Nuevos aires vive el cobre. En momentos en que la exportación de cátodos y concentrados del metal rojo se han transformado en la principal billetera de Chile, una nueva industria se está gestando: los usos del mineral con valor agregado, incorporándolo como materia prima en productos mobiliarios, infraestructura, artículos de aseo, textil, cosmética y hasta como insumo médico.

Este giro responde necesidades clave del país: en primer lugar a diversificar la canasta exportadora basada en el cobre -Chile es el principal exportador a nivel mundial con el 32% del mercado- para evitar una excesiva dependencia de un metal cuyo valor se transa en la bolsa de metales de Londres (LME) y cuya proyección de precio determina el presupuesto del país. 

Y en segundo lugar, a paliar los potenciales efectos de la sustitución del cobre por otros metales menos eficientes, como aluminio y fibra óptica cuando el costo del mineral sube, explica Miguel Ángel Durán, director de la Escuela de Minería y Recursos Naturales de la Universidad Central. Por otro lado, el grafeno no sería un problema en el mediano plazo porque aún no puede fabricarse a escala industrial. 

El gran caballo de batalla para revertir este escenario es otorgar valor agregado al commodity a partir de sus propiedades bactericidas, las que fueron aprobadas formalmente en 2008 por la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA en inglés), que certificó más de 270 aleaciones posibles. Este hito fue el puntapié inicial para dar curso a una nueva industria. 

Hasta hace poco más de seis años, al cobre sólo se le reconocía las propiedades de conductividad y flexibilidad. De hecho, el 60% de los usos actuales del metal rojo siguen estando liderados por la transmisión de electricidad, telecomunicaciones, motores, sistemas de refrigeración, aleaciones, construcción y equipos electrónicos -chips, conexiones, transformadores y circuitos-.

La resolución de la EPA marcó un antes y un después para el cobre, que venía trabajando desde hace años en demostrar sus ventajas para eliminar patógenos en poco tiempo. De hecho, a inicios de la década del noventa, debió enfrentar acusaciones de un posible daño a la salud que generaba su uso, entre otras, vertidas por la Organización Mundial de la Salud, que, incluso, lo llegó a comparar con el asbesto (se usó como aislante térmico en construcciones; fue prohibido a fines de los setenta en Estados Unidos).

Gonzalo Rivas, presidente del Consejo de Innovación para la Competitividad, recuerda que a partir de aquello, el Gobierno, a través del Ministerio de Hacienda, entregó US$ 1 millón al año para estudios que comprobaran las ventajas del cobre. Recién en 2003, con resultados sobre la mesa, se pudo demostrar su propiedad antimicrobiana, lo que contribuyó a cimentar lo que se está materializando hoy.

En el mundo, y en particular en Chile, existe una nueva generación de productos que están acercando el cobre a las personas. Hernán Sierralta, consultor senior de International Copper Association (ICA), que reúne a 37 miembros que representan casi un 80% de la producción mundial de cobre, señala que al año se invierten más de US$ 5 millones en investigación y desarrollo (I+D) para nuevas soluciones.

En el país, uno de los primeros en esta batalla fue Codelco, que a fines de 2007 creó INCuBA, con el fin de incrementar el consumo del cobre con la creación de emprendimientos e I+D que diversificaran su uso. Así nació uno de los más exitosos: Ecosea Farming. Junto a otros socios como ICA, en 2011 lanzaron al mar las primeras jaulas con aplicaciones de cobre para la industria salmonera, más resistentes y con propiedades bactericidas y virucidas. Son 100% reciclables, previenen el escape de peces, no necesitan cambio de malla por cinco años, y reduce los daños, estrés y mortalidad del salmón. Eduardo Foix, director de Desarrollo de Mercados de Codelco, explica que han logrado insertar 600 toneladas de cobre al mercado y están en plena fase de internacionalización, yad portasde firmar contratos para instalar mallas de cobre en Canadá y Asia. Además, diseñaron el primer prototipo de jaulas para otra especie: la seriola, en Caldera, en la Región de Atacama. Éstas -a diferencia de las salmoneras- están instaladas a mar abierto, lo que significa que son monitoreadas y controladas de manera remota para adaptarse a los cambios de oleaje y del viento. Una tecnología que ha requerido mucha investigación, explica el ejecutivo, ya que es el primer sistema que se fabrica “offshore” y de manera remota, para una especie que tiene hasta cinco veces el valor del salmón, lo que abre su uso en otras partes del mundo.   

