Cobre para niños
El cobre (símbolo Cu) es un elemento químico con el número atómico 29. Es un metal de transición de color rojizo anaranjado, con un brillo metálico. El cobre, junto con la plata y el oro, pertenece a la familia del cobre en la tabla periódica. Es uno de los mejores conductores de electricidad, solo superado por la plata. Gracias a su alta conductividad eléctrica, su capacidad para estirarse en hilos (ductilidad) y para formar láminas (maleabilidad), es muy usado en cables y componentes eléctricos.
El cobre se mezcla con otros metales para formar aleaciones, como el bronce y el latón. Estas aleaciones suelen ser más resistentes, aunque a veces conducen menos la electricidad. El cobre es un metal muy duradero porque se puede reciclar muchas veces sin perder sus propiedades.
Fue uno de los primeros metales que los humanos usaron en la prehistoria. El cobre y el bronce fueron tan importantes que se nombraron periodos históricos como la Edad del Cobre y la Edad del Bronce. Aunque su uso disminuyó con la llegada del hierro, el cobre y sus aleaciones se siguieron usando para monedas, campanas y cañones. A partir del siglo XIX, con la invención del generador eléctrico por Michael Faraday, el cobre volvió a ser muy importante para cables e instalaciones eléctricas.
El cobre es vital para las plantas en la fotosíntesis. También es un oligoelemento esencial para los humanos, ayudando a formar glóbulos rojos y a mantener sanos los vasos sanguíneos, nervios, el sistema inmunitario y los huesos. Se encuentra en muchos alimentos como mariscos, legumbres y nueces, por lo que es raro que alguien tenga deficiencia de cobre. Sin embargo, un exceso de cobre puede causar una enfermedad hepática llamada enfermedad de Wilson.
El cobre es el tercer metal más usado en el mundo, después del hierro y el aluminio. La mayor parte del cobre se extrae de rocas llamadas pórfidos cupríferos.
Datos para niños Níquel ← Cobre → Zinc |
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| Tabla completa • Tabla ampliada | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Información general | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nombre, símbolo, número | Cobre, Cu, 29 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Serie química | Metales de transición | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Grupo, período, bloque | 11, 4, d | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Masa atómica | 63.546 u | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configuración electrónica | [Ar] 3d10 4s1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dureza Mohs | 3.0 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electrones por nivel | 2, 8, 18, 1 (imagen) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Apariencia | Metálico, cobrizo | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propiedades atómicas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio medio | 135 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electronegatividad | 1.9 (escala de Pauling) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio atómico (calc) | 145 pm (radio de Bohr) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio covalente | 138 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Radio de van der Waals | 140 pm | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estado(s) de oxidación | +1, +2, +3, +4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Óxido | Levemente básico | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1.ª energía de ionización | 745.5 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2.ª energía de ionización | 1957.9 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3.ª energía de ionización | 3555 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4.ª energía de ionización | 5536 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Líneas espectrales |
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| Propiedades físicas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estado ordinario | Sólido (diamagnético) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Densidad | 8960 kg/m3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto de fusión | 1084,62 K (811 °C) °C | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Punto de ebullición | 2835 K (2562 °C) °C | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Entalpía de vaporización | 300 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Entalpía de fusión | 13.1 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Varios | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estructura cristalina | Cúbica centrada en las caras | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Calor específico | 385 J/(kg·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductividad eléctrica | 5.8108 × 107 S/m | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conductividad térmica | 400 W/(m·K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Velocidad del sonido | 3570 m/s a 293,15 K (20 °C) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isótopos más estables | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Artículo principal: Isótopos del cobre | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se indique lo contrario. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Contenido
- Historia del Cobre: Un Viaje a Través del Tiempo
- ¿Qué Hace al Cobre Tan Especial? Propiedades y Características
- El Cobre y la Vida: Propiedades Biológicas
- Aleaciones y Tipos de Cobre: ¿Con Qué se Mezcla?
