Por qué el cobre conduce: de la red cristalina al 100% IACS

El metal que se convirtió en patrón

Si quieres saber cómo de bien conduce la electricidad un metal, lo comparas con el cobre. No es una metáfora. La unidad internacional de conductividad eléctrica se llama International Annealed Copper Standard, IACS para abreviar, y está definida sobre un trozo de hilo de cobre recocido. Todo lo que la industria ha medido desde entonces, del aluminio al superconductor, se expresa como un porcentaje de ese hilito.

En resumen

• El patrón es hilo de cobre recocido de un metro y un gramo, con una densidad de 8,89 gramos por centímetro cúbico y una resistencia de 0,15328 ohmios a 20 grados. Eso es 100% IACS por definición.
• El cobre refinado de hoy alcanza alrededor del 101%: mejor que el patrón que él mismo es.
• De todos los metales solo la plata conduce mejor, 6,30 frente a 5,96 × 10⁷ siemens por metro. El aluminio se queda en torno a 3,5.
• El cobre recocido conduce mejor que el cobre trabajado en frío: 87,5% frente a 84,1% IACS medidos.
• Esa diferencia está en la red cristalina, y justo por eso un calderero calienta la pieza entre tandas de martillazos.

Qué pasa dentro de la red

El cobre cristaliza en una red cúbica en la que cada átomo no llega a retener del todo uno de sus electrones. Esos electrones sueltos se mueven por toda la pieza de metal, y eso es conducir: no que algo fluya por dentro como el agua por un tubo, sino que toda una nube de electrones se pone en marcha a la vez.

Cuanto más ordenada esté esa red, más lejos llega un electrón sin chocar con nada. Cada interrupción de ese orden, una dislocación en el oficio, dispersa electrones y por tanto cuesta conductividad. El cobre bien recocido tiene alrededor de 10¹⁰ de esas interrupciones por metro cuadrado. El cobre muy trabajado en frío llega hasta 10¹⁵: un factor de cien mil.

Por qué calentar restaura la red

El trabajo en frío, es decir laminar, trefilar o martillar sin calor, llena esa red de dislocaciones. El metal se vuelve más duro y más rígido, y conduce peor. Si luego lo calientas por encima de la temperatura de recristalización, esas dislocaciones desaparecen: los granos cristalinos viejos son sustituidos por otros nuevos y sin tensiones, y los electrones vuelven a pasar.

No es teoría sino una diferencia medida. En un estudio sobre cobre electrolítico, el cobre laminado en frío se midió en 84,1% IACS; tras una hora de recocido estaba en 87,5%. Precisamente por eso casi todo el hilo de cobre del mundo se recuece después de trefilarlo: sin ese paso sería demasiado rígido para doblarlo y encima conduciría peor.

Por qué esto le importa a una pieza hecha a mano

Una jarra o un vaso de cobre no se fresa de un bloque sino que se levanta de una chapa: miles de martillazos que llevan el metal a su forma paso a paso. Con cada golpe el cobre se endurece, y llegado un punto se agrietaría si el artesano siguiera. Así que calienta la pieza, deja que la red se recupere, y continúa.

El patrón martillado que ves en un producto Kopero existe, por tanto, solo porque el cobre volvió una y otra vez a la brasa entre medias. Ese mismo calentar que mantiene el metal manejable devuelve la red al orden en el que mejor conduce. En qué se diferencian los dos acabados está en cobre liso o martillado.

El calor toma el mismo camino

Esos mismos electrones libres transportan también el calor, y también ahí el cobre va segundo detrás de la plata. En la práctica se nota enseguida: sirve té caliente en una taza de cobre y la pared se habrá calentado con él en unos segundos, y por eso la coges por el asa. Llena una botella con agua fría y esa es exactamente la razón de que en menos de un minuto esté fresca en tu mano. Lo que eso significa en el día a día está en café y té en una taza de cobre.

Por qué el electricista clava cobre en la tierra

Cuando hay que conectar un edificio a tierra, se hace con cobre. Las picas y los flejes de tierra son de cobre o de acero cobreado, por dos razones a la vez: conduce mejor que casi todo, y sigue haciéndolo durante años en suelo húmedo. De todo el cobre que el mundo consume cada año, la mayor parte va precisamente a aplicaciones eléctricas, desde bobinados de motor hasta el cable de tu cargador.

Y la tradición que se apoya en ello

Hay tradiciones que se agarran exactamente a esa propiedad. El anillo tensor de Slim Spurling y las antenas del electrocultivo no son de cobre por casualidad: es el metal que en la vida corriente hace de conductor, y eso es lo que esas tradiciones le atribuyen. De dónde vienen esas historias está en anillos tensores y Slim Spurling y en electrocultivo. No le asociamos declaraciones de salud; lo que oficialmente puede decirse en la UE sobre el cobre está en las ocho declaraciones oficiales de la UE.

Dónde lo notas

La conductividad no tiene nada de abstracto cuando tienes el metal en las manos. Es la taza que se calienta al momento, la botella que se mantiene fresca, la antena que está clavada en la tierra sin electricidad ni pilas. Mira la taza de cobre, el anillo tensor y las antenas de electrocultivo, o recorre todo el surtido.