También abrieron el nicho textil. En 2011, lanzaron junto a Monarch, InnovaChile de Corfo y Copper Andino, los primeros calcetines con fibras de cobre que eliminan hongos, olores, infecciones bacterianas y mejoran la cicatrización de heridas. Luis Améstica, cofundador de Copper Andino, comenta que partieron comercializando 300 mil pares y este año esperan sobrepasar el millón. La marca ha extendido el uso del metal rojo a mini medias, ropa interior y camisetas. Y han surgido otras compañías que se han sumado a esta tendencia. 

En ese mismo año, Copper Andino, Codelco y Arauco aplicaron partículas de cobre en la superficie de tableros melaminizados. Así surgió melamina Vesto, que hoy representa 20% del total de las ventas de tableros realizadas desde el país. En Arauco señalan que se comercializa en Chile, Perú, Colombia, México y algunos países de Centroamérica, como Guatemala y Costa Rica, con una producción que alcanza los 20.000 m3/mes. Para este año, proyectan facturar US$ 77 millones en esta línea y llegar a los US$ 90 millones en 2015. La gran novedad, es que por primera vez comenzaron a fabricar la melamina fuera de Chile, específicamente en la planta de Zárate, en Argentina.

Jaulas de cobre.

Pese a los resultados, Codelco decidió a fines de 2013 reformular INCuBA y transformarlo en “Codelco Lab”, que actúa como una aceleradora de proyectos, el cual ya no es parte de la propiedad del emprendimiento, sino que ayuda a articular los ya existentes para que puedan crecer en el mercado. Eduardo Foix de Codelco señala que se necesitaban muchos recursos para levantar una compañía, lo que reducía el nivel de impacto requerido. Hoy, buscan acelerar la llegada de empresas al mercado. Para ello, a inicios de 2015 se trasladarán al Centro de Innovación UC Anacleto Angellini, para apoyar a los 30 proyectos que conforman hoy su cartera. Entre las novedades, están trabajando con la Clínica Mayo en un desarrollo para incorporar una delgada capa de cobre en los implantes de titanio que tienen una alta tasa de rechazo. En este caso, el metal rojo ayudaría a incrementar la aceptación de la prótesis en el cuerpo y bajaría las opciones de contagio de enfermedades intrahospitalarias.

Infraestructura y nanotecnología

Sus ventajas antimicrobianas han posibilitado el desarrollo en infraestructura, mobiliario, grifería y quincallería, dando paso a su uso en recintos deportivos y hospitales. Con impulso de la ICA, Codelco, y otras firmas, por ejemplo, hace seis años partieron con la instalación de cobre en la UCI del Hospital Salvador Allende, en Calama. Se sumaron camas y accesorios de cobre en el Hospital Roberto del Río. Y hoy ya es posible encontrarlo en recintos hospitalarios en el extranjero, como es el caso del centro de traumatología del Pullman Regional Hospital, en Washington, Estados Unidos, que tiene 29 mil metros cuadrados con cobre, para reducir infecciones.

Esto se suma al centro deportivo Juan Pinto Durán en Santiago, que en mayo pasado, inauguró nuevas instalaciones (camarines, habitaciones del hotel, salas de reuniones y comedor, entre otras) con intervenciones del mineral: mobiliarios, grifería, productos textiles, entre otros.

