L'alumini és un element metàl·lic representat pel símbol «Al» a la taula periòdica i és el tercer element més comú a l'escorça terrestre: el 8% de l'escorça terrestre conté alumini en diversos compostos. Hi ha nombroses propietats de l'alumini que fan que sigui un metall molt utilitzat a tot el món.
En aquest article us explicarem quines són les propietats de l'alumini, la seva importància i molt més.
Una mica d'història
L'alumini va ser aïllat per primera vegada a 1825 pel físic danès HC Orsted i avui és, juntament amb el ferro, el metall més utilitzat per l'ésser humà. Aquest element també es troba a la majoria de les formacions rocoses i organismes vius. No obstant això, a la natura no es troba en estat pur, sinó formant part de nombrosos silicats i minerals.
A causa del seu pes lleuger, bona ductilitat, llarga vida útil i resistència a la corrosió, és un dels metalls més útils i el més utilitzat pels éssers humans a la indústria. S'utilitza en una àmplia varietat d'aliatges per fabricar una gran quantitat d'estris i recipients, així com peces de diverses maquinàries.
Propietats de l'alumini
Aquestes són algunes de les propietats de lalumini que fan que sigui tan famós i utilitzat tothom:
- Lleugeresa: L'alumini és conegut per ser extremadament lleuger. La seva densitat és aproximadament un terç de la de l'acer, cosa que el converteix en un material ideal per a aplicacions on es requereix una alta resistència i una baixa massa, com a la indústria aeroespacial i la fabricació de vehicles. A més, la seva lleugeresa i resistència el converteixen en una alternativa eficaç a altres materials en moltes aplicacions.
- Bona conductivitat elèctrica i tèrmica: L'alumini és un excel·lent conductor d'electricitat i calor. Això ho fa valuós en aplicacions que requereixen la transmissió eficient d'energia elèctrica o la dissipació de calor, com ara cables elèctrics i components electrònics, on la conductivitat és crucial.
- Resistència a la corrosió: L'alumini té una capa d'òxid natural a la superfície que el protegeix de la corrosió. Aquesta capa prima i autoreparadora li confereix una excel·lent resistència a la corrosió, cosa que el fa adequat per a aplicacions en ambients humits o corrosius, característica important en la construcció i en diverses indústries.
- Mal·leabilitat i facilitat de conformat: L'alumini és mal·leable i es pot conformar en una varietat de formes mitjançant processos de laminació, extrusió i forja. Això el converteix en un material versàtil per a la fabricació de peces i components personalitzats, ideal per satisfer les necessitats de diferents indústries.
- Reciclabilitat: Lalumini és altament reciclable. Pot ser fos i reciclat repetidament sense perdre les propietats fonamentals, cosa que el converteix en un material sostenible i respectuós amb el medi ambient. De fet, el reciclatge dʻalumini és un procés que consumeix significativament menys energia que la producció dʻalumini primari.
- Aspecte estètic: L'alumini té un acabat platejat brillant i atractiu que el fa popular en aplicacions estètiques, com ara la fabricació d'envasos, marcs de finestres i elements decoratius. El seu ús en larquitectura i disseny també ressalta la seva bellesa estètica i funcionalitat.
- Resistència a baixes temperatures: A diferència d'alguns materials que es tornen fràgils a baixes temperatures, l'alumini manté la seva resistència i mal·leabilitat fins i tot a temperatures molt baixes, cosa que el fa útil en aplicacions criogèniques on es requereix estabilitat sota condicions extremes.
Usos de l'alumini
El procés més comú per obtenir alumini és a partir de la bauxita, un mineral abundant a la Terra. Aquest procés requereix grans quantitats denergia elèctrica, el que significa que és un procés costós, però el resultat és un material útil amb una llarga vida útil (resistent a la corrosió) i costos de reciclatge molt baixos. Tot això ajuda que tingui un preu estable i es converteixi en un element econòmic.
L'alumini és un element central i versàtil a moltes de les indústries de la humanitat, amb innombrables aplicacions. Des de la fabricació de peces metàl·liques i components mecànics, tant en forma pura com en aliatges (especialment aquells que contribueixen al seu enduriment), fins a la producció de miralls, recipients diversos, làmines d'alumini, tetraedres, telescopis i components soldats. No és estrany que s'utilitzi àmpliament en la construcció, el transport i l'electrònica.
L'alumini ha existit al llarg de la història de la humanitat en forma de sal i es fa servir en medicina i neteja en sec. Però no va aparèixer com a element pur fins al 1825, quan el físic danès HC Orsted va aconseguir obtenir algunes mostres impures mitjançant electròlisi. Dos anys més tard, Friedrich Wöhler va obtenir la primera mostra pura.
Inicialment es va considerar un metall preciós i es va exhibir amb les Joies de la Corona francesa el 1855, però so ús generalitzat i el seu menor cost el van convertir en un metall comú.
Altres propietats de l'alumini: reactivitat, reciclatge i toxicitat
L'alumini és molt reactiu, tot i que la corrosió resisteix mitjançant una capa d'òxid d'alumini (Al2O3) que es forma al seu voltant en presència d'oxigen i protegeix la resta del metall de la corrosió. Es pot diluir fàcilment amb àcid clorhídric (o hidròxid de sodi (NaOH) i una varietat dàcids i bases.
L'alumini es pot reciclar perfectament sense canviar les seves propietats físiques, cosa que ofereix considerables avantatges econòmics respecte a altres metalls. El consum d'energia necessari per a aquest procés també és molt petit (només el 5% del procés de producció original). Aquest alumini refós s'anomena “alumini secundari”.
Atès que l'alumini és un metall tou i poc resistent a la tracció mecànica, té molts usos, però no es recomana com a material estructural. En aquest sentit, sol aliar-se amb altres metalls per ajudar en el seu enduriment, com magnesi, manganès, coure, zinc i silici, i de vegades fins i tot amb titani i crom.
Els aliatges d'alumini s'identifiquen per sèries:
- Sèrie 1000. Gairebé pur. Aproximadament el 99% és alumini.
- Sèrie 2000. Aliatge de coure.
- Sèrie 3000. Aliatges que contenen manganès.
- Sèrie 4000. Aliatges que contenen silici.
- Sèrie 5000. aliatge de magnesi.
- Sèrie 6000. Aliatges de magnesi i silici.
- Sèrie 7000. Aliatge de zinc.
- Sèrie 8000. Aliatges amb altres elements metàl·lics i no metàl·lics.
Contràriament al que s'ha cregut durant dècades, l'alumini no és pas inofensiu per als humans. És menys tòxic perquè l'alumini de la dieta s'absorbeix en petites quantitats a través dels intestins. Tot i això, la inhalació de pols d'alumini o aliments saturats amb l'element pot provocar danys hepàtics i renals, o símptomes neurotòxics, cosa que s'ha de considerar en avaluar els usos de l'alumini en diferents aplicacions.
Els elevats nivells d'alumini també s'han relacionat amb l'aparició de la malaltia d'Alzheimer.
