Bronze

O bronze é uma liga metálica formada majoritariamente por cobre e estanho. Apresenta-se com uma coloração avermelhada, que, por vezes, lembra o marrom ou o dourado. É de fácil trabalho, fundição e pode ser moldado em diversos formatos. O bronze se destaca por sua boa resistência mecânica, boa resistência ao desgaste, à corrosão e também por ter boa ductilidade.

O bronze, apesar de menor condutividade elétrica e térmica que o cobre, também se destaca nesse campo e, com suas outras propriedades benéficas, justifica sua grande aplicação comercial. O bronze é empregado em diversos setores, como de arte, arquitetura, indústria naval, instrumentos musicais, além de fabricação de peças diversas para o setor de construção. Sua exploração vem de tempos remotos da humanidade, iniciando-se por volta do ano 2500 a.C. Sem dúvida alguma, um metal que muito auxiliou no desenvolvimento das sociedades antigas.

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Resumo sobre o bronze

• O bronze é uma liga formada majoritariamente por cobre e estanho.
• Apresenta-se com coloração avermelhada, é de fácil trabalho, fundição e molde.
• Tem boa resistência mecânica, à corrosão, ao desgaste e tem boa durabilidade.
• É aplicado em diversos setores da nossa economia, como indústria naval, arquitetura, manufatura de instrumentos musicais, peças para o setor de construção, entre outros.
• É explorado desde muito tempo, tendo sido inicialmente usado por volta do ano de 2500 a.C.

O que é o bronze?

O bronze é uma liga metálica de cobre (Cu) que possui o estanho (Sn) como o único ou o principal elemento da liga (além do cobre, obviamente). Dentre os outros metais que podem estar presentes no bronze, citamos o zinco (Zn), além do chumbo (Pb) e fósforo (P).

Características do bronze

O bronze, tendo um alto teor de cobre, apresenta um tom avermelhado, que, por vezes, lembra a coloração marrom e, até mesmo, dourada. É uma liga de fácil trabalho e de melhor fundição que o cobre puro, podendo ser moldada em diversos formatos. Apresenta-se comercialmente na forma de chapas, bobinas, tiras, tarugos, buchas ou barras retangulares.

Propriedades do bronze

Dentre as principais propriedades do bronze, podemos citar:

• boa resistência mecânica;
• boa ductilidade;
• boa resistência ao desgaste;
• boa resistência à corrosão.

O cobre é um metal reconhecido pela sua condutibilidade elétrica e condutibilidade térmica. As ligas, de maneira geral, são pensadas para melhorar as propriedades mecânicas do metal de partida, trazendo também, na maioria das vezes, melhora quanto à corrosão.

No caso do cobre, seu ponto a favor é sua ductilidade, sendo um metal muito fácil de ser trabalhado na indústria. Contudo, não é tão resistente à corrosão quanto os demais elementos do seu grupo (ouro e prata) e é um metal macio. Além disso, o cobre ainda é propenso a rachaduras na superfície, formação de cavidades internas, além de apresentar problemas com porosidade. Por isso, a adição de outros elementos preenchem essas lacunas.

Por exemplo, a adição de estanho traz resistência à corrosão para o bronze, quando este estiver em contato com a água do mar, e para boa parte dos ácidos não oxidantes (com exceção do ácido clorídrico, HCl). Ao sofrer reações de oxidação, forma uma camada esverdeada sobre a sua superfície que acaba auxiliando na proteção da estrutura interna, a qual perde o contato com o ambiente oxidante.

O bronze também se destaca por boa resistência à fadiga, baixa fricção e pelo fato de não gerar faíscas quando golpeado. Isso é imprescindível em ambientes em que existam elementos inflamáveis. O ponto negativo é que a adição desses elementos faz decair a condutibilidade elétrica e térmica do cobre.

A escala IACS (International Annealed Copper Standard) apresenta valores de condutibilidade elétrica para o cobre e suas ligas. Nessa escala, enquanto o cobre puro apresenta valor de 100%, as formas de bronze apresentam valores na proximidade de 15%. Já no que diz respeito à condutibilidade térmica, enquanto o cobre puro apresenta 398 W/m.K, o bronze apresenta cerca de 84 W/m.K.

