2. El aluminio es un elemento químico, de símbolo Al y número atómico 13. Se trata de
un metal no ferromagnético. Es el tercer elemento más común encontrado en la
corteza terrestre. Los compuestos de aluminio forman el 8% de la corteza de la
tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas, de la vegetación y de
los animales.1 En estado natural se encuentra en muchos silicatos (feldespatos,
plagioclasas y micas). Como metal se extrae únicamente del mineral conocido con el
nombre de bauxita, por transformación primero en alúmina mediante el proceso
Bayer y a continuación en aluminio metálico mediante electrólisis.
Este metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil en
ingeniería mecánica, tales como su baja densidad (2.700 kg/m3) y su alta
resistencia a la corrosión. Mediante aleaciones adecuadas se puede aumentar
sensiblemente su resistencia mecánica (hasta los 690 MPa). Es buen conductor de la
electricidad y del calor, se mecaniza con facilidad y es relativamente barato. Por todo
ello es desde mediados del siglo XX2 el metal que más se utiliza después del acero.
Fue aislado por primera vez en 1825 por el físico danés H. C. Oersted. El principal
inconveniente para su obtención reside en la elevada cantidad de energía eléctrica
que requiere su producción. Este problema se compensa por su bajo coste de
reciclado, su dilatada vida útil y la estabilidad de su precio
Que es el aluminio ?
3. Su historia?
El aluminio se utilizaba en la antigüedad clásica en tintorería y medicina bajo la
forma de una sal doble, conocida como alumbre y que se sigue usando hoy en día.
En el siglo XIX, con el desarrollo y la física y la química, se identificó el elemento.
Su nombre inicial, aluminum, fue propuesto por el británico Sir Humphrey Davy en
el año 1809. A medida que se sistematizaban los nombres de los distintos
elementos, se cambió por coherencia a la forma aluminium, que es la preferida hoy
en día por la IUPAC debido al uso uniforme del sufijo -ium. No es sin embargo la
única aceptada ya que la primera forma es muy popular en los Estados Unidos.3 En
el año 1825, el físico danés Hans Christian Ørsted, descubridor del
electromagnetismo, consiguió aislar por electrolisis unas primeras muestras,
bastante impuras. El aislamiento total fue conseguido dos años después por
Friedrich Wöhler
4. La extracción del aluminio a partir de las rocas que lo contenían se reveló
como una tarea ardua. A mediados de siglo, podían producirse pequeñas
cantidades, reduciendo con sodio un cloruro mixto de aluminio y sodio,
gracias a que el sodio era más electropositivo. Durante el siglo XIX, la
producción era tan costosa que el aluminio llegó a considerarse un
material exótico, de precio exhorbitado, y tan preciado o más que la plata
o el oro. Durante la Exposición Universal de 1855 se expusieron unas
barras de aluminio junto a las joyas de la corona Francia. El mismo
emperador había pedido una vajilla de aluminio para agasajar a sus
invitados. De alumino se hizo también el vértice del Monumento a
Washington, a un precio que rondaba en 1884 el de la plata.
5. Diversas circunstancias condujeron a un perfeccionamiento de las técnicas de
extracción y un consiguiente aumento de la producción. La primera de todas
fue la invención de la dinamo en 1866, que permitía generar la cantidad de
electricidad necesaria para realizar el proceso. En el año 1889, Karl Bayer
patentó un procedimiento para extraer la alúmina u óxido de aluminio a partir
de la bauxita, la roca natural. Poco antes, en 1886, el francés Paul Héroult y el
norteamericano Charles Martin Hall habían patentado de forma independiente y
con poca diferencia de fechas un proceso de extracción, conocido hoy como
proceso Hall-Héroult. Con estas nuevas técnicas la producción de aluminio se
incrementó vertiginosamente. Si en 1882, la producción anual alcanzaba
apenas las 2 toneladas, en 1900 alcanzó las 6.700 toneladas, en 1939 las
700.000 toneladas, 2.000.000 en 1943, y en aumento desde
entonces, llegando a convertirse en el metal no férreo más producido en la
actualidad.
6. El aluminio es un elemento muy abundante en la naturaleza, sólo
aventajado por el silicio y el oxígeno. Se trata de un metal ligero,
con una densidad de 2700 kg/m3, y con un bajo punto de fusión
(660 °C). Su color es blanco y refleja bien la radiación
electromagnética del espectro visible y el térmico. Es buen
conductor eléctrico (entre 34 y 38 m/(Ω mm2)) y térmico (80 a
230 W/(m·K)).
Características físicas
7. Mecánicamente es un material blando (Escala de Mohs: 2-3-4)
y maleable. En estado puro tiene un límite de resistencia en
tracción de 160-200 N/mm2 [160-200 MPa]. Todo ello le hace
adecuado para la fabricación de cables eléctricos y láminas
delgadas, pero no como elemento estructural. Para mejorar
estas propiedades se alea con otros metales, lo que permite
realizar sobre él operaciones de fundición y forja, así como la
extrusión del material. También de esta forma se utiliza como
soldadura.
Características mecánicas
8. La capa de valencia del aluminio está poblada por tres
electrones, por lo que su estado normal de oxidación es III. Esto
hace que reaccione con el oxígeno de la atmósfera formando con
rapidez una fina capa gris mate de alúmina Al2O3, que recubre el
material, aislándolo de ulteriores corrosiones. Esta capa puede
disolverse con ácido cítrico. A pesar de ello es tan estable que se
usa con frecuencia para extraer otros metales de sus óxidos. Por
lo demás, el aluminio se disuelve en ácidos y bases. Reacciona
con facilidad con el ácido clorhídrico y el hidróxido sódico
Características químicas
9. La utilización industrial del aluminio ha hecho de este metal uno
de los más importantes, tanto en cantidad como en variedad de
usos, siendo hoy un material polivalente que se aplica en ámbitos
económicos muy diversos y que resulta estratégico en situaciones
de conflicto. Hoy en día, tan sólo superado por el hierro/acero. El
aluminio se usa en forma pura, aleado con otros metales o en
compuestos no metálicos. En estado puro se aprovechan sus
propiedades ópticas para fabricar espejos domésticos e
industriales, como pueden ser los de los telescopios reflectores.
Su uso más popular, sin embargo, es como papel aluminio, que
consiste en láminas de material con un espesor tan pequeño que
resulta fácilmente maleable y apto por tanto para embalaje
alimentario. También se usa en la fabricación de latas y
tetrabriks.
Aplicaciones y usos
10.
11. El aluminio es uno de los elementos más abundantes de la
corteza terrestre (8%) y uno de los metales más caros en
obtener
Una parte muy importante de la producción mundial es producto
del reciclaje.
Producción
12. La materia prima a partir de la cual se extrae el aluminio es la
bauxita,
Actualmente los principales yacimientos se encuentran en el
Caribe, Australia, Brasil y África porque la bauxita extraída allí se
disgrega con más facilidad
13. La obtención del aluminio se realiza en dos fase
1. Extracción de bauxita
2. Electrolisis
Cuatro toneladas de bauxita producen dos toneladas de
alúmina y, finalmente, una de aluminio.