- ¿Cómo se Obtiene y se Usa el Cobre? Procesos Industriales
- Reciclaje del Cobre
- Producción y Comercio Mundial de Cobre
- Galería de imágenes
- Véase también
Historia del Cobre: Un Viaje a Través del Tiempo
El cobre ha sido un compañero del ser humano desde hace miles de años.
¿Cuándo se Descubrió el Cobre?
El cobre es uno de los pocos metales que se encuentran puros en la naturaleza, sin mezclarse con otros elementos. Por eso, fue uno de los primeros metales que los humanos usaron. Se han encontrado herramientas de cobre puro de hace unos 9000 años en Çayönü, en la actual Turquía. En América del Norte, los indígenas también usaban cobre puro para hacer puntas de flecha, golpeándolo hasta darle forma.
La Edad del Cobre y el Bronce
Hace unos 7000 años, la gente aprendió a obtener cobre de minerales como la malaquita. Esto marcó el inicio de la Edad del Cobre. Luego, hace unos 5500 años, se descubrió que al mezclar cobre con estaño se creaba el bronce, un material más duro y resistente. Este descubrimiento dio inicio a la Edad del Bronce, que fue muy importante para fabricar herramientas y armas.
El Cobre en la Edad Media y Moderna
Aunque el hierro se volvió más común, el cobre y el bronce siguieron siendo valiosos. Se usaron para hacer campanas, estatuas y cañones. También se inventó el latón, una aleación de cobre y zinc, que se usó para monedas y objetos decorativos.
El Cobre en la Era Moderna
En el siglo XIX, el cobre se volvió esencial gracias a la invención del generador eléctrico por Michael Faraday. Su excelente conductividad eléctrica lo hizo indispensable para cables y equipos eléctricos. Países como Gran Bretaña, Estados Unidos y Chile se convirtieron en grandes productores de cobre.
El Cobre en Chile
Chile es el mayor productor de cobre del mundo. A principios del siglo XX, nuevas tecnologías permitieron extraer cobre de yacimientos con baja concentración del metal. En 1971, las grandes minas de cobre en Chile fueron nacionalizadas, pasando a ser propiedad del Estado. Hoy, la Corporación Nacional del Cobre de Chile (Codelco) gestiona estas minas. Chuquicamata y Minera Escondida son dos de las minas de cobre más grandes del mundo, ambas en Chile.
¿Qué Hace al Cobre Tan Especial? Propiedades y Características
El cobre tiene propiedades únicas que lo hacen muy útil.
Propiedades Físicas del Cobre
El cobre es rojizo y brillante. Es el segundo mejor conductor de electricidad y calor después de la plata. Es abundante en la naturaleza, tiene un precio razonable y se puede reciclar sin fin. Además, es resistente a la corrosión y a la oxidación.
Propiedades Mecánicas del Cobre
El cobre es un metal blando, fácil de moldear y estirar. Tiene buena ductilidad (se puede estirar en hilos muy finos) y maleabilidad (se puede convertir en láminas delgadas). Su dureza es de 3 en la escala de Mohs. Sus propiedades mejoran con bajas temperaturas, lo que lo hace útil en aplicaciones de criogenia (temperaturas muy bajas).
Características Químicas del Cobre
Cuando el cobre se expone al aire, su color rojizo cambia a un tono más oscuro y luego a un verde. Esta capa verde, llamada pátina o cardenillo, protege el metal de más daños. Es importante tener cuidado con el cardenillo en utensilios de cocina, ya que puede ser dañino si se ingiere.
Los ácidos pueden atacar el cobre, por eso se usan para limpiarlo y darle brillo.
El Cobre y la Vida: Propiedades Biológicas
El cobre es un oligoelemento esencial, lo que significa que nuestro cuerpo lo necesita en pequeñas cantidades para funcionar bien.
¿Por Qué Necesitamos Cobre?
En las plantas, el cobre es clave para la fotosíntesis. En los humanos, ayuda a formar glóbulos rojos, mantiene sanos los vasos sanguíneos, nervios, el sistema inmunitario y los huesos. Es parte de importantes enzimas en nuestro cuerpo.
