos han recubierto pasamanos con cobre para evitar la transmisión de enfermedades. Codelco, uno de los mayores productores de cobre a nivel mundial, viene utilizando esta técnica desde el 2010 con buenos resultados.
El cobre tiene propiedades bactericidas
El cobre en su forma natural inactiva gérmenes, bacterias y virus en las superficies.
El cobre tiene propiedades bactericidas comprobadas científicamente, que son de gran ayuda para los sistemas de salud.
El cobre debe ser considerado, dada su propiedad bactericida, un material esencial para prevenir enfermedades que pueden contagiarse en áreas públicas.
Es el único metal que tiene el reconocimiento científico. La Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA) en marzo del 2008 registró al cobre como un metal bactericida.
El cobre es un inhibidor natural del crecimiento de bacterias.
Los microbios, bacterias y virus están en todas partes, pero la mayoría desaparece o se inhibe cuando entran en contacto con el cobre.
El cobre no es fácilmente contaminable con gérmenes, aunque haya sido tocado por mucha gente.
El óxido de cobre es un poderoso agente antimicrobiano que se está utilizando en los más diversos tipos de vestimentas para frenar la propagación de ácaros, bacterias y hongos.
Sábanas, fundas de almohadas, ropa de cama, calcetines y cortinas fabricadas con telas impregnadas de óxido de cobre, pueden reducir la alta tasa de infecciones que bacterias, hongos, virus y microbios producen.
Fuente: International Copper Association
¿Cómo actúa al cobre para convertirse en el mejor antibiótico del mundo?
Si damos una mirada al cobre como mineral asociado a la salud humana, estamos frente a seis milagros. Uno, ya viejo, es su propiedad bactericida, muy bien conocida por el Padre de la Medicina, Hipócrates. El otro suceso, 2008-2010, es que la Agencia de Protección Ambiente de los Estados Unidos (EPA) registró 282 aleaciones del metal con la capacidad de eliminar bacterias a las pocas horas y sin marcha atrás.
El tercer milagro, aún en estudio, es microbiológico. El cobre elimina a las bacterias patógenas, pero se desconocen los mecanismos exactos. Por ahora, se sabe que el metal interviene en las membranas y las proteínas de esas células, lo suficiente para impedir su existencia.
El cuarto milagro, recientemente comprobado por investigaciones científicas, es la acción directa que tiene el metal y sus aleaciones en la disminución de la carga bacteriana de las superficies de mayor contacto de las Unidades de Tratamiento Intensivo (UCIs).
El quinto, que ya viene, es demostrar el impacto del cobre en el control de las infecciones intrahospitalarias, incluyendo las muertes de los pacientes.
Y el sexto milagro también es reciente. Luego de tantos siglos, por fin surge la utilidad de averiguar qué sucede en la estructura atómica del cobre, capaz de transformarse en un mortífero de bacterias patógenas.
El ingeniero Rodrigo Palma está fascinado con poder contribuir en parte de este último acontecimiento. Lo hace como investigador y coordinador del proyecto “Plataforma de conocimiento y capacidades locales para la creación de nuevos productos que utilicen la propiedad bactericida del cobre”.
Desde su oficina en Beauchef, alojada en la Escuela de ingeniería de la Universidad de Chile, cuenta que esta demanda del sector productivo le permitió reunir a los pocos grupos chilenos de investigación en ciencia de los materiales para abordar el tema.
Rodrigo Palma es ingeniero civil metalúrgico de la Universidad Federico Santa María y doctor ingeniero en materiales de la Universidad de Navarra. Hoy es subdirector del Departamento de Ingeniería Mecánica de la U. de Chile. Fue el fundador y primer presidente de la Sociedad Chilena de Metalúrgica y Materiales (SOCHIM).
Rodrigo Palma es ingeniero civil metalúrgico de la Universidad Federico Santa María y doctor ingeniero en materiales de la Universidad de Navarra. Hoy es subdirector del Departamento de Ingeniería Mecánica de la U. de Chile. Fue el fundador y primer presidente de la Sociedad Chilena de Metalúrgica y Materiales (SOCHIM).
