Istituto comprensivo n°5 L. Piccaro 4° gruppo classe 3°B Anno scolastico Per il progetto di scienze presenta

ALLUMINIO

RISORSA PRIMARIA L'alluminio è l‘elemento chimico di numero atomico 13. Il suo simbolo è Al ed è identificato dal numero CAS Si tratta di un metallo duttile color argento. L'alluminio si estrae principalmente dai minerali di bauxite ed è notevole la sua morbidezza, la sua leggerezza e la sua resistenza all‘ossidazione, dovuta alla formazione di un sottilissimo strato di ossido che impedisce all'ossigeno di corrodere il metallo sottostante. L'alluminio grezzo viene lavorato tramite diversi processi di produzione industriale, quali ad esempio la fusione, la forgiatura o lo stampaggio. L'alluminio viene usato in molte industrie per la fabbricazione di milioni di prodotti diversi ed è molto importante per l'economia mondiale. Componenti strutturali fatti in alluminio sono vitali per l'industria aerospaziale e molto importanti in altri campi dei trasporti e delle costruzioni nei quali leggerezza, durata e resistenza sono necessarie.

CONSUMO DI ENERGIA NELL’ESTRAZIONE E TRASPORTO Il settore dei trasporti è quello a più alta utilizzazione d’alluminio, pari a circa un terzo di tutto il metallo consumato in Europa. Una buona ragione di ciò è che muovere un peso costa energia. Nei sistemi di trasporto urbani, come autobus e metropolitane, che sono costantemente in accelerazione e in decelerazione, il risparmio di peso è ancora più importante. I veicoli commerciali ed i mezzi di movimento terra con strutture in alluminio possono trasportare carichi utili più elevati. Nel settore navale, le sovrastrutture delle navi costruite in lega d’alluminio abbassano il centro di gravità, migliorano la stabilità e, nello stesso tempo, riducono i costi di manutenzione.

PRODUZIONE E TRASFORMAZIONE La lavorazione dell’alluminio è differente a seconda degli articoli che si intende ricavare: Per ottenere lastre piane il materiale è sottoposto al processo di laminazione, con cui il blocco di alluminio, grazie al processo che si svolge a caldo, viene fatto passare avanti ed indietro per dei rulli fino ad ottenere lastre della grandezza desiderata, anche fino a 0,15mm di spessore, che ulteriormente lavorati, possono essere assottigliati fino a divenire 0,007mm; Per ottenere profilati vari il materiale subisce il processo di estrusione, con cui bacchette di alluminio preriscaldate vengono fatte passare attraverso stampi sagomati, assumendone la forma; la facilità di estrusione delle leghe di alluminio consente di utilizzare il materiale per molteplici forme e scopi. L’alluminio è un materiale che può essere lasciato allo stato naturale, e non necessita di finitura, che può essere applicata o meno. Grazie all’esposizione all’aria, questo materiale subisce un processo di ossidazione naturale, che consente la formazione di un sottilissimo strato di ossido che lo protegge poi da ulteriori ossidazioni. Con l’anodizzazione l’alluminio è sottoposto ad un processo elettrochimico con cui la pellicola conformatasi con l’ossidazione naturale viene rinforzata, contribuendo ad aumentarne durezza, resistenza a corrosione ed abrasione. L’anodizzazione rende la finitura superficiale di color argento–opaco, e consente la colorazione di superfici aggiungendo vernici allo strato già anodizzato

UTILIZZO DEL MATERIALE Attraverso l’impiego sapiente del materiale alluminio è possibile dar vita a progetti originali dal punto di vista estetico, senza per questo dover sacrificare nulla dell’aspetto di comfort ambientale e di sostenibilità energetica. In particolare l’uso dell’alluminio garantisce: Buona illuminazione naturale, grazie alla combinazione tra alluminio e vetro è possibile ottenere grandi pareti o coperture vetrate, incrementando le dimensioni delle parti trasparenti fino al 20% rispetto all’uso di altri materiali; Risparmio energetico durante la stagione fredda, grazie a sistemi di oscuramento in alluminio che contribuiscono a ridurre la dissipazione di calore, proteggendo inoltre lo strato di isolamento; Risparmio energetico durante la stagione calda, consentendo il minimo accumulo di calore grazie alla presenza di dispositivi schermanti come scuri o frangisole, o nelle facciate continue è possibile utilizzare lo strato interno o dei dispositivi schermanti disposti nell’intercapedine tra i due strati; Tenuta ermetica degli edifici, minimizzando le perdite di calore, garantendo con l’alluminio buone prestazioni nel tempo grazie alla stabilità meccanica; Utilizzo per energia solare e fotovoltaica, grazie alla sua resistenza e conduttività termica, l’alluminio trova largo impiego nella realizzazione di pannelli fotovoltaici e solari; Realizzazione di involucri intelligenti per edifici, sistemi in grado di interagire con l’ambiente esterno, regolandone i bisogni di riscaldamento, raffreddamento, illuminazione e ventilazione, giungendo così anche a riduzioni del 50% del fabbisogno energetico.

FINE VITA, RIFIUTO PRODOTTO Il riciclaggio dell'alluminio proveniente da raccolta differenziata dei rifiuti urbani riguarda in particolare gli imballaggi: lattine per bevande, scatole per alimenti, bombole aerosol, chiusure per bottiglie e vasi, tubetti, vaschette, fogli sottili, involucri. Il rifiuto va inviato all'impianto di separazione e primo trattamento. Si separano eventuali metalli magnetici (ferro) o da altri materiali diversi (vetro, plastica, ecc.) tramite un separatore che funziona a correnti parassite generate dal campo magnetico presente. Vengono poi pressati in balle e portati alle fonderie, dove, dopo un controllo sulla qualità del materiale, vengono pretrattati a circa 500 °C per eliminare vernici o altre sostanze estranee aderenti, mentre la fusione avviene poi in forno alla temperatura di 800 °C, fino ad ottenere alluminio liquido che viene trasformato in lingotto. L'alluminio riciclato ha proprietà equivalenti a quello originario, e può essere impiegato per nuovi imballaggi, industria automobilistica, edilizia, casalinghi. Il suo recupero e riciclo, oltre a evitare l'estrazione di bauxite, consente di risparmiare il 95% dell'energia richiesta per produrlo partendo dalla materia prima: per ricavare dalla bauxite 1 kg di alluminio sono necessari 14 kWh, mentre per ricavare 1 kg di alluminio nuovo da quello usato servono solo 0,7 kWh di energia.

SOSTENIBILITA’ L’alluminio è un materiale molto giovane e la sua produzione industriale si è sviluppata a partire dagli anni '50. Da allora è utilizzato per moltissime applicazioni nell’edilizia e nelle costruzioni. Rappresenta la prima scelta per realizzare facciate continue, telai per serramenti e strutture vetrate, proprio per i suoi bassi costi di manutenzione ed il suo contributo alla resa energetica degli edifici. L’alluminio è un materiale che può essere riciclato ripetutamente conservando le proprietà equivalenti a quello originario, e può essere impiegato per nuovi imballaggi, industria automobilistica, edilizia, casalinghi.