Quanto às mudanças de fase, sendo uma liga que pode ter composição diversa, o bronze não apresenta uma temperatura de solidificação igual à temperatura de fusão. Assim, para que o bronze se torne totalmente líquido, a temperatura deve superar a temperatura de fusão, enquanto que, para que esteja totalmente sólido, o bronze deve estar em uma temperatura totalmente abaixo da temperatura de solidificação.

A tabela a seguir traz as temperaturas de solidificação e fusão de alguns tipos de bronze:

Aplicações do bronze

O bronze pode ser aplicado em diversos setores econômicos.

• Arte e escultura: sua maleabilidade o torna um material interessante para escultores. Não à toa, muitas estátuas e esculturas são feitas de bronze, as quais apresentam, ainda, boa durabilidade e um bonito visual.

• Arquitetura: ainda dentro do campo artístico e decorativo, o bronze é aplicado em elementos da arquitetura. Aqui, soma-se a sua boa resistência à corrosão e boa resistência mecânica.
• Indústria naval: a boa resistência à corrosão por parte do bronze em ambiente marinho o torna propício para ser aplicado nesse setor. É comum utilizar o bronze para a produção de hélices, órios para navios e componentes que ficarão imersos na água.

• Instrumentos musicais: as propriedades acústicas do bronze são aproveitadas na confecção de pratos de bateria, sinos e algumas partes de instrumentos de cordas.

• Peças diversas: a boa resistência do bronze faz com que ele seja propenso à confecção de buchas, rolamentos, hélices, discos de fricção, porcas, rebites, arruelas, engrenagens, flanges e conexões, válvulas, rotores, discos de embreagem, entre outros.

• Componentes elétricos: embora bem menos condutor que o cobre puro, a condutibilidade elétrica do bronze ainda é vantajosa. Pode ser usado na fabricação de dispositivos que precisam unir a condutividade elétrica com a resistência mecânica.

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Obtenção do bronze

A produção do bronze se dá por meio da fusão dos metais envolvidos na liga. Para tal, são desenvolvidos dois tipos de fornos: usando combustível ou eletricamente aquecido, via indução elétrica. Este último tem tido preferência, por questões envolvendo combustíveis fósseis, como preço e disponibilidade, além de regulações envolvendo saúde e segurança.

Os fornos de indução elétrica costumam produzir uma menor quantidade de fumos tóxicos, compostos por óxidos dos metais envolvidos, uma vez que o ciclo de fundição é bem menor que em comparação aos fornos que utilizam combustíveis fósseis.

Após a fundição, a liga ainda a por processos de tratamento para melhor qualidade do produto final, removendo impurezas que podem prejudicar as características desejadas da liga. A ideia é remover cargas de gases, como oxigênio, hidrogênio, nitrogênio, vapores de água e enxofre, além de impurezas metálicas.

História do bronze

As primeiras evidências da utilização de cobre apontam para o ano de 2500 a.C., cerca de 700 anos após as primeiras provas de utilização de cobre. Algumas análises apontam que artefatos de cobre datados do ano 3000 a.C. apresentavam algum teor de estanho, configurando uma espécie de “bronze acidental”. Algumas fontes relatam que a liga de bronze mais antiga é datada de 4500 a.C., numa escavação arqueológica da Sérvia.

O bronze foi utilizado por diversos povos, como os sumérios, no oeste asiático, povos chineses antigos, egípcios, além de ser observado em cidades como Mesopotâmia e Persia. As ligas de bronze dessa época continham teores de estanho que variavam de 6% a 10%.

Provavelmente os primeiros ferreiros perceberam que o cobre era de fácil trabalho quando aquecido, podendo moldá-lo e cortá-lo em diversas formas. Contudo, a partir do momento que o ser humano o misturou essa mistura com minério de estanho, produzindo assim o bronze, iniciou-se a chamada Era do Bronze. O bronze teve seu uso mais difundido, provavelmente pelo fato de ser mais duro, ser tão durável quanto o cobre, além de ser mais facilmente fundido.

A Era do Bronze se encerrou entre 1000 a.C. e 700 a.C., com o início da Era do Ferro, metal mais abundante e mais fácil de ser processado. Mesmo assim, o bronze ainda perdurou nas sociedades antigas. Por exemplo, a baixa fricção do bronze fê-lo ser muito utilizado em instrumentos bélicos, como canhões.