Los aportes, de un millón de dólares, provienen de la Codelco, la Agencia Internacional del Cobre (ICA) e Innova Chile de CORFO.
Su equipo, junto a las Universidades de Santiago y Austral de Chile, se introdujo en el desafío de explicar la propiedad bactericida del cobre propiamente tal.
“Nuestro objetivo es llegar a predecir cuáles son las mejores aleaciones para su empleo en las UCIs de los hospitales, lo que nos exige entender lo más elemental: cómo sale el cobre de esas estructuras y actúa sobre las bacterias”, explicó.
Hechos, con enigmas pendientes
Trabajos internacionales en esta materia midieron los efectos del cobre sobre distintos tipos de bacterias. En algunos casos se encontró que a mayor contenido del metal en las aleaciones estos microorganismos mueren efectivamente en menor tiempo.
Sin embargo, según señala el investigador, otros trabajos demostraron que, independientemente del porcentaje de cobre en las aleaciones — 65% o 100%, por ejemplo— las bacterias son igualmente aniquiladas. Tales bacterias, probablemente más sensibles al metal, son la Listeria monocytogenes, la Acinetobacter Baumanni y la Klebsiella penumoniae.
Pero no es lo que sucedió con las bacterias presentes en los ensayos de las salas UCIs de los hospitales, como el Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (SAMR), el Enterococcus resistente a la vancomicina (VRE), la Acinotebacter baumanii, la Pseudomonas aeruginosa y la Escherichia coli 0157. Estas bacterias, tal vez más resistentes, mueren cuando las aleaciones están compuestas por sobre un 75% de cobre.
Más desconcertantes son otros estudios que, usando iguales cantidad de cobre y tipos de aleaciones, las mismas colonias de bacterias mueren a los 50 minutos y otras a los 200 minutos.
Teoría de la corrosión
Para entender estos distintos resultados, los investigadores partieron con una hipótesis: el cobre sale de su estructura o aleaciones bajo la forma de cationes (Cu+), que son los iones positivos que se introducen en las bacterias.
Se formaría primero una capa de óxido cuproso sobre la superficie del material y, en la medida que ésta va creciendo, va liberando los cationes. Lo que interesa entonces saber es cuáles son los materiales o condiciones que hagan más fácil o difícil la salida de esta pequeña bomba en busca de electrones para aparearse.
“Lo que estamos elucubrando es que el proceso es parecido a la corrosión del cobre, en cuyo caso también se pierde masa. Por tanto, a buenas y primeras podemos pensar que, en la medida que la aleación o el material mismo sea más propenso a la corrosión, mayor es su poder bactericida”, sostiene el ingeniero.
Desde este punto de vista, todavía no hay trabajos sistemáticos que apoyen esa conjetura. Tampoco hay estudios que den una pauta acerca de las diferencias entre un tipo de aleación u otra para averiguar de qué depende la cantidad de cationes de cobre y su beneficiosa salida.
“Todo indica que hay otras variables, distintas al contenido de cobre, tipo de aleaciones o colonias de bacterias, que afectan a la corrosión del material”, plantea Rodrigo Palma.
Claves: defectos y manchas
Una de esas variables, es la deformación del material que, curiosamente, favorece la corrosión y, por tanto, la escapatoria de cationes de cobre que promueve la capacidad bactericida.
“Cuando un material se deforma, se le introducen defectos a nivel atómico que lo hacen más vulnerables a la corrosión, como la falta de un átomo o planos de átomos que terminan ahí y no siguen en la estructura”, puntualiza el académico.
Por ejemplo, cuando las planchas de cobre se someten a un proceso con rodillos para disminuir su espesor, éstas se deforman.
“Sabemos también — dice el profesor Palma— que el tamaño del cristal o estructura atómica del material son otras variables que intervienen y que esperamos estudiar”.
