1. ALUMINIO
Iajaira Diéguez Fernández
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2. 1. Historia del aluminio
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. 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
de materiales, 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 XX 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
extendida vida útil y la estabilidad de su precio.
2. Imágenes relevantes del aluminio
Aluminio
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3. Producción de aluminio
Ciclo de producción del aluminio
Producción de aluminio
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4. Trabajo con aluminio
3. Características del aluminio
Características físicas:
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 mecánicas:
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 químicas:
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.
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5. 4. Aplicaciones del aluminio
La combinación de la ligereza con resistencia y alta conductibilidad eléctrica y térmica
es la propiedad que convirtió el aluminio y sus aleaciones en materiales de construcción
importantísimos para la construcción de aviones, de automóviles, de máquinas de
transporte, para la electrotecnia, la fabricación de motores de combustión interna, etc.
En la industria química el aluminio y sus aleaciones se utilizan para fabricar tubos,
recipientes y aparatos. Un volumen dado de aluminio pesa menos que 1/3 del mismo
volumen de acero. Los únicos metales más ligeros son el litio, el berilio y el magnesio.
Debido a su elevada proporción resistencia-peso es muy útil para construir aviones,
vagones ferroviarios y automóviles, y para otras aplicaciones en las que es importante la
movilidad y la conservación de energía. Por su elevada conductividad térmica, el
aluminio se emplea en utensilios de cocina y en pistones de motores de combustión
interna. Solamente presenta un 63% de la conductividad eléctrica del cobre para
alambres de un tamaño dado, pero pesa menos de la mitad. Un alambre de aluminio de
conductividad comparable a un alambre de cobre es más grueso, pero sigue siendo más
ligero que el de cobre. El peso tiene mucha importancia en la transmisión de
electricidad de alto voltaje a larga distancia, y actualmente se usan conductores de
aluminio para transmitir electricidad a 700.000 voltios o más. El metal es cada vez más
importante en arquitectura, tanto con propósitos estructurales como ornamentales.
Las tablas, las contraventanas y las láminas de aluminio constituyen excelentes
aislantes. Se utiliza también en reactores nucleares a baja temperatura porque absorbe
relativamente pocos neutrones. Con el frío, el aluminio se hace más resistente, por lo
que se usa a temperaturas criogénicas. El papel de aluminio de 0,018 cm de espesor,
actualmente muy utilizado en usos domésticos, protege los alimentos y otros productos
perecederos. Debido a su poco peso, a que se moldea fácilmente y a su compatibilidad
con comidas y bebidas, el aluminio se usa mucho en contenedores, envoltorios flexibles,
y botellas y latas de fácil apertura. El reciclado de dichos recipientes es una medida de
conservación de la energía cada vez más importante. La resistencia a la corrosión al
agua del mar del aluminio también lo hace útil para fabricar cascos de barco y otros
mecanismos acuáticos. Se puede preparar una amplia gama de aleaciones recubridoras y
aleaciones forjadas que proporcionen al metal más fuerza y resistencia a la corrosión o a
las temperaturas elevadas. Algunas de las nuevas aleaciones pueden utilizarse como
planchas de blindaje para tanques y otros vehículos militares.
5. Indicadores de consumo del aluminio
El aluminio es uno de los elementos más abundantes de la corteza terrestre (8%) y uno
de los metales más caros en obtener. La producción anual se cifra en unos 33,1 millones
de toneladas, siendo China y Rusia los productores más destacados, con 8,7 y 3,7
millones respectivamente. Una parte muy importante de la producción mundial es
producto del reciclaje. En 2005 suponía aproximadamente un 20% de la producción
total.
A continuación, veremos en la imagen, las toneladas de producción primaria de
aluminio a nivel mundial en este último año 2012.
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6. Y en la tabla, se muestra la producción de aluminio en estos últimos 10 años:
Asia Este &
Norte Sur Oeste Est. Un-
Periodo África (ex Centro Oceanía China Total
América América Europa reported
China) Europa
2011 1,805 2,533 4,969 2,185 4,027 4,319 2,306 17,786 576 43,989
2010 1,742 2,500 4,689 2,305 3,800 4,253 2,277 16,131 732 41,153
2009 1,681 4,400 4,759 2,508 3,722 4,117 2,211 12,964 624 36,986
2008 1,715 3,923 5,783 2,660 4,618 4,658 2,297 13,105 732 39,491
2007 1,815 3,717 5,642 2,558 4,305 4,460 2,315 12,588 732 38,132
2006 1,864 3,493 5,333 2,493 4,182 4,230 2,274 9,349 720 33,938
2005 1,753 3,139 5,382 2,391 4,352 4,194 2,252 7,806 636 31,905
2004 1,711 2,735 5,110 2,356 4,295 4,139 2,246 6,689 576 29,857
2003 1,428 2,475 5,495 2,275 4,068 3,996 2,198 5,547 504 27,986
2002 1,372 2,261 5,413 2,230 3,928 3,825 2,170 4,321 636 26,156
2001 1,369 2,234 5,222 1,991 3,885 3,728 2,122 3,371 588 24,510
2000 1,178 2,221 6,041 2,167 3,801 3,689 2,094 2,794 672 24,657
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7. 6. Impacto medioambiental
Toxicidad
Este metal fue considerado durante muchos años como inocuo para los seres humanos.
Debido a esta suposición se fabricaron de forma masiva utensilios de aluminio para
cocinar alimentos, envases para alimentos, y papel de aluminio para el embalaje de
alimentos frescos. Sin embargo, la investigación ha demostrado que puede producir
efectos adversos en plantas, animales acuáticos y seres humanos.