Después de dos años de exploración, la firma chilena Nanotec logró dar con formulaciones que permitieron llevar a escala industrial productos con nanopartículas de cobre para diversos desarrollos. Si bien la idea era suministrar el insumo, dado el poco interés de la industria decidieron hacer ellos mismos las aplicaciones para los clientes, explica Patricio Jarpa, gerente general de la firma. Así, en 2011 lanzaron tarjetas de crédito y débito con nanopartículas de cobre y hoy se han ampliado a autoadhesivos antimicrobianos Copper Zone, que se adhiere a distintas superficies para lugares de alto tráfico; un film antibacteriano con filtro UV, o esponjas antibacterianas para limpieza junto a Virutex. Comenta que esperaban comercializar 100 mil unidades este año, sin embargo, cumplieron la meta en octubre cuando lanzaron el producto. El ejecutivo, que estima facturar US$ 2 millones este año, explica que a la fecha trabajan en 34 proyectos de nanopartículas de cobre, en ámbitos como higiene o construcción, que sólo se darán a conocer cuando esté la tecnología probada.

El cobre está entrando con fuerza al sector cosmético. Por ejemplo, Brooks, de Empresas Davis, lanzó este año un talco y spray Brooks 42K para pies sanos. La compañía se proponía cerrar 2014 con una participación de mercado de 2% de la categoría con este producto, sin embargo, las cifras finales indican que ya la superaron, señala Rodrigo Alles, jefe de marketing de la empresa. Siguen explorando nuevas soluciones y este mes lanzarán Brooks 42K Shower Gel, que integra las propiedades del cobre en la higiene personal.

Línea Vesto con melamina de cobre de Arauco.

Valor agregado

En la multinacional 3M también investigan soluciones. Hernán Conejeros, gerente técnico de 3M Chile, comenta que tienen un portafolio de proyectos con propiedades bactericidas en el país, el que esperan materializar en los próximos dos años. Sin embargo, desde la década del noventa que fabrican terminales y conectores de cobre, de los cuales actualmente se exportan 90 toneladas. Sin embargo, su precio sería 30% más bajo si se vendiera sin procesar, lo que refleja la importancia de dar valor agregado al cobre.

Los productos deberían aumentar, asevera Sierralta, de la ICA. Explica que la entidad maneja una cartera de 11 proyectos de I+D alrededor del mundo en diferentes grados de madurez. En etapa de comercialización, se encuentran aplicaciones en acuicultura, motores de cobre y cableado para transmisión de datos, mientras que en el desarrollo de productos, destaca el proyecto de disipadores de energía sísmica (un mercado que podría utilizar 20 mil toneladas del mineral al año) y el control térmico de baterías. Agrega, que para 2015, proyectan un presupuesto de más de US$ 7 millones, de los cuales US$ 3 millones son fondos de co-financiamiento de entidades internacionales interesadas por nuevos desarrollos o mejorar tecnológicas alrededor del mundo. Sólo en acuicultura hay más de 20 entidades haciendo proyectos de I+D, como Mitsubishi Materials, DaeChang, la Armada de Estados Unidos, Mainstream, entre otros.

Las piezas del ajedrez por primera vez se están moviendo y van en la dirección correcta. Chile está liderando con fuerza una batalla para defender su principal industria con presupuestos concretos y nuevos productos, los que ya están saliendo al extranjero. Es de esperar que se sumen más empresas, el portafolio de productos se amplíe y el número de consumidores crezca cada vez más para lograr la anhelada diversificación productiva.

Copper is experiencing a breath of fresh air. At a time when the exportation of cathodes and concentrates of the red metal have become the main source of income in Chile, a new industry is emerging: value-added copper. This is being done by incorporating copper as the raw material of a number of products, ranging from furnishings, infrastructure, cleaning articles, textiles, cosmetics and even medical supplies.

This change of direction is a direct response to some crucial issues facing the country. Firstly, the need to diversify the copper-based export basket – Chile is the biggest global exporter of the mineral, with 32% of the world market. This diversification is being done to avoid overdependence on the metal. The practice of the value of copper being traded on the London Metal Exchange (the LME) means the price projection of the red metal largely determines the Chilean national budget.

Secondly, as Miguel Ángel Durán, Director of the School of Mining and Natural Resources at the Central University points out, there is also a need to reduce the potential effects of copper being substituted for other, less efficient, metals, such as aluminum, and fiber optics, following rises in its price. On the other hand, graphene will not pose a problem in the medium term, because it still cannot be manufactured on an industrial scale. 