Por otra parte, si el material de cobre se mancha, ya sea por la grasa de las manos o algunos líquidos de limpieza, probablemente se está oxidando o corroyendo y, por tanto, estaría aumentando su capacidad bactericida.
Lo que aparece en esta situación como un atributo negativo, no lo es. Tanto es así que el equipo de Rodrigo Palma construyó ambientes similares a las UCIs para evaluar cuáles son las aleaciones que más se manchan.
Como afirma él mismo, el acero inoxidable aparentemente se ve siempre limpio, pero no mata a bacterias; el material de cobre o sus aleaciones parecen en algunos casos “ensuciarse” con distintas tonalidades, pero elimina bacterias.
Lo fundamental es que el cobre no es el único metal que libera cationes, pero hay algo en el ordenamiento de su estructura atómica que lo hace diferente.
“Sospechamos que su estructura permite que sus electrones ensamblen específicamente con las proteínas de las bacterias para ejercer su tan importante rol a favor de la salud humana”, cuenta intrigado el investigador.
De ahí en adelante, el misterio y la responsabilidad de resolverlo corren por cuenta de los biólogos.
Con los pies en tierra
Estas investigaciones chilenas son el puente para el éxito de las aplicaciones del cobre bactericida en los hospitales, básicamente en la selección de los materiales y su tratamiento. Sin embargo, antes hay que barajar varios aspectos no solucionados en el país.
Uno de ellos es la disponibilidad de las aleaciones, tanto en Chile como el resto del mundo. El mismo investigador señala que en su quehacer con la metalurgia tiene que importar polvos de cobre de Alemania, elaborado con los mismos cátodos que envía Chile a ese país.
Informa que en Estados Unidos hay 60 aleaciones de cobre a la venta, en tanto que en Chile sólo cuatro. Estas son cobre-aluminio, cobre-níquel, cobre-níquel-zinc y cobre-aluminio- níquel. En nuestro país, ARMAT, filial de Madeco, elabora estas aleaciones, pero su negocio es la fabricación de monedas
El otro requisito esencial es contar con las industrias que elaboren los formatos que requieren dichas aplicaciones, como láminas, tubos, alambres, barras, planchas, entre otras. En Chile existen Madeco y SORENA. La primera empresa se mueve en los sectores de la construcción, la energía, las telecomunicaciones y la minera. La segunda empresa, en tanto, produce piezas fundidas y terminadas de aleaciones de cobre destinadas sólo a la minería.
Y, finalmente, en esta cadena de producción es crucial que exista la industria manufactura para la fabricación de piezas y partes de los distintos objetos de contactos de la UCIs, como antebrazos de sillas, mesas de los pacientes, barandas de las camas, entre otros.
Ante esta necesaria demanda, la filial Madeco Brass Mills anunció su interés por comenzar a focalizar parte de su producción en aplicaciones del cobre dirigidas a la salud. Es muy probable que inicie a futuro aleaciones del metal con propiedades bactericidas y productos elaborados par estos fines.
En cada uno de estos eslabones hay también un trabajo de ingeniería para cumplir con una diversidad de criterios tecnológicos que las investigaciones chilenas podrán responder.
“Por ejemplo, si se requiere un material blando para su manipulación, hay que limitar la disminución del espesor. Si bien ello es conveniente para exponer más el material a la corrosión, éste termina endureciéndose más. Al igual que un colgador de ropa de alambre, mientras más se dobla o deforma, el material se pone más duro, puntualiza el ingeniero.
Palma señala enfático que estas promisorias aplicaciones del cobre en los hospitales constituyen un tema de interés nacional por el elevado ahorro en días-camas, el empleo creciente de antibióticos y lamentables muertes, en tanto que para las clínicas privadas un avance sustancial para compartir también con el sistema público menores cifras de fallecimientos.
A la vez, el investigador destaca las oportunidades de mercado que tiene Chile con respecto a las aplicaciones del cobre como bactericida, una gran opción para el desarrollo de la industria local —sobre todo las PYMES— y la exportación de materias primas con valor agregado.