¿Dónde Encontramos Cobre en la Dieta?
El cobre está presente en muchos alimentos comunes como ostras, mariscos, legumbres, vísceras y nueces. También se encuentra en el agua potable. Por eso, es muy raro que una persona tenga deficiencia de cobre.
Precauciones con el Cobre
Aunque el cobre es necesario, tener demasiado en el cuerpo puede ser perjudicial. Inhalar altos niveles de cobre puede irritar las vías respiratorias. Ingerir grandes cantidades puede causar malestar estomacal, como náuseas, vómitos y diarrea. Un exceso de cobre en la sangre puede afectar el hígado y los riñones.
En trabajos donde se manipula cobre, se usan medidas de protección como guantes, gafas y mascarillas para evitar la exposición. La Organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda un nivel máximo de cobre en el agua potable para asegurar que sea segura. Si el agua de tu casa pasa por tuberías de cobre, es buena idea dejarla correr unos 15 segundos antes de beberla por la mañana.
Las actividades mineras pueden contaminar ríos y aguas subterráneas con cobre.
Aleaciones y Tipos de Cobre: ¿Con Qué se Mezcla?
El cobre puro es blando, pero al mezclarse con otros elementos, forma aleaciones mucho más fuertes.
Latón (Cobre-Zinc)
El latón es una aleación de cobre y zinc. Es más duro que el cobre, pero fácil de trabajar. Es resistente a la oxidación y al agua salada, por lo que se usa en barcos y equipos marinos. Su color amarillo brillante, parecido al oro, lo hace popular en joyería y objetos decorativos. También se usa en armamento, soldadura y terminales eléctricos.
Bronce (Cobre-Estaño)
El bronce es una aleación de cobre y estaño, conocida desde la antigüedad. Fue la primera aleación creada por el ser humano. Es más difícil de trabajar que el latón, pero sus piezas fundidas son de mejor calidad. Se usa en baterías eléctricas, válvulas, tuberías y en piezas que necesitan alta resistencia a la corrosión, como en turbinas.
Alpaca (Cobre-Níquel-Zinc)
Las alpacas (también llamadas platas alemanas) son aleaciones de cobre, níquel y zinc. Son resistentes a la corrosión marina, por lo que se usan en la construcción naval, monedas y resistencias eléctricas. También se emplean en telecomunicaciones, instrumentos y objetos decorativos.
¿Cómo se Obtiene y se Usa el Cobre? Procesos Industriales
El cobre se extrae de la tierra y se procesa de varias maneras para sus diferentes usos.
Minería del Cobre
El cobre se encuentra en la naturaleza en forma pura o mezclado con otros minerales. Se extrae de minas a cielo abierto. Los minerales de cobre se procesan para obtener el metal puro. Este proceso es complejo porque los yacimientos suelen tener muy poca concentración de cobre.
Metalurgia del Cobre
La metalurgia es el proceso de obtener el metal de sus minerales. Para los minerales de sulfuro, se usa la pirometalurgia, que implica fundir el mineral a altas temperaturas. Para otros minerales, se usa la hidrometalurgia, que utiliza líquidos para extraer el cobre. Al final de estos procesos, se obtienen planchas de cobre muy puro, llamadas cátodos.
Fabricación de Productos de Cobre
El cobre y sus aleaciones se usan para fabricar una gran variedad de productos.
Cables y Telecomunicaciones
El cobre es el material más común para cables eléctricos y telefónicos debido a su excelente conductividad eléctrica. También se usa en generadores, motores y transformadores.
Medios de Transporte
Los coches, camiones y trenes usan cobre en sus radiadores, frenos, cojinetes y, por supuesto, en el cableado y motores eléctricos. Los trenes de alta velocidad, por ejemplo, necesitan varias toneladas de cobre.
