Bronce: Tipos, características y usos

¿Qué es el bronce?

El bronce ha sido uno de los metales más importantes en la historia de la civilización. Originalmente es una aleación entre el cobre y el estaño, el cobre representa al menos un 60% a 88% de la mezcla mientras que el estaño representa el 12% restante.

Sin embargo, a lo largo del tiempo se le ha dado diferentes variedades en su composición y se ha creado diferentes tipos de bronce donde el cobre el metal más importante pero que se puede mezclar con el estaño, zinc, níquel, fosforo, manganeso, etc.

Propiedades y características del bronce

A simple vista el bronce es un metal distinguido por tener un color marrón intenso y un brillo dorado, además, tiende a ser duro y quebradizo. Estas propiedades van a depender del tipo de aleación de cobre que se tenga. A continuación, te mostramos las características más típicas de este metal.

• El metal se tiene la propiedad de ser altamente dúctil.
• Normalmente tiene baja fricción contra otros metales.
• Puede soportar presiones que oscilan entre 35.000 psi y 119.000 psi. Como dato, el bronce más duro es el de manganeso, ya que puede soportar la máxima presión tolerable.
• A diferencia de muchas otras aleaciones metálicas hechas con cobre, el bronce no se funde con facilidad. De hecho, se necesitan más de 1093 °C grados centígrados de calor para derretir este metal.
• Es un material resistente a la corrosión, es así que no se oxida como el hierro o el acero, puede incluso aguantar el agua salada.
• Algunas aleaciones suelen expandirse el momento de solidificar la aleación. Esta propiedad es muy interesante en el área de las esculturas cuando se trabaja con moldes.
• Es metal duro y quebradizo, pero menos quebradizo que el hierro.
• Cuando se expone al ambiente se oxida fácilmente y forma una pátina de óxido de cobre y a veces de carbonato de cobre. Esta fina capa protege al bronce de la corrosión. Sin embargo, ante la exposición de agua de mar puede formar cloruros de cobre y esta capa convertirse en cloruros de cobre, unos compuestos químicos que dañan al bronce en la llamada “enfermedad del bronce”
• A diferencia de otros metales como el acero, el bronce al ser golpeado con otro metal duro, no genera chispas, por lo cual es útil tenerlo en lugares donde hay potencial de inflamables o explosivos.

Tipos de bronce

El bronce original o comercial

El bronce original o verdadero es aquel que se forma por la combinación del 90% de cobre (Cu) con el 10% de estaño (Sn), este metal fue el que primero se creo en la llamada edad del bronce, y también se le conoce como bronce comercial.

El bronce estatuario

Este metal se caracteriza por que se compone al menos del 97% de cobre (Cu9, un 2% de estaño (Sn) y el 1% de zinc (Zn). Es llamado así ya que por su maleabilidad y resistencia a la intemperie se le utiliza para crear esculturas o estatuas que se exhiben en parques o en espacios abiertos.

El bronce arquitectónico

Este metal en realidad es un latón con plomo debido a que se compone del 57% de cobre (Cu), más un 40% de zinc junto con un 3% de plomo (Pb). Lleva este nombre debido al porcentaje de zinc y plomo que tiene, además, podrás notar que no lleva estaño como el bronce original.

Como su nombre lo indica es usado para obras arquitectónicas.

Bronce fosforoso

Este metal se forma por la aleación de estaño que varía en contenido de 0.5% a 1% y fósforo entre 0.01% a 0.35% junto con la mayor cantidad de cobre en la mezcla. Este metal destaca su alta resistencia y tenacidad ante esfuerzos de fricción.

En este caso el contenido de estaño es el que aumenta la resistencia ante la corrosión, mientras que el fósforo le da resistencia al desgaste y le brinda rigidez.

Los usos más importantes de este tipo de bronce son la creación de productos eléctricos, fuelles, resortes, arandelas, equipos resistentes a la corrosión.

