10 factos divertidos sobre o material de alumínio

Facto 1: Descoberta do alumínio: O material mais abundante na crosta terrestre.

O elemento alumínio representa cerca de 8% da massa total da crosta terrestre. O químico americano Charles Martin Hall e o químico francês Paul-Louis-Thouëlle Eyrou descobriram o método Hall-Eyrou em 1886, que foi o primeiro método comercial de produção de alumínio.

Os minérios que contêm alumínio têm sido utilizados para tingir e preparar medicamentos desde a antiguidade. No entanto, só no século XVIII é que a verdadeira natureza e existência do alumínio se tornou conhecida pela ciência.

Em 1754, o químico sueco Axel Fredrik Cronstedt descobriu uma liga de alumínio e mercúrio chamada "alumínio mercurial". Extraiu o novo metal aquecendo o minério e fazendo-o reagir com mercúrio. No entanto, na altura, não se reconheceu que o elemento desta liga era um metal separado.

Em 1825, o físico dinamarquês Hans Christian Ørsted deu mais um passo ao tentar isolar o alumínio puro das ligas de mercúrio-alumínio. Isolou o pó de alumínio puro através da reação do alumínio mercurial com um ácido. No entanto, este método ainda não foi bem sucedido na obtenção de alumínio de elevada pureza.

Alguns anos mais tarde, em 1827, o químico alemão Friedrich Wöhler e o químico francês Charles Martin Hall descobriram, de forma independente e quase simultânea, o alumínio puro. Wöhler utilizou um método semelhante ao de Ørsted para isolar o alumínio puro, reagindo-o com cloreto de alumínio. Hall, por outro lado, desenvolveu um método eletrolítico para preparar alumínio puro através da electrolise de alumina fundida.

Facto 2: Método de eletrólise de Hall

O método de eletrólise de Hall tornou-se mais tarde o principal método de produção industrial de material de alumínio. O método de eletrólise de Hall lançou as bases para a produção em massa de material de alumínio. Em 1886, Hall, com um sócio, fundou uma empresa de produção de material de alumínio e iniciou a produção comercial de alumínio. Essa descoberta levou a uma queda drástica no preço do material de alumínio, tornando-o um material amplamente utilizado.

O processo de descoberta do material de alumínio exigiu o esforço e a exploração de vários cientistas. Desde a descoberta das primeiras ligas de mercúrio-alumínio até ao isolamento do material de alumínio puro e aos avanços na produção industrial, o processo durou décadas. Atualmente, o alumínio é um importante material de engenharia utilizado numa grande variedade de campos, impulsionando o desenvolvimento da indústria e da tecnologia modernas.

Facto 3: O material de alumínio é um dos metais mais utilizados na produção industrial.

O material de alumínio desempenha um papel importante na indústria aeroespacial. A extraordinária leveza e resistência do alumínio tornam-no ideal para o fabrico de aeronaves. Desde os invólucros da fuselagem até aos componentes internos, as fuselagens, as asas, as caudas, as vigas das asas e as peças dos motores das aeronaves são frequentemente fabricadas com material de alumínio. O material de alumínio é vantajoso porque fornece resistência suficiente para lidar com as forças e vibrações do voo, ao mesmo tempo que reduz o peso total da aeronave e melhora a eficiência e o desempenho do combustível. Além disso, a resistência à corrosão do material de alumínio torna-o um material indispensável no fabrico de aeronaves. As ligas de alumínio são utilizadas em dispositivos médicos, membros artificiais e cadeiras de rodas. Os produtos de alumínio são biocompatíveis, leves e duráveis para uma variedade de aplicações médicas e de saúde. 

Materiais de alumínio utilizados na indústria automóvel é o fabrico de carroçarias, peças de motor e componentes interiores. A utilização de materiais de alumínio reduz o peso dos automóveis, melhora a eficiência do combustível e reduz as emissões de gases de escape. Através do tratamento térmico e da liga, a resistência e a plasticidade dos materiais de alumínio podem ser melhoradas ao ponto de a sua resistência poder atingir aproximadamente 570 MPa a 620 MPa, pelo que os materiais de alumínio são também amplamente utilizados nos domínios militar e da defesa, onde os materiais de alumínio de elevada dureza são utilizados para fabricar equipamento militar, como aviões militares, navios de guerra e veículos blindados.

