Aluminio

Introducción

Proteger el ambiente, evitar que se desaprovechen los recursos naturales no renovables y utilizar la energía más racionalmente, son las mayores preocupaciones de nuestra sociedad.

La administración de los desechos es un importante factor, y debe ser la preocupación de los científicos, industriales y consumidores, preservando e incrementando al mismo tiempo el bienestar de la población y el medio ambiente.

Una de las respuestas más inteligentes a esas preocupaciones es la eficiencia en la utilización de los materiales de reciclado. El reciclado, o sea la obtención de materias primas derivadas del producto final utilizado, representa "una mina superficial" que puede ser renovada indefinidamente. Cuando esa operación resulta económica las leyes del mercado la tornarán una actividad industrial evolucionada y confiable. Estas consideraciones son altamente aplicables a la industria del aluminio, que en todo proceso de beneficio o transformación, posibilita la recuperación de recortes generados en ese proceso, como así también desarrolla una notable industria paralela de reciclado.

El reciclado del aluminio constituye uno de los programas más exitosos de comercialización de la sociedad y del sector industrial para el logro de los objetivos de preservación de la energía y del medio ambiente.

Usos

El aluminio y la electricidad. El aluminio ha reemplazado al cobre desde 1945 en las líneas de transmisión de alto voltaje y hoy en día es la forma más económica de transmitir electricidad. El aluminio pesa solo u n tercio de lo que pesa el cobre y puede llevar el doble de electricidad. Por esta razón, las líneas de electricidad de aluminio son más ligeras y no requieren de grandes estructuras para sostenerse. La base de los focos se hace aluminio; también miles de antenas para televisores y para satélites son hechas de aluminio.

El aluminio en el deporte. Debido a su ligereza el aluminio se puede encontrar en las bicicletas de carreras, en el marco de las raquetas para tenis, squash o badmington, y también en los esquíes. Por su ductilidad es común encontrarlo en las estructuras de las tiendas de campaña o en el marco de mochilas para acampar.

El aluminio y el transporte. Un vehículo hecho de aluminio ahorrará gasolina y requerirá menos fuerza o potencia para moverse. El aluminio no se oxida como el acero; esto permite que lo vehículos con cuerpo de aluminio duren más que los que tienen uno de acero. El aluminio también se utiliza en la fabricación de carros de ferrocarril. Los carros del metro están hechos de aluminio.

El aluminio en el aire. Los aviones no podrían haber existido si no fuera por la ligereza del aluminio. Desde que fue fabricado el primer aeroplano, el aluminio formó parte importante de los materiales constituyentes y posteriormente reemplazó piezas de madera y otros elementos.

El aluminio y el empaque. El aluminio utiliza de manera extensa en la protección y el almacenamiento de comidas y bebidas. El aluminio se utiliza en diversos tipos de empaques por servir como importante barrera contra microorganismos, el aire y la luz, evitando que estos afecten su contenido. Los paquetes de aluminio son seguros, higiénicos, fáciles de abrir e impermeables. Las latas de aluminio son excelentes contenedores ya que son fuertes, ligeras, compactas, impermeables y, lo más importante, reciclables.

Periodo de producción

1.- Recolección. En esta etapa se obtiene la chatarra de aluminio por compra directa con el proveedor de la misma.

2.- Recepción de materias y embarques del producto terminado. La función de esta área es importante dado que se encarga de hace un pasaje tanto del material que se recibe, así como de la cantidad entregada, para lo cual se contará con una báscula de tipo industrial.

3.- Almacenamiento de materia prima. La chatarra se analiza a través del espectrómetro para conocer su composición química y se almacena hasta que vaya a ser utilizada. De esta manera se tendrá la caracterización de los diferentes tipos de chatarra cuya cantidad sea significativa.

4.- Selección. Se realiza una inspección visual de la chatarra que será introducida al proceso separando los materiales diferentes al aluminio que pudieran afectar la composición química del producto.

5.- Compactado. Los envases de aluminio ocupan un volumen muy apreciable, a pesar de que su peso aproximado es de 15 grs. Esto se debe aque están fabricados con chapa de espesor muy delgado. Por lo tanto, el aluminio es el metal que en presencia del oxígeno del aire y a elevada temperatura (en el proceso de fusión es de 750 C aprox.) se oxida muy fácilmente. Atendiendo a esto se hace necesario el compactado por dos razones:

• El volumen del material a procesar se reduce mejorando la operación durante el proceso de fusión.

