EL ALUMINIO

ALUMINIO

El aluminio es un metal plateado muy ligero. Su masa atómica es 26,9815; tiene un punto de fusión de 660 ºC, un punto de ebullición de 2.467 ºC y una densidad de 2,7 g/cm³. Es un metal muy electropositivo y extremamente reactivo. Al contacto con el aire se cubre rápidamente con una capa dura y transparente de óxido de aluminio que resiste la posterior acción corrosiva. Por esta razón, los materiales hechos de aluminio no se oxidan. El metal reduce muchos compuestos metálicos a sus metales básicos. El aluminio es el elemento metálico más abundante en la corteza terrestre; sólo los no metales oxígeno y silicio son más abundantes. Se encuentra normalmente en forma de silicato de aluminio puro o mezclado con otros metales como sodio, potasio, hierro, calcio y magnesio, pero nunca como metal libre. Los silicatos no son menos útiles, porque es extremamente difícil, y por tanto muy caro, extraer el aluminio de ellas. La bauxita, un óxido de aluminio hidratado impuro, es la fuente comercial de aluminio y de sus compuestos.

El proceso Hall-Héroult sigue siendo el método principal para obtención industrial del aluminio. La pureza del producto se ha incrementado hasta un 99,5% de aluminio puro en un lingote comercialmente puro; posteriormente puede ser refinado hasta un 99,99 por ciento.

Un volumen dado de aluminio pesa menos que 1/3 del mismo volumen de acero. 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 del calor, 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. 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.

OTRAS APLICACIONES DEL ALUMINIO

Este metal 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, empaques flexibles; así como en latas no retornables. La resistencia a la corrosión al agua del mar del aluminio también lo hace útil para fabricar cascos de barco y otros mecanismos acuáticos.

Es importante comparar la energía consumida en la producción de aluminio a partir de la bauxita con la que se requiere en el reciclaje del aluminio. 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.

Características Físicas

Entre las características físicas del aluminio, destacan las siguientes:

• Es un metal ligero, cuya densidad o peso específico es de 2700 kg/m3 (2,7 veces la densidad del agua).
• Tiene un punto de fusión bajo: 660ºC (933 K).
• El peso atómico del aluminio es de 26,9815.
• Es de color blanco brillante.
• Buen conductor del calor y de la electricidad.
• Resistente a la corrosión, gracias a la capa de Al2O3 formada.
• Abundante en la naturaleza.
• Material fácil y barato de reciclar.

Características Mecánicas

Entre las características mecánicas del aluminio se tienen las siguientes:

• De fácil mecanizado.
• Muy maleable, permite la producción de láminas muy delgadas.
• Bastante dúctil, permite la fabricación de cables eléctricos.
• Material blando (Escala de Mohs: 2-3). Límite de resistencia en tracción: 160-200 N/mm2 [160-200 MPa] en estado puro, en estado aleado el rango es de 1400-6000 N/mm2. El duraluminio es una aleación particularmente resistente.
• Material que forma aleaciones con otros metales para mejorar las propiedades mecánicas.
• Permite la fabricación de piezas por fundición, forja y extrusión.
• Material soldable.

Características Químicas

• Debido a su elevado estado de oxidación se forma rápidamente al aire una fina capa superficial de óxido de aluminio (Alúmina Al2O3) impermeable y adherente que detiene el proceso de oxidación, lo que le proporciona resistencia a la corrosión y durabilidad. Esta capa protectora, de color gris mate, puede ser ampliada por electrólisis en presencia de oxalatos.
• El aluminio tiene características anfóteras. Esto significa que se disuelve tanto en ácidos (formando sales de aluminio) como en bases fuertes (formando aluminatos con el anión [Al(OH)4]-) liberando hidrógeno.
• La capa de oxido formada sobre el aluminio se puede disolver en ácido cítrico formando citrato de aluminio.
• El principal y casi único estado de oxidación del aluminio es +III como es de esperar por sus tres electrones en la capa de valencia.