CLASSE 3 a geometri dell’istituto ISIS Manzini di San Daniele (Udine) presenta… A.S / 2009

( Al ) A LLUMINIO ( Al ) Il progetto ha preso avvio con la compilazione di una tabella relativa al consumo di lattine d’alluminio da parte di ogni alunno della nostra classe. Lo scopo della raccolta di questi dati è quello di capire quanto alluminio ognuno di noi consuma normalmente e come può essere riutilizzato per realizzare nuovi oggetti che abbiano le stesse qualità dell’alluminio originario. Allo scopo di rendere pubblici questi risultati abbiamo deciso, come classe, di realizzare una presentazione in PowerPoint sulle caratteristiche, le proprietà e l’utilizzo dell’alluminio.

Struttura cristallina cubica a facce centrate Non è tossico Resiste bene a corrosione (si passiva) Si lega con rame (Cu), silicio (Si), magnesio (Mg), zinco (Zn), manganese (Mn) per dare leghe Attaccabile da sostanze alcaline e H2O con NaCl Riciclabile al 100%

Facilmente lavorabile Buon conduttore sia di calore che di energia elettrica Basso peso specifico Bassa temperatura di fusione Bassa densità Potere radiante Inquina molto produrlo

Si dividono in:  Leghe ultra-leggere  Leghe leggere  Leghe ternarie Le leghe dell’alluminio si formano per migliorarne delle qualità quali resistenza a corrosione, resistenza meccanica e altre caratteristiche

Si formano aggiungendo diversi materiali all’alluminio Hanno diverse caratteristiche: Bassa densità 2,7 g/cm³ A seconda del materiale aggiunto: –Silicio: migliora la colabilità e riduce il coefficiente di dilatazione; –Magnesio: aumenta la resistenza alla corrosione in ambiente alcalino e in mare; –Manganese: aumenta la resistenza meccanica e alla corrosione; –Rame: accresce la resistenza meccanica, soprattutto a caldo; –Zinco: soprattutto se associato al magnesio, conferisce un'elevata resistenza meccanica.

Si formano aggiungendo Mg al Al in percentuali elevate anche 80% e anche con aggiunta di berillio e zinco. Si dicono ultra-leggere poiché hanno una densità bassa (1,8g/ml). Il magnesio aggiunto aumenta la resistenza dell’alluminio alla corrosione. Per il loro elevato carico di rottura e per la loro leggerezza e resistenza alla corrosione, sono usate in aeronautica.

Trasporti (in quasi ogni tipo di mezzo di trasporto) Imballaggio (lattine, pellicola d'alluminio, ecc.) Costruzioni (finestre, porte, strutture per facciate continue, rivestimenti metallici, in lamiera scatolata alla pressopiegatrice ect.) Beni di consumo (elettrodomestici, attrezzi da cucina, ecc.) Impianti elettrici (a causa del suo peso leggero, anche se la sua conduttività elettrica è solo il 60% di quella del rame) Macchinari. L'alluminio si ossida in maniera energica e, come risultato, ha trovato uso nei carburanti solidi per i razzi.

Partire da oggetti di alluminio, invece che dai minerali di bauxite, fa risparmiare il 95% dell’energia necessaria. Le 200 aziende che vi si dedicano hanno un giro d’affari di 11 milioni di euro. L’alluminio inoltre è riciclabile al 100% CocaCola ha deciso di smettere di imbottigliare le sue bibite in lattine di alluminio. Produrre una lattina da 33cl ex-novo richiede molta energia e inquina parecchio: –38 metri cubi di aria; 18 litri di acqua (53 volte la sua capienza);30 centimetri cubi di suolo.

Con le lattine riciclate dalla nostra classe Con 99 lattine si può produrre: 33 paia d’occhiali (in Al), 2,68 caffettiere. Con le lattine riciclate dall’ istituto Con 1600 lattine si può produrre: 533,3 paia d’occhiali, 43,24 caffettiere, 12,31 monopattini, 2,5 cerchioni per auto, 2 bici con accessori.