• La superficie expuesta por la atmósfera del horno se ve disminuida, y por lo tanto disminuyen las posibilidades de oxidación del aluminio y en consecuencia las pérdidas por esta razón.

6.- Almacenamiento de productos terminados. Una vez que se han obtenido los lingotes se colocan en tarimas y se trasladan con un montacargas al almacén donde permacerán hasta que vayan a ser comercializados.

Propiedades Físicas

Las propiedades físicas más destacables del aluminio y sus aleaciones son: poco peso, buena resistencia a la corrosión, y conductividad elevada, tanto térmica como eléctrica. En la tabla 1 se presenta un resumen de las propiedades físicas más características del aluminio puro. Evidentemente, algunas de estas propiedades varían según el contenido en impurezas. Algunas de las propiedades más importantes son:

Color: Es un metal blanco, con una alta reflectividad (Brillante) de la luz y el calor.

Conductividad Térmica: Es la propiedad física de cualquier material que mide la capacidad de conducción del calor a través del mismo. El aluminio tiene una alta conductividad térmica (de 80 a 230 W/ m.K), que sólo es superada por el cobre, siendo además cuatro veces más grande que la conductibilidad del acero.

El aluminio es un material ligero, con un densidad 2.7 veces mayor que la del agua. La ligereza de la masa (peso) del aluminio es una de las propiedades más conocidas que este metal posee. Esta ventaja ha permitido el desarrollo de muchas industrias como la aeronáutica y el transporte, además de facilitar la manipulación de los perfiles, reduciendo los costos de transporte y mano de obra.

Su punto de fusión es más bien bajo, en torno a los 660ºC.Por ello ofrece grandes ventajas al ser usado en utensilios de cocina, industria química, aire acondicionado, disipadores de calor entre otras industrias.

Posee una buena conductividad eléctrica, que se encuentra entre los 34 y 38 m/Ω mm2, así como también tiene una gran conductividad térmica. Aparte del cobre, el aluminio es el único metal común que posee una alta conductividad como para ser usado como conductor eléctrico. Su conductividad puede llegar a representar el 63,8% de la del cobre (en la aleación 6063 llega al 54%), sin embargo con igual masa de base, el aluminio dobla la capacidad conductiva del cobre. Para una misma capacidad de conducción eléctrica, un conductor de aluminio puede tener la mitad de la masa, que la que podría tener la sección transversal de un conductor de cobre. Los electrones son los portadores de carga en los materiales conductores, semiconductores y muchos de los aislantes; en los compuestos iónicos son los iones quienes transportan la mayor parte de la carga. La movilidad de los portadores depende de los enlaces atómicos, de las imperfecciones de la red, de la microestructura y, en los compuestos iónicos, de las velocidades de difusión.La aplicación de un campo magnético genera la formación y el movimiento de dipolos contenidos en el material. Estos dipolos son átomos o grupos de átomos que tienen carga desequilibrada. Dentro de un campo eléctrico aplicado los dipolos se alinean causando polarización.

Es resistente a la corrosión, gracias a la capa protectora característica de óxido de aluminio, resiste a los productos químicos, puede estar expuesto a la intemperie, al mar, etc. Se debe a la formación espontánea de una película muy delgada de óxido de aluminio que es insoluble en agua, la cual la protege del medio ambiente y la corrosión, tanto en forma de metal puro como cuando forma aleaciones, la cual le da las mismas ventajas que el acero inoxidable y lo hace verse muy bien en comparación con el acero. Una característica de esta capa, es que si es removido por algún medio mecánico, se formará una nueva capa protectora de óxido.

Es el tercer elemento en cuanto a abundancia en la corteza terrestre, por detrás del oxígeno y el silicio. Es un material fácilmente reciclable, sin un elevado coste.

Propiedades Mecánicas

Las propiedades mecánicas o propiedades de resistencia mecánica sirven en la mayoría de los casos como base para dictaminar sobre un material metálico, con vistas a un fin de aplicación concreto. A continuación se da un resumen de las propiedades mecánicas más importantes del aluminio no sólo sometido a esfuerzo continuo sino también, oscilante y por golpe.

Dureza: Es la resistencia que ofrece un material para dejarse penetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB) o unidades ROCKWEL C (HRC), mediante el test del mismo nombre. La mayoría de las veces se da en los materiales de aluminio

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