O que é o alumínio?

O alumínio é um dos metais não ferrosos mais utilizados em todo o mundo, desde latas de refrigerante a para-choques de automóveis, com propriedades medicinais.

A bauxite, um mineral extraído de minas, é a principal fonte de óxido de alumínio. Este processo, denominado "fundição de bauxite", extrai este óxido do seu minério.

É um elemento natural

O alumínio é um dos elementos mais abundantes, presente em numerosos produtos que vão desde latas de bebidas a folhas, utensílios de cozinha, caixilhos de janelas e componentes de aviões. As propriedades do alumínio tornam-no adequado para a suavidade, leveza, ductilidade, resistência à corrosão e características não tóxicas, o que o torna económico e versátil - facilmente moldado em formas complexas por fundição ou maquinagem; a sua maleabilidade ocupa o segundo lugar entre todos os metais, enquanto a sua ductilidade ocupa o sexto lugar entre todos eles; além disso, a sua capacidade de se combinar facilmente para formar uma variedade de ligas, formando novas ligas a partir de outros metais, faz do alumínio um dos elementos mais versáteis atualmente existentes!

O alumínio tem um número atómico de 13 e pode ser encontrado no décimo terceiro período da tabela periódica. Sendo um metal de pós-transição com três electrões de valência, o alumínio é bastante reativo quimicamente e sólido à temperatura ambiente; a sua condutividade permite-lhe satisfazer eficazmente as necessidades de calor e eletricidade; além disso, é um bom isolante contra a corrosão; o alumínio puro tem um aspeto macio e prateado e resiste naturalmente à oxidação pelo ar, criando camadas protectoras de óxido sobre a sua superfície.

O alumínio existe desde a descoberta do antigo Egipto e da Mesopotâmia, sendo utilizado em corantes e agentes de polimento para realçar a cor. Plínio, o Velho, escreveu sobre as suas utilizações na sua enciclopédia já no ano 2 d.C.

Embora o alumínio fosse conhecido há muito tempo pelos cientistas, a sua extração em massa só começou no século XIX. Hans Christian Oersted produziu pequenas quantidades em 1825, electrolisando uma solução de sulfato de alumínio e potássio por eletrólise; Humphrey Davy deu inicialmente o nome de "alumium" a este novo elemento, antes de o mudar mais tarde para alumínio; finalmente, em 1925, a American Chemical Society aceitou oficialmente este nome para este metal.

O alumínio não existe naturalmente como um elemento, mas pode ser encontrado ligado a outros elementos em minerais e rochas, como o minério de bauxite extraído para o efeito. O alumínio puro é demasiado reativo para ser utilizado na natureza, mas combina-se facilmente com o oxigénio e outros elementos que se encontram na crosta terrestre.

É um metal

O alumínio, com o seu número atómico 13, é um dos três elementos mais abundantes na Terra. Com baixa densidade e excelentes características mecânicas e de resistência à corrosão, o alumínio é amplamente utilizado tanto a nível industrial como em produtos domésticos ou artigos de uso doméstico, como veículos, comboios e aviões.

O alumínio puro é difícil de encontrar na natureza, uma vez que reage com o oxigénio para formar o composto alumina, pelo que a extração de alumínio requer a extração de bauxite da terra e a sua transformação com trituradores de bauxite antes de ser triturada e misturada com argila e sílica para aquecimento num forno, antes de ser finalmente filtrada para formar óxido de alumínio fundido, que serve de matéria-prima para vários produtos.

Reformado a partir do aluminar, o alumínio puro pode então ser produzido. Esta forma não contém elementos de liga e tem baixos níveis de contaminantes; pode ser encontrada em numerosas ligas, incluindo o alumínio revestido. O alumínio puro é um ingrediente importante em embalagens de alimentos e utensílios de cozinha e também é amplamente utilizado pelas indústrias automóvel e aeroespacial devido às suas propriedades de resistência leve.

Existem cerca de 100 ligas de alumínio diferentes, cada uma adaptada para satisfazer requisitos específicos do sector. Estas ligas vão desde ligas tratadas termicamente e soldáveis, passando por processos de tratamento térmico, aplicações de soldadura ou métodos sem tratamento térmico; todas começam como bauxite processada desta forma e acabam por incluir elementos de silício e magnésio para formar ligas mais fortes, capazes de suportar temperaturas elevadas; entre estas estão as 6xxx e 7xxx, que se encontram frequentemente na produção de aviões comerciais.

O alumínio é um metal incrivelmente flexível, com aplicações nos transportes, na construção, na construção, no fabrico e na indústria aeroespacial. A facilidade de trabalhar com o alumínio, a sua resistência à corrosão e as suas propriedades de leveza tornam-no perfeito para a utilização em veículos para reduzir o consumo de combustível e as emissões de carbono; as utilizações em embalagens de bebidas/alimentos incluem materiais de cobertura para janelas, enquanto as suas propriedades de leveza também o tornam adequado para o fabrico de componentes aeroespaciais.

