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La fabricación del aluminioLa fabricación del aluminio

La historia del AluminioLa historia del Aluminio

A pesar de que este metal fuese conocido desde tiempos anteriores, su descubrimiento se asocia al inglés Humphrey Davy en 1807. Cuando fue descubierto se encontró que era extremadamente difícil su separación de las rocas de las que formaba parte, por lo que durante un tiempo fue considerado un metal precioso, que llegó a ser más caro que el oro.

En Les Baux (Francia) en 1821, el francés Berthier encontró la bauxita, la materia prima de la fabricación de aluminio industrial. El profesor Friedrich Woehler de Göttingen fue quien aisló por vez primera partículas de aluminio puro en 1845, y determinó sus principales propiedades como la densidad, conductividad, resistencia a la corrosión, etc.

En tan sólo 100 años, el aluminio pasó de ser un lujo a convertirse en un metal versátil y de extensa utilización. El atractivo del aluminio se ve reflejado en su creciente demanda mundial, habiéndose más que duplicado su consumo a partir de 1970. Y se prevé un importante crecimiento en el futuro.

La bauxitaLa bauxita

La bauxita (o boehmita) es una roca sedimentaria formada por la meteorización de rocas ígneas y de origen químico, compuesta mayoritariamente por alúmina y en menor medida, óxido de hierro y sílice. Es una importante mena del aluminio y se usa como residuo en las industrias. Se caracteriza por ser un mineral blando, con una dureza que varía entre 1-3, y una densidad relativa entre 2 y 2,55. Su color puede variar del blanco al castaño y es de aspecto mate.

Las principales zonas donde se encuentra son:

El aluminio y sus propiedadesEl aluminio y sus propiedades

El aluminio es un elemento químico de símbolo Al, de número atómico 13 y de masa atómica 27 u.m.a.s, posee nueve isótopos cuyas masas atómicas varían entre 23 y 30 u.m.a.s. Se trata de un metal no ferroso y es el tercer elemento más común encontrado en la corteza terrestre (se encuentra en muchos silicatos). Como metal, se extrae del mineral conocido con el nombre de bauxita, por transformación primero en alúmina mediante el proceso Bayer y a continuación en aluminio mediante electrólisis.

Este metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil en ingeniería mecánica, tales como su densidad, su alta resistencia a la corrosión, es buen conductor de la electricidad, se mecaniza con facilidad y es relativamente barato. Por todo ello es el metal que más se utiliza después del acero.

Algunas de sus propiedades son:

Propiedades físicasPropiedades físicas

Es un metal ligero.

Tiene un punto de fusión bajo: 660 ºC.

Es de color blanco brillante, con buenas propiedades ópticas y un alto poder de reflexión de radiaciones luminosas y térmicas.

Resistente a la corrosión, a los productos químicos, a la intemperie y al agua de mar.

Abundante en la naturaleza. Es el tercer elemento más común en la corteza terrestre, tras el oxígeno y el silicio.

Su producción metalúrgica a partir de minerales es muy costosa y requiere gran cantidad de energía eléctrica.

Material fácil y barato de reciclar.

Propiedades mecánicasPropiedades mecánicas

Muy maleable, permite la producción de láminas muy delgadas.

Bastante dúctil, permite la fabricación de cables eléctricos.

Para su uso como material estructural se necesita alearlo con otros metales para mejorar las propiedades mecánicas.

Permite la fabricación de piezas por fundición, forja y extrusión.

Material soldable.

Con CO2 absorbe el doble del impacto.

Propiedades químicasPropiedades químicas

El aluminio tiene características anfóteras. Esto significa que se disuelve tanto en ácidos (formando sales de aluminio) como en bases (formando aluminatos) liberando hidrógeno.

La capa de óxido formada sobre el aluminio se puede disolver en ácido cítrico formando citrato de aluminio.

El aluminio reacciona con facilidad ante ciertos compuestos, pero en general resiste la corrosión debido al óxido.

Los alquilaluminios, usados en la polimerización del etileno, son tan reactivos que destruyen el tejido humano y producen reacciones exotérmicas violentas al contacto del aire y del agua.

El óxido de aluminio es tan estable que se utiliza para obtener otros metales a partir de sus óxidos (Cromo, Manganeso, etc.) por el proceso aluminotérmico.

Usos y aplicacionesUsos y aplicaciones

El uso industrial del aluminio excede al del cualquier otro metal, exceptuando al hierro y al acero. Sus principales usos industriales son: transporte (estructura de aviones, coches, bicis, etc), estructuras de edificios, en embalajes de alimentos, carpintería metálica (ventanas, puertas, etc), transmisión eléctrica, entre otras muchas. También es muy frecuente su uso (debido a su gran reactividad química) como combustible sólido de cohetes espaciales y para aumentar la potencia de los explosivos.

Proceso de fabricaciónProceso de fabricación

El principal inconveniente para su obtención es la elevada cantidad de energía eléctrica que requiere su producción pero este problema se compensa por su bajo coste de reciclado, su dilatada vida útil y la estabilidad de su precio.

La fabricación del aluminio requiere un proceso complejo que comienza con la extracción de la bauxita, un mineral muy abundante en la corteza terrestre que presenta óxidos de aluminio con impurezas de hierro. Tras esto se tritura la bauxita y se mezcla con sosa cáustica (NaOH) a 240 ºC para disolver el aluminio como hidróxido, lo que se conoce como proceso de Bayer. Posteriormente se calcina a 1050 ºC para transformar este hidróxido de aluminio en alúmina (óxido de aluminio). Por este material fundido se hace pasar una corriente eléctrica para obtener el aluminio metálico.

En cuanto a su reutilización, solo habría que fundir de nuevo el aluminio

para eliminar las impurezas, sin pasar por los pasos previos y ahorrando un 90% de energía.

Esquema del procesoEsquema del proceso

AsturiasAsturias

En Asturias habría que destacar la existencia de la fabrica de aluminio “Alcoa Inespal”, que aunque tenga varias sedes por toda España, aquí se encuentra en Avilés.

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Humphrey Davy Berthier Bauxita

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Alúmina Aluminio Uso