Construcción y Decoración
Las tuberías de agua suelen ser de cobre o latón por su resistencia a la corrosión y sus propiedades que evitan el crecimiento de bacterias. El cobre también se usa en tejados, fachadas y pomos de puertas, ya que ayuda a prevenir la propagación de gérmenes. El bronce es famoso por las estatuas y campanas.
Monedas
Desde la antigüedad, el cobre se ha usado para hacer monedas, ya sea puro o en aleaciones como el bronce y el cuproníquel. Muchas monedas actuales, como las de céntimos de euro, contienen cobre.
Otras Aplicaciones
El cobre se encuentra en maquinaria, bisutería, bombillas, instrumentos musicales de viento, sistemas de calefacción y aire acondicionado.
Cobre No Metálico: Compuestos de Cobre
El sulfato de cobre (II) es un compuesto de cobre muy importante. Se usa en la agricultura como abono y para controlar plagas, para limpiar el agua y para proteger la madera. También se usa para dar color a azulejos y cerámica.
Reciclaje del Cobre
El cobre es uno de los pocos materiales que se pueden reciclar infinitas veces sin perder su calidad. Esto lo convierte en uno de los metales más reciclados de la historia. Reciclar cobre requiere mucha menos energía (alrededor del 25%) que extraerlo de la mina.
El reciclaje es fundamental para satisfacer la demanda mundial de cobre. Las leyes y la conciencia ambiental impulsan el reciclaje de productos que contienen cobre, como electrodomésticos y vehículos. Un gran ejemplo de reciclaje de cobre fue el cambio de las monedas nacionales al euro en Europa, donde miles de toneladas de cobre de monedas antiguas fueron recicladas.
Producción y Comercio Mundial de Cobre
Producción Minera
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En 2019, la producción mundial de cobre alcanzó los 20 millones de toneladas. Chile es el principal productor, seguido por Perú y China.
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Reservas Mundiales de Cobre
Las reservas conocidas de cobre en el mundo son muy grandes. En 2011, se estimó que había 690 millones de toneladas de cobre que se podían extraer de forma rentable. Chile tiene las mayores reservas, con un 28% del total mundial, seguido por Perú y Australia.
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Comercio y Consumo
El cobre es un metal muy comercializado a nivel mundial. Su precio se fija diariamente en mercados como la Bolsa de Metales de Londres. El aumento de la demanda, especialmente de países como China, ha hecho que el precio del cobre suba.
Los principales consumidores de cobre refinado son la Unión Europea, China y Estados Unidos.
| Rango | Estado | Consumo de cobre refinado ( en mill. ton/año ) |
|---|---|---|
| 1 | Unión Europea | 4.32 |
| 2 | China | 3.67 |
| 3 | Estados Unidos | 2.13 |
| 4 | Japón | 1.28 |
| 5 | Corea del Sur | 0.81 |
| 6 | Rusia | 0.68 |
| 7 | Taiwán | 0.64 |
| 8 | India | 0.44 |
| 9 | Brasil | 0.34 |
| 10 | México | 0.30 |
Los países que más producen cobre también son los que más lo exportan. Los países industrializados son los principales importadores de cobre.
Galería de imágenes
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Estatua en cobre del faraón Pepy I. Siglo XXIII a. C.
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Disco de Faraday.
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Producción de mineral de cobre entre 1900 y 2004, en el mundo (rojo), EE. UU. (azul) y Chile (verde).
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Configuración electrónica del átomo de cobre.
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Diagrama de Pourbaix del cobre
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Disco de cobre obtenido mediante un proceso de colada continua (99.95 % de pureza).
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Tubería de cobre recocido.
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Cable eléctrico de cobre.
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Instrumento musical de viento.
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Mineral de cobre.
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Cañones de bronce fundido. Los Inválidos, París.
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Prensa de estampación.
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Piezas de cobre mecanizadas.
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Componentes de tuberías para soldar.
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Destilería con alambiques de cobre.
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Bobina de alambre desnudo.
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Bobina de tubo de cobre.
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Prensa troqueladora de excéntrica.
Véase también
En inglés: Copper Facts for Kids