Trata-se de uma liga metálica

O alumínio é um elemento que pode ser combinado com outros elementos para formar ligas, e estas ligas são parte integrante da vida moderna, desde latas de refrigerante e aviões a carros e latas de refrigerante. A textura macia e a falta de resistência do alumínio tornam-no inadequado para algumas aplicações; mas ligado a outros metais torna-se muito mais forte. Uma dessas ligas, a 7075, é popular entre as embarcações militares devido à sua relação resistência/peso em comparação com o aço; além disso, proporciona uma resistência superior à fadiga e à maquinabilidade, tornando-a uma excelente escolha. Outras ligas de alumínio, como a série 6000, também possuem propriedades surpreendentes de resistência à força/corrosão.

Como parte do processo de produção do alumínio, as impurezas devem ser primeiro removidas da matéria-prima da bauxite, utilizando soluções químicas para a dissolver. Uma vez concluída esta etapa, o alumínio pode ser separado e fundido num forno, resultando num lingote que pode ser posteriormente processado através de laminagem, extrusão ou fundição em folhas para utilização posterior.

As ligas podem ser reforçadas através do trabalho a frio, da formação de ligas e do tratamento térmico. Podem ser adicionados aditivos como o silício e o magnésio para melhorar a força, as propriedades de fundição e a resistência à corrosão de uma liga.

Todas as ligas de alumínio forjado podem ser classificadas com base nos elementos de liga presentes e nas suas quantidades. O primeiro dígito dos números de designação identifica a família da liga, enquanto os dois últimos indicam o teor de impurezas. Podem também ser subdivididas com base nos principais elementos de liga utilizados e nas suas quantidades e, em seguida, subdivididas com base nos graus de elementos utilizados.

A baixa gravidade específica do alumínio torna-o significativamente mais leve em volume do que a maioria dos outros metais, tornando-o muito mais simples e mais barato de manusear e transportar em comparação com muitos outros. Além disso, devido à sua condutividade eléctrica e excelente resistência à corrosão atmosférica e à corrosão por corrosão, tem muitas aplicações industriais, como automóveis, aviões e projectos de construção de arranha-céus.

É um produto residual

O alumínio é um material extremamente útil, presente em edifícios, bens de consumo duradouros (como frigoríficos e utensílios de cozinha), condutores eléctricos e aplicações de materiais de construção. A versatilidade do alumínio permite a sua utilização generalizada: em materiais de construção, bens de consumo duradouros (como frigoríficos e utensílios de cozinha), condutores eléctricos e são frequentemente adicionadas quantidades moderadas de outros metais e silício para melhorar as suas propriedades em aplicações específicas; o alumínio tem sido mesmo utilizado na construção de aviões e em veículos para reduzir o peso - incluindo carros, bicicletas e aviões. Também pode ser encontrado em embalagens de alimentos, bem como em embalagens de alimentos e bebidas e em embalagens de alumínio que utilizam as suas propriedades.

As ligas de alumínio, que consistem em misturas que combinam o alumínio com outros metais, são frequentemente utilizadas pela sua resistência, dureza e durabilidade, para além de serem mais fáceis de moldar do que metais como o aço e o cobre. Devido a estas vantagens, o alumínio é um material atrativo em produtos que requerem embalagens leves, como as latas de refrigerante.

A produção de alumínio envolve um processo complexo que inclui a extração de minério de bauxite e a sua refinação para produzir alumina, antes de ser fundida para produzir alumínio. A extração de bauxite pode ser muito poluente e criar resíduos significativos; além disso, o processamento intensivo de energia da bauxite pode causar rupturas de barragens que libertam lama vermelha tóxica para os rios vivos, resultando em derrames.

Embora o alumínio não ocorra naturalmente na sua forma mais pura, está presente na crosta terrestre sob várias formas e representa cerca de 8% da sua massa. No entanto, devido às suas propriedades altamente reactivas, as formas puras não podem ser encontradas tão facilmente, uma vez que o oxigénio se liga facilmente a ele.

O alumínio existe como o catião hexaaqua Al3+ em soluções aquosas e pode ser dissolvido para formar hidróxido de alumínio, Al(OH)3, por soluções ácidas, enquanto que em soluções alcalinas permanece solúvel até pH = 10, quando precipita como o mineral aluminar.

O aluminar é um subproduto perigoso da indústria de fundição de alumínio primário, consistindo em todos os materiais de revestimento de células deixados para trás numa fundição de alumínio, tais como blocos de carbono e carboneto de silício da parede lateral, refractários de fundo, materiais de isolamento deixados pelas operações de remoção do revestimento da panela em todo o mundo. A eliminação adequada continua a ser um dos maiores desafios ambientais com que se confrontam atualmente as fundições de alumínio primário a nível mundial.