¿Qué saben los arquitectos sobre la formación de placa y pátina en el cobre, los edificios y su impacto en las aguas residuales de lluvia y el medio ambiente? El arquitecto Chris Hodson, corresponsal de www.copperconcept.org, solicita respuestas directas a un experto principal.
Durante 15 años, el profesor Ingre Odnywall Wallinder (IOW) ha estado involucrado en investigaciones de laboratorio y de campo interdisciplinarias a gran escala sobre corrosión y lavado de metales de techos y fachadas de cobre realizadas por la Facultad de Superficies y Corrosión del Instituto Real de Tecnología de Estocolmo.
Chris Hodson (CH): ¿Qué sucede cuando el cobre se vuelve marrón y luego verde al entrar en contacto con la atmósfera?
Inegra Onewall Wallinder (IOW): todos los metales menos los más preciosos, como el oro y el platino, se oxidan y corroen en diversos grados cuando están al aire libre. Podemos ver esto en forma de óxido en el acero y depósitos blancos en el acero galvanizado. Sin embargo, la oxidación de metales o aleaciones como el titanio y el acero inoxidable no es visible a simple vista. Cuando se expone al aire atmosférico, el cobre forma óxido de cobre (cuprita), que gradualmente adquiere un color negro pardusco más oscuro. Luego, varios cloruros y sulfatos de cobre básicos pintan la superficie de verde. La fórmula de la pátina depende de las condiciones atmosféricas, en particular, la concentración de dióxido de azufre y cloruro de sodio son decisivas. En el medio marino, la formación de cloruros de cobre básicos hace que las superficies adquieran un color más azul. A pesar de estas superficies verde / azul, la capa interna sigue siendo predominantemente cuprita marrón-negra. En ausencia de contaminación en el aire y lejos de la costa, la placa puede conservar su color marrón.
CH: ¿Cómo afecta la placa a la corrosión de la superficie del cobre?
IOW: El revestimiento se adhiere firmemente a la superficie y actúa como una barrera eficaz, reduciendo significativamente la corrosión de la capa de cobre subyacente. Si la placa se ha formado durante más de 100 años, el metal de abajo aún no se oxidará. Pero esta regla no se aplica en el caso de productos fácilmente corrosivos como las sales de cobre, si las hubiera.
CH: ¿Por qué la placa no se disuelve rápidamente y no se lava la superficie como sales solubles en agua?
IOW: En primer lugar, los compuestos de cobre base formados en el depósito de cobre tienen una composición química muy diferente a la de las sales de cobre solubles en agua. En segundo lugar, los compuestos base son parte de la placa, que consiste principalmente en cuprita. En tercer lugar, la presencia de una capa de película delgada, combinada con períodos repetidos de humedad y sequedad que influyen en los factores de las condiciones atmosféricas, permite que el cobre parcialmente disuelto liberado de la composición de la placa se asiente parcialmente durante los ciclos de secado. Estas condiciones difieren significativamente de las condiciones de laboratorio de inmersión a granel, cuando no hay periodos de secado y el cobre disuelto tiene una capacidad de reposición limitada.
CH: Entonces, ¿el agua de lluvia lava algún material de la superficie de cobre?
OIA: Algunos de los materiales se lavan de la superficie de todos los metales. Pero solo mediante la reacción del agua de lluvia con las superficies se puede disolver una cierta cantidad de cobre liberado. Esto, en principio, depende de las características de la lluvia (intensidad, cantidad de agua, duración, acidez) y de la dirección del viento predominante, junto con factores como la geometría del edificio, su orientación, pendiente y sombreado. Por tanto, la cantidad de materiales que se liberan en el agua es una proporción muy pequeña de placa y la mayoría de los productos aislados son poco solubles en agua.
CH: ¿Qué pasa con el cobre arrastrado del edificio?
OIA: Se ha confirmado que varios materiales en las cercanías de un edificio, incluido el suelo, el hormigón y la piedra caliza, absorben eficazmente el cobre liberado. La interacción con estas superficies también reduce significativamente la bioacumulación de cobre. Así, el cobre liberado quedará atrapado por la superficie ya en el sistema de drenaje: se ha confirmado la eficacia de las tuberías de hormigón y hierro fundido. De hecho, más del 98% del cobre total que se libera en las aguas residuales sobre superficies de hormigón está ligado a 20 m de interacción. Algunos países ya han adoptado tecnologías de drenaje sostenibles, que incluyen ropa de carretera absorbente, desagües o zanjas, pozos invertidos o tanques de sedimentación y terrenos de drenaje, en lugar de la escorrentía por tuberías en arroyos y ríos. Aquí, los estudios han demostrado un alto porcentaje de retención de cobre en las primeras etapas cuando se utilizan estas tecnologías. En resumen, podemos decir que en el proceso de unión de materia orgánica, absorción de partículas y sedimentos, el cobre separado permanece en estado mineral como parte de la reserva natural de cobre en la tierra, continuando el ciclo natural de liberación / mineralización.
CH: ¿Hay situaciones en las que los arquitectos deban prestar mucha atención al drenaje de un edificio de cobre?
OIA: Bueno, si ha diseñado un gran techo de cobre que desemboca directamente en un lago con organismos acuáticos sensibles, sin ninguna reacción previa con materia orgánica o diversas superficies, debe buscar asesoramiento. Se puede obtener mucha ayuda y asesoramiento del Instituto Europeo del Cobre, incluidas las herramientas de evaluación de proyectos.
CH: ¿Por qué algunos países todavía tienen preocupaciones sobre el cobre en las aguas residuales?
OIA: La mayoría de los estudios ecotoxicológicos se realizan sobre sales fácilmente solubles en agua para evaluar los efectos adversos en los organismos acuáticos, incluidos los metales en su forma iónica. Tienen poco que ver con la situación real de un edificio revestido de cobre expuesto a la intemperie, como comentamos anteriormente. Las condiciones reales del sistema de drenaje, la arquitectura del paisaje accidentado y el entorno del edificio también son muy diferentes de las condiciones de las pruebas ecotoxicológicas con sales de cobre, donde todo el cobre se encuentra en una forma química que se puede asimilar biológicamente. Por lo tanto, las normas y legislaciones erróneas ahora deben corregirse teniendo en cuenta la situación ambiental real, especialmente teniendo en cuenta el impacto en la naturaleza del cobre.
Publicado en el número 31 de 2011 del "Copper Architectural Forum". y en www.copperconcept.org
Por Chris Hodson