Facto 4: Como é que o avião descola?

A utilização de materiais de alumínio nos transportes também é muito comum. Os materiais de alumínio são utilizados para fabricar automóveis, comboios, navios e aviões devido à leveza do metal. Os veículos e os aviões são mais leves devido à utilização do alumínio, o que também melhora o seu desempenho e a economia de combustível.

A liga de alumínio da série 7000 é a liga de alumínio mais utilizada no sector aeroespacial. Devido à sua excelente resistência à corrosão e elevada resistência, as ligas de alumínio da série 7000 são amplamente utilizadas em aplicações aeronáuticas. Em particular, duas ligas de alumínio - 7075 e 6061 - são amplamente utilizadas em aplicações aeronáuticas:

Liga de alumínio 7075: A liga 7075 é uma liga de alumínio de alta resistência composta principalmente por alumínio, zinco, cobre, magnésio e outros elementos de liga. Tem uma força extraordinária e uma excelente resistência à corrosão e é amplamente utilizada em componentes como membros estruturais de aeronaves, carcaças de aeronaves, vigas de asas e conectores.

Liga de alumínio 6061: A liga 6061 é uma liga de alumínio de uso geral composta por alumínio, magnésio e silício. Tem boa resistência e maquinabilidade e é amplamente utilizada no domínio aeroespacial para estruturas de aeronaves, peças de naves espaciais e instrumentos espaciais.

Estes materiais de alumínio são perfeitos para a produção de aeronaves e naves espaciais devido à sua elevada resistência, baixo peso e resistência à corrosão, que têm sido amplamente estudados e demonstrados em aplicações aeroespaciais desde há muito tempo.

Os materiais de alumínio são amplamente utilizados não só na indústria aeronáutica, mas também na produção de alguns automóveis invulgares. Por exemplo, os materiais de alumínio são frequentemente utilizados para os esqueletos de balões e balões de ar quente para dar leveza, resistência e estabilidade.

Facto 5: O metal mais antioxidante

Quando o alumínio reage com o oxigénio no ar, forma-se rapidamente uma camada de óxido na superfície. Isto deve-se ao facto de o metal fresco na superfície do alumínio reagir com o oxigénio para formar o óxido de alumínio. O óxido de alumínio continua a formar-se, a crescer e a cobrir gradualmente toda a superfície do alumínio na presença de oxigénio. Este processo é muitas vezes referido como oxidação ou corrosão oxidativa. Esta camada de óxido é constituída principalmente por óxido de alumínio (Al2O3) e tem uma certa espessura e estabilidade. Esta película de óxido de alumínio evita a oxidação e a corrosão adicionais, dando ao alumínio uma longa vida útil em ambientes agressivos.

Resistência à corrosão: A camada de óxido protege a superfície do alumínio de mais corrosão. A camada de óxido é uma barreira densa que impede uma maior exposição ao oxigénio, à humidade e a outras substâncias corrosivas.

Isolamento: A camada de óxido é um material isolante com boas propriedades de isolamento elétrico. Isto torna a camada de óxido importante em aplicações electrónicas e eléctricas, tais como condensadores e componentes electrónicos.

Boa aderência: A camada de óxido tem uma boa aderência ao substrato de alumínio e não é suscetível de descascar ou descamar. Isto ajuda a manter a integridade e a estabilidade da camada de óxido.

Boa resistência à abrasão: A camada de óxido tem um certo grau de dureza e resistência à abrasão e é capaz de resistir à abrasão superficial e aos riscos.

Facto 6: Os melhores materiais de embalagem para alimentos

O alumínio é muito comum na indústria de embalagens. A folha de alumínio é utilizada em embalagens de alimentos, embalagens de tabaco e embalagens farmacêuticas, entre outros. Folha de alumínio tem excelentes propriedades de barreira que não afectam o sabor dos alimentos, bem como uma boa vedação que protege o produto da luz, do oxigénio e da humidade. O alumínio é amplamente utilizado na indústria alimentar e de bebidas. As latas de alumínio são o exemplo mais comum utilizado para conter bebidas e produtos alimentares. Isto deve-se ao facto de as latas, folhas e caixas de alumínio manterem os alimentos frescos.