“No sé en qué estamos topando para iniciar pronto esta escalada de acciones, de modo de evitar que algún día importemos aleaciones, diversos formatos del materiales y productos terminados con nuestro cobre extraído de suelo chileno”, precisa.
Objective
Purify water through foils and copper particles.
Justification
Copper is one of the oldest materials discovered by man and was always present in the evolution of civilizations.
It is a highly corrosion-resistant material and also has antimicrobial properties.
It is used to eliminate patogeny agents in the laboratory and in the clinical setting, that it has shown that this antimicrobial product can improve the prevention and control of infections in hospitals.
Water is the most abundant molecule in the beings represents in 70% and 90% the weight of the majority of organisms.
When develop this Purifier, we will reduce the level of bacterial agents that are in the water which we use every day for our basic needs, mainly the water all of us drinking.
Hypothesis
If we can develop a purifier of water-based on foils and copper particles, we will take advantage of the bactericidal properties.
Method (materials and procedure)
- ¾ pipe section.
- reducer bushing (2) ¾. 3. adapter female 1 ½ internal thread (2).
- male adaptor 1 ½ external (2) thread.
- elbow 90 ° ½.
- key of nose.
- flexible connector.
- 2 kg of copper wire gauge number 14.
- 1 glue PUC.
1.- Join the female adapter reducer bushing 1.
2.- Screw the adapter 1 male of female adapter.
3.- Develop a grid of copper well into ¾ 1 tube.
4.- Attach the tube (with integrated copper Grill ) 1 ¾ with 1 male adapter.
5.- Place elbow 90 ° to the other end of the ¾ hose.
6.- Insert a section of pipe ¾ 2 (5 cm) to the other end of the 90 ° elbow.
7.- Place a 2 in that section of pipe ¾ male adapter.
8.- Screw a female adapter 2 adapter male 2.
9.- Placed a reducer bushing 2 at the end of the 2 female adapter.
10.- Adapt nose key to the nose reducer bushing 2 placed last.
11.- Place the flexible connector to the reducer bushing 1 placed at the beginning.
12.- Join the section of tube 2, the male adapter 2, 2 female adapter and reducer bushing 2 with PUC adhesive.
Method Gallery
Results
We got a Purifier of approximately 50 cm long and 25 cm high, that contains within it a grid of copperable to eliminate 99.9% of bacteria in water in 2-hour exposure.
Results Gallery
Discussion
At the beginning of our project, the main idea was to use foils and copper particles, but throughout this one, we opted to use wire since it is easier to get available and it has the same efficacy; therefore, this Purifier is a cheaper alternative for low-income people.
Conclusions
We were able to test the antimicrobial properties of copper concluding to continuously kill microbes,
It never wears out and is safe to use, since it is not harmful to people or the environment.
Bibliography
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- Agentes contaminantes del agua, Contaminacion-agua.org. Disponible en:https://contaminacion-agua.org/agentes-contaminantes-agua/, consultado el 25 de enero del 2018.
- Cobre, Elementos de la tabla periódica y sus propiedades. Disponible en: https://elementos.org.es/cobre, consultado el 25 de enero del 2018.
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- El cobre es capaz de matar bacterias, Vix. Disponible en:https://www.vix.com/es/btg/curiosidades/4119/el-cobre-es-capaz-de-matar-bacterias, consultado el 25 de enero del 2018.
- El cobre tiene propiedades bactericidas, Consejo minero. Disponible en: http://dev.consejominero.cl/el-cobre-tiene-propiedades-bactericidas/, consultado el 25 de enero de 2018.
- ¿Cómo actúa al cobre para convertirse en el mejor antibiótico del mundo?, El mostrador. Disponible en: http://www.elmostrador.cl/agenda-pais/vida-en-linea/2010/07/05/%C2%BFcomo-actua-al-cobre-para-convertirse-en-el-mejor-antibiotico-del-mundo/, consultado el 25 de enero del 2018.
