Metalúrgico explica as surpreendentes propriedades do alumínio

2 de dezembro de 2022

de coraçâo

Apesar de ser o metal mais abundante na Terra, constituindo mais de 8% da massa do núcleo da Terra, o alumínio só foi descoberto na década de 1820, pelo físico dinamarquês Hans Christian Ørsted. Isso é parcialmente explicado porque o alumínio puro não existe na natureza, pois se liga facilmente a outros elementos como o oxigênio.

Nossa principal fonte de alumínio é a rocha sedimentar bauxita. Como explica Van der Eijk, "são necessários cerca de quatro quilos de bauxita para produzir um quilo de alumínio metálico. Após a mineração do minério de bauxita, o óxido de alumínio é extraído. Em seguida, o alumínio e o oxigênio são separados por uma corrente elétrica passada por uma solução fundida de alumina e o mineral criolita, que dissolve os minerais óxidos."

Não foi até o final do século 19 que o alumínio foi produzido em escala industrial e suas propriedades se mostraram inestimáveis. É leve - cerca de um terço do peso do aço. "Também é macio e maleável, portanto pode ser facilmente fundido ou moldado em muitos produtos diferentes", acrescenta Van der Eijk.

Tem sido rotineiramente utilizado em embalagens (em latas e folhas de alumínio), bens de consumo (como telefones e PCs), transporte (automóveis, aviões, navios e trens) e linhas de energia, sendo mais barato que o cobre e com melhor condutividade para relação de peso.

Acontece que isso é um equívoco.

Quando o ferro é exposto à umidade e ao oxigênio, ele endurece na substância quebradiça marrom-avermelhada que chamamos de ferrugem. Como o aço é uma liga, sendo o ferro seu principal ingrediente, ele também enferruja.

Enquanto outros metais corroem quando expostos ao oxigênio ou à água, na verdade eles não enferrujam. Pense na fina camada verde que se forma nas cúpulas dos edifícios feitos de cobre, latão ou bronze.

"O alumínio reage muito rapidamente ao oxigênio, criando uma fina camada de óxido de alumínio em sua superfície externa, que impede que mais oxigênio chegue ao metal, protegendo-o", explica Van der Eijk.

Isso, no entanto, não torna o alumínio invencível.

O contato com a água salgada pode resultar em pequenos orifícios, conhecidos como pits, e corroerá se exposto a ambientes alcalinos, mas é mais resistente a ácidos, podendo suportar refrigerantes com pH menor que três.

"Portanto, não é adequado quando combinado com concreto úmido. Quando o cimento Portland é hidratado com água para fazer concreto, ele produz hidróxido de cálcio muito alcalino, que pode causar rachaduras no alumínio", observa Van der Eijk.

O alumínio pode ser infinitamente reciclado com perda limitada de materiais. De fato, de acordo com a Recycling World: "Essa propriedade de reciclabilidade infinita levou a uma situação em que hoje cerca de 75% das quase um bilhão de toneladas de alumínio já produzidas ainda estão em uso produtivo".

Também pode ser usado para substituir materiais de construção menos sustentáveis ​​quando atingem o fim de seus ciclos de vida, com a Recycling World acrescentando que "requer até 95% menos energia para reciclar alumínio do que para produzir metal primário e, assim, evita emissões correspondentes, incluindo gases de efeito estufa."

Além disso, é um material ideal para construir a infraestrutura, como painéis solares e turbinas eólicas, da transição para a energia verde. Também permanece atraente para o transporte, pois o peso reduzido do veículo também diminui as emissões.

No entanto, permanecem dúvidas sobre a sustentabilidade de sua produção.

“Atualmente, cada quilo de alumínio metálico produzido gera mais de um quilo de lama vermelha, que acaba como aterro sanitário. E a eletrólise deve ser feita sem emissão de CO2”, comenta Van der Eijk.

De fato, o projeto ENSUREAL de Van der Eijk visava exatamente isso. A ENSUREAL ajustou o processo de produção padrão de Pedersen para aceitar minérios de baixo teor, ao mesmo tempo em que substituiu materiais de carbono por hidrogênio e materiais de carbono fóssil por biocarbono, criando ao mesmo tempo subprodutos úteis, como materiais de construção.