Facto 7: O material metálico mais reciclável

O alumínio é um excelente material reciclável. As latas de alumínio recicladas podem ser fundidas e refabricadas muitas vezes sem perderem as suas propriedades ou qualidade. E a reciclagem de 1 tonelada de alumínio utiliza apenas cerca de 5% da energia necessária para a produção primária. Isto faz do alumínio uma parte importante do desenvolvimento sustentável e da consciencialização ambiental.

A nível mundial, as taxas de reciclagem de latas de alumínio são relativamente elevadas, excedendo frequentemente 50% ou mais em muitos países desenvolvidos. Alguns países atingiram mesmo taxas de reciclagem superiores a 90%. Depois de serem colocadas no contentor de reciclagem, as nossas latas de alumínio usadas são primeiro seleccionadas e processadas para as separar de outros resíduos e prepará-las para a reciclagem. Depois, são limpas e comprimidas: as latas de alumínio são limpas e comprimidas para ocuparem menos espaço durante o transporte e o armazenamento. Finalmente, são fundidas e refabricadas: As latas de alumínio fundidas são convertidas em lingotes de alumínio, que podem depois ser utilizados para produzir novos produtos de alumínio, tais como novas latas de alumínio, peças para automóveis e materiais de construção.

A reciclagem de latas de alumínio também reduz a carga nos aterros sanitários e prolonga a vida útil dos mesmos. Ajuda a reduzir a procura de recursos limitados de alumínio, reduzindo assim a dependência da extração de minério. A reciclagem de latas de alumínio é uma prática ambiental crucial que tem um grande impacto na redução da utilização de recursos, na poupança de energia e na preservação do ambiente. Podemos aumentar ainda mais a taxa de reciclagem de latas de alumínio e apoiar o desenvolvimento sustentável, combinando os esforços das pessoas e da sociedade.

Facto 8: Os 5 metais que melhor conduzem a eletricidade

Apesar de ser um dos materiais condutores mais frequentemente utilizados, o alumínio também possui uma forte condutividade eléctrica. O alumínio é frequentemente utilizado em equipamentos eléctricos e electrónicos porque a sua condutividade eléctrica é aproximadamente 61% superior à do cobre. Muitos sistemas de transmissão e distribuição de eletricidade utilizam condutores de alumínio. Quando comparados com os condutores de cobre, os condutores de alumínio são menos dispendiosos e mais pesados, o que os torna o material de eleição para linhas de transmissão de longa distância.

Esta lista mostra a ordem de condutividade de alguns metais e ligas normalmente utilizados, com base em tamanhos iguais.

1. Prata pura
2. Cobre puro
3. Ouro puro
4. Alumínio
5. Zinco
6. Níquel
7. Latão
8. Bronze
9. Ferro
10. Platina

Para garantir uma transmissão de energia eficaz e fiável, a condutividade e a resistência à corrosão dos condutores de alumínio são maximizadas. A tecnologia da informação é outra área em que o alumínio tem muitas aplicações úteis. O alumínio, por exemplo, é frequentemente utilizado na construção de dissipadores de calor para computadores e caixas para equipamentos electrónicos, devido à excelente condutividade eléctrica do metal e às capacidades de dissipação de calor, que apoiam a estabilidade e o desempenho do equipamento. Na produção de eletrónica, o alumínio é utilizado numa grande variedade de produtos, incluindo dissipadores de calor para dispositivos eléctricos, caixas para computadores e caixas para telemóveis. A estabilidade e o desempenho do equipamento eletrónico são mantidos graças às excelentes qualidades de condutividade térmica e eléctrica do alumínio.