Quantità di bauxite risparmiata Calcoli riferiti alla nostra classe Totale lattine consumate:99 2Al 2 O 3 4Al+3O 2 MM (Al 2 O 3 ) =102g/mol MA (Al) =26,981g/mol massa (1 lattina)=13,16g m (Al) =13,16g x 99=1302,84g n (Al) =m (Al) /MM=1302,84g/26,98g/mol=48,29mol n (Al 2 O 3 ) =n (Al) /2=48,29mol/2=24,145mol m (Al 2 O 3 ) =MM (Al 2 O 3 ) x n (Al 2 O 3 ) =102g/mol x 24,145mol=2462,79g=2,46kg Quantità di bauxite risparmiata (da 4,5 t di bauxite si ottengono 2,0 t di Al 2 O 3 ) m (bauxite) : m (Al 2 O 3 ) = x : m (Al) 4500 : 2000 = x : 2,46 X= (4500 x 2,46)/ 2000= 5,54kg calcoli riferiti al consumo in 4 mesi scolastici

calcoli riferiti al consumo in 4 mesi scolastici Quantità di bauxite risparmiata Calcoli riferiti all’istituto Totale lattine consumate:1600 2Al 2 O 3 4Al+3O 2 MM (Al 2 O 3 ) =102g/mol MA (Al) =26,981g/mol massa (1 lattina)=13,16g m (Al) =13,16g x 1600=21056g n (Al) =m (Al) /MA=21056g/26,981g/mol=780,42mol n (Al 2 O 3 ) =n (Al) /2=780,42mol/2=390,22mol m (Al 2 O 3 ) =MM (Al 2 O 3 ) x n (Al 2 O 3 ) =102g/mol x 390,22mol=39802,44g=39,80244kg Quantità di bauxite risparmiata (da 4,5 t di bauxite si ottengono 2,0 t di Al 2 O 3 ) m (bauxite) : m (Al 2 O 3 ) = x : m (Al) 4500 : 2000 = x : 39,80244 X= (4500 x 39,80244)/ 2000= 89,56kg

Calcoli energetici Per produrre dalla bauxite 1Kg di Al sono richiesti 14 Kw/h 14 Kw/h x 1,30 kg (alluminio consumato dalla classe) = 18,24 Kw/h Per produrre dal riciclo 1 Kg di Al sono richiesti 0.7 Kw/h 0,7 Kw/h x 1,30 kg (alluminio consumato dalla classe) = 0,91kw/h Kw/h risparmiati 18,24 – 0,91= 17,33

3 a GeometriISIS Manzini Numero lattine raccolte Al consumato 1,30284 kg21,056 kg Bauxite (da estrarre per soddisfare la richiesta di Al) 5,54 kg89,56 kg Consumo energetico (alluminio prodotto dalla bauxite) 18,24 kwh294,78 kwh Consumo energetico (alluminio prodotto dal riciclo) 0,91 kwh14,74 kwh

Confronto consumo lattine della classe e dell’istituto Consumo familiare di un alunno

Consumo energetico di un compagno di classe rapportato all’intero istituto

Confronto possibile estrazione di bauxite necessaria per soddisfare il consumo esaminato

Conclusioni Con questa nostra relazione siamo riusciti a spiegare i vari trattamenti per produrre l’alluminio, i vari utilizzi, le varie leghe e soprattutto l’utilità e l’importanza del riciclaggio di questo materiale (l’unico riutilizzabile al 100%). Possiamo dire che è importante riciclare l’alluminio perché viene estratto dalla bauxite con varie procedure che sono in grado di inquinare l’ambiente. In questa relazione abbiamo raccolto i dati relativi al consumo di lattine di alluminio, per un periodo di quattro mesi sia individualmente sia quello dell’istituto. Siamo venuti a conoscenza che nel periodo esaminato, l’istituto ha consumato circa 1600 lattine e di tutte queste abbiamo calcolato la quantità di bauxite e di energia che sarebbero servite per produrre tali quantitativi di lattine.

Bibliografia NomeAutoreEditore Materiali da costruzione, chimica applicata N.Dalle Lucche G.Bianchi C.Gallini C.Gieri Rizzieri Le Monnier scuola ChimicaRandazoMondadori Fonti utilizzate per il lavoro Hanno partecipato alla produzione di questa presentazione tutti gli alunni della 3ª geometri divisi in gruppi di lavoro: I.Gruppo: (Prat-Castagna-Tambosco) ricerca di materiali sui siti internet (tra cui wikipedia, ing.unitn.it, ed altri); II.Gruppo: (Floreani-Pecile-Del Negro) leghe dell’alluminio; III.Gruppo: (Zucchiatti-Vicedomini-Masini) introduzione e proprietà dell’alluminio; IV.Gruppo: (Coletti M.-Coletti B.-Garlatti) ciclo dell’alluminio; V.Gruppo: (Scaramozza-Cattarino-Sivilotti)grafici calcoli tabelle sul consumo dell’alluminio; VI.“Gruppo”: (A.Pischiutta) coordinatore esecutivo. Seguiti dalla professoressa di chimica Zamparo.