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Exercícios resolvidos sobre o bronze

Questão 1

(UEA - Geral/2012)

A cúpula do teatro é composta de 36 mil peças de escamas em cerâmica esmaltada e telhas vitrificadas, vindas da Alsácia. Foi adquirida na Casa Koch Frères, em Paris. A pintura ornamental é da autoria de Lourenço Machado. O colorido original, em verde, azul e amarelo é uma analogia à exuberância da bandeira brasileira.

(www.culturamazonas.am.gov.br)

Candelabros, lustres de bronze da Bélgica e painéis de Domenico de Angeli são o cartão de visita no hall de entrada.

(http://gps.serpro.gov.br)

O bronze utilizado na confecção dos lustres é

1. um óxido metálico.
2. uma cerâmica vitrificada.
3. uma liga metálica.
4. um metal puro.
5. uma rocha de brilho metálico.

Resposta: Letra C

O bronze é uma mistura entre os metais cobre e estanho, basicamente, por isso, é considerado uma liga metálica.

Questão 2

(Mackenzie/2010.1) Quando dois ou mais metais, no estado líquido, são miscíveis, dizemos que constituem uma liga metálica, podendo ter composição porcentual, em massa, variável. Como exemplo, tem-se o bronze, liga de cobre e estanho, usado na manufatura de um sino que contém 80% de cobre e 20% de estanho e de uma fechadura contendo 90% de cobre e 10% de estanho.

Com as informações acima, fazem-se as afirmações.

1. O bronze, por não ter composição fixa, não é representado por fórmula química.
2. Se o sino for de meia tonelada, a massa de cobre é de 400 kg.
3. Se, na fechadura, houver 20g de estanho, então a quantidade de bronze, nela, é de 200g.
4. Na obtenção de ligas metálicas, deve haver a evaporação dos metais que a compõem.

Estão corretas as afirmações

1. I e III, somente.
2. I, II e III, somente.
3. II e III, somente.
4. I, II e IV, somente.
5. I, II, III e IV.

Resposta: Letra B.

A alternativa I está correta, pois, como trata-se de uma mistura entre metais, que pode ter variação na composição, o bronze não apresenta uma fórmula química.

A alternativa II está correta, pois 80% da massa do bronze citado utilizado para confecção do sino é composto por cobre. Assim, 80% de meia tonelada (500 kg) é igual a 400 kg.

A alternativa III está correta, pois o estanho do bronze utilizado na confecção da fechadura corresponde a 10% da massa total do bronze. Assim, se o estanho corresponde a 20 g (10%), a massa de bronze utilizada é de 200 g (100%).

A alternativa IV está incorreta, pois as ligas metálicas são obtidas por meio da fusão dos metais, e não por evaporação.

Créditos da imagem

^[1] Andrew Will / Shutterstock

^[2] Chloe-H / Shutterstock

Fontes

KUNDIG, K., J., A.; COWIE, J. G. Copper and Copper Alloys. In: Mechanical Engineers’ Handbook: Materials and Mechanical Design. Cap. 4, v. 1, 3ª ed. Nova Jérsei, EUA: John Wiley & Sons, 2006.

ASM INTERNATIONAL. ASM Specialty Handbook – Copper and Copper Alloys. 1ª ed. EUA: ASM International, 2001.

COPPERMETAL. Bronze. Coppermetal. Disponível em: <https://www.coppermetal.com.br/bronze/>. o em 10 mar. 2025

WARNER BROTHERS FOUNDRY COMPANY. Bronze: properties, characteristics and uses. Warner Brothers Foundry Company. Disponível em: <https://www.wbcastings.com/blog/bronze-guide/>. o em 10 mar. 2025

STANFORD ADVANCED MATERIALS. How bronze is used today. Stanford Advanced Materials. 11 nov. 2024. Disponível em: <https://www.samaterials.com/content/how-bronze-is-used-today.html>. o em 10 mar. 2025.

COPPER DEVELOPMENT ASSOCIATION INC. The beginnings of bronze. Copper Development Association Inc. Disponível em: <https://copper.org/education/history/60centuries/raw_material/thebeginnings.php>. o em 10 mar. 2025.

MAKIN METALS. History of bronze timeline. Makin Metals. Disponível em: <https://www.makin-metals.com/wp-content/s/2023/04/History-of-Bronze-Timeline.pdf>. o em 10 mar. 2025.