Facto 9 Propriedades reflectoras do alumínio

O alumínio é amplamente utilizado no fabrico de reflectores, espelhos e dispositivos ópticos devido às suas excelentes propriedades de reflexão. A elevada refletividade do alumínio torna-o útil em aplicações como projectores, reflectores solares e faróis de veículos. A indústria solar utiliza frequentemente o alumínio para painéis e colectores solares. O alumínio tem excelentes propriedades de reflexão da luz e resistência à corrosão, o que melhora a eficiência e a longevidade do equipamento solar. 

Facto 10 Ponto de fusão do alumínio e maquinabilidade

Como o alumínio pode atender aos requisitos exclusivos de várias aplicações, os materiais de alumínio são utilizados em uma ampla gama de indústrias, incluindo aeronaves, fabricação de automóveis e construção. Devido ao seu baixo ponto de fusão de 660 graus Celsius （1.220 graus Fahrenheit）, o alumínio é mais simples de derreter e fundir. Além disso, o alumínio pode ser manipulado a frio para aumentar sua resistência e plasticidade (por exemplo, laminação, alongamento e forjamento).

Conclusão: O alumínio, enquanto material metálico importante, tem uma vasta gama de aplicações e propriedades únicas. A sua leveza, condutividade eléctrica, resistência à corrosão e capacidade de reciclagem fazem dele um dos materiais indispensáveis na indústria moderna. Ao adquirir um conhecimento mais profundo das propriedades e aplicações do alumínio, podemos tirar melhor partido das suas vantagens e promover o desenvolvimento da tecnologia e da sociedade. Ao mesmo tempo, devemos também concentrar-nos na sustentabilidade e no impacto ambiental do alumínio e tomar medidas adequadas para promover a reciclagem e a produção ecológica de materiais de alumínio.

Para que é utilizado o alumínio?

O alumínio é utilizado em várias indústrias e aplicações devido às suas propriedades vantajosas. As utilizações mais comuns do alumínio incluem: Transporte, construção, elétrico, bens de consumo.

1. Transporte: O alumínio é amplamente utilizado na indústria automóvel para o fabrico de carroçarias de veículos, componentes de motores, rodas e outras peças. A sua natureza leve ajuda a melhorar a eficiência do combustível e a reduzir as emissões. Na indústria aeroespacial, o alumínio é utilizado em estruturas de aeronaves, asas, fuselagens e outros componentes.
2. Construção e arquitetura: O alumínio é amplamente utilizado no sector da construção para janelas, portas, sistemas de cobertura, paredes de cortina e elementos estruturais. Oferece durabilidade, resistência à corrosão e flexibilidade de design, sendo ao mesmo tempo leve.
3. Eletricidade e eletrónica: O alumínio é utilizado em cabos eléctricos, linhas de transmissão de energia e condutores devido à sua excelente condutividade eléctrica. Também é utilizado em dispositivos electrónicos, dissipadores de calor e condensadores, beneficiando da sua condutividade térmica e propriedades de leveza.
4. Bens de consumo: O alumínio encontra-se em vários produtos de consumo, incluindo electrodomésticos (como frigoríficos, fornos e máquinas de lavar), utensílios de cozinha, materiais de embalagem, mobiliário e artigos decorativos. A sua resistência à corrosão, apelo estético e facilidade de fabrico tornam-no popular nestas aplicações.
5. Embalagem: A folha e os recipientes de alumínio são amplamente utilizados para embalar alimentos, bebidas, produtos farmacêuticos e outros produtos. As propriedades de barreira do alumínio, a sua leveza e a capacidade de suportar temperaturas altas e baixas tornam-no ideal para preservar e proteger bens perecíveis.
6. Aplicações industriais: O alumínio é utilizado em diversos sectores industriais para o fabrico de máquinas e equipamentos. É comummente utilizado na produção de maquinaria industrial, tanques de armazenamento, tubos e componentes estruturais devido à sua força, resistência à corrosão e maquinabilidade.
7. Energia renovável: O alumínio é utilizado em tecnologias de energias renováveis, como sistemas de energia solar e turbinas eólicas. A sua natureza leve torna-o adequado para painéis solares, enquanto a sua força e resistência à corrosão são benéficas para componentes de turbinas eólicas.