Bronce de aluminio

Este tipo de aleación contiene entre el 6% al 12% de aluminio, más un 6% de hierro, junto con un 6% de níquel, todos combinados con cobre. Esta mezcla hace que el metal adquiera una gran resistencia al desgaste y a la corrosión.

Esta aleación es especialmente útil para usarse en equipo marino, cojinetes de deslizamiento, bombas y válvulas expuestas a fluidos corrosivos.

Bronce de silicio

Esta aleación es también llamada «bronce de silicio rojo«, en este caso el metal contiene cobre, pero también silicio y zinc. Típicamente se forma al menos con un contenido de zinc del 20% y un contenido de silicio no superior al 6%. 

Los usos más importantes que tiene es la fabricación de piezas de bombas y válvulas.

El bronce de cobre níquel

Esta aleación contiene un alto porcentaje de níquel. Sin embargo, la cantidad real de níquel en este metal es variable de entre 2% al 30% dependiendo de los usos que vaya a tener. Se caracteriza por ser fuerte y resistente a la corrosión. Además, tiene una excelente estabilidad térmica siendo especialmente útil para la fabricación de componentes electrónicos, equipos marinos, cascos de barcos y más.

Bronce de manganeso

Esta aleación crea el bronce de mayor dureza capaz de resistir 119000 PSI de presión. Sin embargo, hace que el metal no sea tratable con calor, por lo que en sus usos industriales necesita de lubricación constante.

Problemas y deterioro

El bronce tiene buena resistencia a:

• Atmósferas industriales, rurales y marinas
• Ácidos débiles si se protegen adecuadamente con revestimientos protectores adecuados.

El bronce tiene poca resistencia a:

• Amoníaco
• Compuestos férricos y amoniacales
• Cianuros
• Contaminación urbana
• Lluvia ácida
• Excrementos de aves

Usos del bronce

Uso en el arte

Este quizás es la aplicación más popular que tiene este metal, sobre todo porque funciona como base para crear esculturas. El bronce es elegido para este uso debido a que tiene la cualidad de expandirse lentamente mientras se enfría. A pesar de que es pesado y bastante denso los escultores eligen este metal para dar vida a sus ideas.

Usos en la construcción

A pesar de que el acero es el metal más usado en la construcción, el bronce aun tiene su pequeño espacio. Por ejemplo, algunos componentes móviles de puentes, ruedas en tornillos, plataformas giratorias y más están fabricadas con este metal.

También algunas herramientas como martillos, llaves, o mazos están fabricados con bronce debido a su alta resistencia.

Estos martillos son hechos así debido a que el bronce no crea chispas ante golpes como si lo hace el acero.

En resortes

En esta aplicación juega un papel importante el bronce fosforoso que se utiliza para crear resortes de compresión y contactos eléctricos, además, su alta resistencia ala corrosión y bajo coeficiente ante la fricción lo hacen un popular sustituto de aleaciones de cobre y berilio.

En infraestructura y arquitectura marina

Gracias a su excelente resistencia ante la corrosión y su típica lubricidad natural, este metal es utilizado en infraestructura que se expone al gua dulce y salada como partes de motores, bombas, hélices y casquetes de barcos.

En piezas fundidas e industriales

El metal bronce es fácilmente de mecanizar y sirve para crear piezas fundidas, como resultado se crean bombas, vástagos de válvulas que son altamente resistentes al desgaste y a la abrasión. En este caso el bronce de silicio juega un papel muy importante debido a que tiene cualidades autolubricantes, esto lo hace ideal para fabricar cojinetes y pequeños motores eléctricos.

En instrumentos musicales

Las cuerdas que son entorchadas con bronce son usadas en guitarras acústicas, pianos y otros instrumentos tradicionales. Esta propiedad logra que los sonidos sean más cálidos sobre todo en notas bajas.

Usos típicos

El bronce arquitectónico se usa típicamente para:
1. marcos de puertas y ventanas
2. herrajes para puertas y ventanas
3. buzones de correo y tolvas
4. molduras o rieles
5. herrajes para muebles.