The great sticking point in reversing this scenario is to find ways of providing added value to the commodity based on its antimicrobial properties. These properties were officially approved in 2008 by the US Environmental Protection Agency (EPA), which certified over 270 possible alloys. This landmark was the spark which ignited a new industry.   

Until a little more than six years ago, copper was only known for its properties of conductivity and flexibility. In fact, 60% of its current use still relates to the transmission of electricity, telecommunication, engines, refrigeration systems, alloys, construction and electronic equipment – chips, connections, transformers and circuits. 

The EPA ruling marked a before and after for copper. Prior to the 2008 certification, work had been conducted for years to show the advantages of the red metal in eliminating pathogens over a short period of time. In fact, at the beginning of the 1990s, it had to confront accusations of its possible detrimental effects to health. Such claims were raised by, among others, the World Health Organization, which compared it to asbestos (which was used as a thermal insulator in buildings, but was banned by the United States in the late 1970s). 

Gonzalo Rivas, President of the Innovation for Competitiveness Council, recalls that it was from this moment that the Government, though the Ministry of Finance, began providing US$1 million per year for research into the benefits of copper. In 2003, with the results available, the antimicrobial properties of copper could finally be demonstrated. This helped to lay the foundations for the events of today.

Around the world, and particularly in Chile, there is a new generation of products helping to bring copper closer to the general public. Hernán Sierralta, senior consultant at the International Copper Association (ICA), a body that unites 37 member companies representing almost 80% of global copper production, says that more than US$5 million is invested in research and development (R+D) every year for new solutions.

In Chile, one of the first actors to participate in this area was Codelco. At the end of 2007, the company created INCuBA, to increase copper consumption by creating entrepreneurs and R+D to diversify the use of the red metal. This is how one of the most famous examples came about: Ecosea Farming. In conjunction with other partners like ICA, in 2011 the first cages with copper applications for the salmon industry were thrown into the sea. They are more resistant than traditional cages and contain antimicrobial and antiviral properties. In addition, they are 100% recyclable, they prevent fish from escaping, they do not require netting to be replaced every five years, and they reduce the harm, stress and mortality of salmon. Eduardo Foix, Director of Market Development at Codelco, explains that they have successfully incorporated 600 tons of copper into the market and are currently in the process of foreign expansion, on the verge of signing contracts to install copper netting in Canada and Asia. Furthermore, they have designed the first prototype cage for a different species: the seriola amberjack, in Caldera, in the Atacama Region. These nets, unlike in the salmon industry, are deployed in the open sea, meaning their monitoring and control is done remotely, to adapt to the changes of the tide and wind. This technology has required in-depth research, says Foix, because it is the first system built offshore and remotely, and it relates to a species up to five times more valuable than the salmon. This, he notes, has opened the technology up to other parts of the world.

Another niche area has been opened up in the textile industry. In 2011, InnovaChile, from CORFO, and Copper Andina, in conjunction with Monarch, launched the first socks made with copper fibers. These fibers help eliminate fungi, odors, bacterial infections and improve wound healing. Luis Améstica, co-founder of Copper Andino, explains that they began by marketing 300,000 pairs, and have this year surpassed one million. The brand has expanded into using copper in stockings, underwear, shirts and t-shirts. Other companies have also emerged in this area.

In the same year, Copper Andino, Codelco and Arauco began applying copper particles to the surfaces of melamine boards. This led to the creation of the company Melamina Vesto, which currently represents 20% of all sales of worktops in Chile. Arauco says that these worktops are marketed in Chile, Peru, Colombia, Mexico and certain Central American countries, like Guatemala and Costa Rica, with production of up to 20,000m3 per month. This year, they have projected revenue of US$77 million for this range, and anticipate US$90 million for 2015. The big novelty is that for the first time, melamine is now manufactured outside Chile, specifically in the Zárate plant, in Argentina.

Copper Cages.