La exposición al aluminio por lo general no es dañina, pero la exposición a altos niveles
puede causar serios problemas para la salud, como por ejemplo:
 Daño al sistema nervioso central.
 Demencia.
 Pérdida de memoria.
 Apatía.
 Temblores severos.
La exposición al aluminio se produce principalmente cuando:
 Se consumen medicamentos que contengan altos niveles de aluminio.
 Se inhala polvo de aluminio que esté en la zona de trabajo.
 Se vive donde se extrae o procesa aluminio.
 Se colocan vacunas que contengan aluminio.
 Se ingieren alimentos cítricos preparados sobre una superficie de aluminio.
Cualquier persona puede intoxicarse con aluminio o sus derivados, pero algunas
personas son más propensas a desarrollar toxicidad por aluminio.
El aluminio puede acumularse en las plantas y ser dañino para los animales que se
alimentan de estas. En los lagos con alto nivel de Al, los peces y anfibios también están
disminuyendo. Este elemento también puede dañar las raíces de los árboles ya que
puede encontrarse en las aguas subterráneas.
Impactos en el medio ambiente
La extracción de la bauxita es intensiva en el uso de energía. Su conversión en alúmina
(óxido de aluminio) mediante el proceso Bayer (que data de más de 100 años, pero que
se sigue usando), es uno de los procesos industriales más contaminantes del medio
ambiente. Se genera un residuo llamado "lodo rojo" que contiene óxidos y silicatos así
como hidróxido de sodio y todos los residuos alcalinos del proceso. La región de las
minas de bauxita generalmente acaba convirtiéndose en una zona árida con la
desaparición casi total de las especies animales y vegetales que existían.
Afortunadamente ya han empezado a usarse nuevas tecnologías que generan un menor
impacto ambiental.
Los procesos industriales para transformar la alúmina en aluminio (lingote) consumen
enormes cantidades de energía eléctrica. La transformación del lingote en lámina es ya
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8. un proceso que, relativamente, consume menos energía y, por tanto, contamina menos el
ambiente.
7. Implantación en el sector industrial riojano.
Actualmente en La Rioja encontramos muchas empresas que trabajan con aluminio de
diferentes formas. Algunos ejemplos son:
 Carpinterías metálicas y de aluminio: INOXGAR, ANCAR S.L...
 Negocios de fabricación y comercialización de artículos de metal: FIDELSA
SL…
 Construcción y obras públicas: METALMALLA, INCONAL…
8. Centros nacionales relevantes de investigación
A continuación se nombrarán distintos centros de investigación del acero españoles.
CEDINOX: es el principal centro para la promoción y el servicio técnico sobre el acero
inoxidable, del mercado español. Fue creado en 1985 por los principales productores de
acero inoxidable, en España, y los principales suministradores de materias primas, del
mundo.
UNESID: este centro tecnológico se dedica básicamente a la investigación, desarrollo e
innovación del acero.
ITMA: es el centro tecnológico del acero y materiales metálicos. Es una fundación
privada sin ánimo de lucro que surge en 1991 a partir de la Asociación de Investigación
sobre Materiales y Materias Primas. Su función primordial consiste en realizar
proyectos de investigación aplicada, desarrollo e innovación y servicios tecnológicos en
estrecha colaboración con los departamentos de I+D de las empresas.
9. Líneas de investigación nacionales o internacionales que utilizan el acero.
A continuación se nombrarán una serie de instituciones nacionales o internacionales que
hacen uso del acero.
 BAMESA
 CENTRO ACERO S.A
 IP S.L
 ALUMINIUM GROUP
 WORLD ALUMINIUM
 EUROPEAN ALUMINIUM ASSOCIATION
 ALAS ALUMINIUM
 Y todos los centros antes mencionados.
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9. 10. Referencias del trabajo.
http://es.wikipedia.org/wiki/Wikipedia
http://www.unesid.org/documentos/revista/2011/idi-platea.html
http://www.elcomercio.es/gijon/20071027/aviles/centro-acero-arcelor-lideran-
20071027.html
http://www.itma.es/v2/index.php/es/itma/entidad
http://www.aceralia.es/
http://www.bamesa.com/es/
http://www.centroacero.com.ec/
http://www.ipsl.es/news.html
http://www.aluminium-messe.com/
http://www.world-aluminium.org/
http://www.alueurope.eu/
http://www.alasaluminium.com/
http://www.google.es/imghp?hl=es&ie=UTF-
8&rlz=1T4LENN_esES457ES457&tab=wi
http://www.emmegi.es/Sezione.jsp?titolo=Caracter%EDsticas+del+aluminio&idSe
zione=2684
http://www.revesconsult.com/descargas/propiedades_aluminio.pdf
http://html.rincondelvago.com/aluminio_5.html
http://www.buenastareas.com/ensayos/Caracteristicas-Principales-
Aluminio/1161033.html
http://elementos.org.es/aluminio
http://quimica.laguia2000.com/general/el-aluminio-y-sus-propiedades
http://www.quimicaweb.net/tablaperiodica/paginas/aluminio.htm
http://www.todoexpertos.com/categorias/ciencias-e-ingenieria/ingenieria-
industrial/respuestas/1784254/propiedades-del-aluminio
http://aluminio.org/
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10. http://www.biodegradable.com.mx/latas_aluminio.html
http://www.hydro.com/es/Hydro-en-Argentina/Aluminio/Reciclaje/
http://www.inforeciclaje.com/reciclaje-aluminio.php
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