Despite these results, in 2013 Codelco decided to reform INCuBA and transform it into “Codelco Lab”, which acts as a project accelerator. It is no longer part of the endeavor, but it helps to establish existing projects with potential for market growth. Eduardo Foix, from Codelco, says that significant resources were needed to get the company started, reducing the required level of impact. Today, they are seeking to accelerate the arrival of companies to the market. To achieve this, at the beginning of 2015 they will move to the Anacleto Angelini UC Innovation Center, to provide support to the 30 projects that make up its current portfolio. Among the new projects, they are working with the Mayo Clinic in developing a thin copper film for titanium implants with high rates of rejection. In this case, the red metal would help to increase the adoption of prosthetics in the body and would lower the risks of contracting intra-hospital infections.

Infrastructure and nanotechnology

The antimicrobial benefits of copper have facilitated its development in infrastructure, furnishings, bathroom fittings and hardware, clearing the way for its use in sports facilities and hospitals. With impetus from ICA, Codelco and other companies, copper began to be installed in the ICU of the Salvador Allende Hospital, in Calama six years ago. Copper beds and fittings were then installed in the Roberto del Río Hospital. Today, the red metal can be also found in foreign hospital facilities, as is the case in the trauma center of the Pullman Regional Hospital in Washington State, in the United States, which has 29,000m2 of copper installed, for reducing infections.

Similarly, last May the Juan Pinto Durán sports center in Santiago inaugurated new copper facilities (dressing rooms, hotel rooms, meeting rooms and the dining room, among others) in furnishings, bathroom fittings, textile products, etc.

Following two years of investigation, the Chilean company Nanotec successfully came up with formulas allowing products with copper nanoparticles to be produced on an industrial scale, for a number of different developments. While the idea was to provide the materials, as Patricio Jarpa, General Manager of the company explains, given the low levels of interest within the industry, they decided to make their own applications for clients. As such, in 2011 they launched credit and debit cards with copper nanoparticles, and today have broadened into antimicrobial Copper Zone self-adhesives, which stick to different surfaces in locations with heavy traffic. They have also developed an antibacterial film with a UV filter, and antibacterial cleaning sponges, in conjunction with Virutex. Jarpa says that, although they expected to market 100,000 units this year, their target was actually met in October, when the product was launched. The executive, who expects revenue of US$2 million this year, explains that they are currently working on 34 copper nanoparticle projects, in areas from hygiene and cleanliness to construction. However, they will only be launched, he says, once the technology has been proven.

Copper is also beginning to make an impact on the cosmetics industry. For example, Brooks, from Empresas Davis, this year launched a talcum powder and spray, Brooks 42K, for healthy feet. The company envisages closing the year with a 2% share of the market in this product category. Nevertheless, final figures indicate that this goal will be surpassed, according to Rodrigo Alles, Head of Marketing at the company. They continue to search for new solutions, and this month they will launch Brooks 42K Shower Gel, which combines the properties of copper with personal hygiene.

Line Vesto melamine copper Arauco.

Value-added

Solutions are also being sought at the multinational firm 3M. Hernán Conejeros, Technical Manager at 3M Chile, says that his company has a portfolio of projects in Chile relating to antibacterial properties, which they hope to launch over the next two years. However, the company has manufactured copper terminals and connectors since the 1990s, with current exports accounting for 90 tons. Nevertheless, their price would be 30% lower if they were sold unprocessed, reflecting the importance of ensuring added value to copper.

Product numbers should increase, says Sierralta, from the ICA. He explains that the ICA manages a portfolio of 11 R+D projects around the world, in different stages of development. Among those in the marketing stage are applications to aquaculture, copper engines and wiring for data transmission. In the product development stage is the notable example of a seismic energy dissipater project (a market that could use up to 20,000 tons of copper a year), as well as one relating to thermal control batteries. He adds that, for 2015, they project a budget of over US$7 million, of which US$3 million are co-financing funds from international bodies interested in new developments and technological improvements from around the world. Only in aquaculture are there more than 20 organizations undertaking R+D projects, such as Mitsubishi Materials, DaeChang, the US Army, and Mainstream, among others.

The chess pieces are being moved on the board for the first time, and they are heading in the right direction. Chile is providing strong leadership in a battle to defend its primary industry, with the implementation of concrete budgets and new projects, which are already moving abroad. It is hoped that the number of businesses involved continues to grow, along with an expansion of the product portfolio and a rise in consumer numbers. This way, the necessary product diversification can be achieved.