Propiedades y Obtención del Aluminio: Un Metal Esencial

Características Principales del Aluminio

El aluminio es el metal más abundante en la corteza terrestre, superando incluso al hierro. Sin embargo, no fue hasta principios del siglo XIX que se desarrollaron los conocimientos químicos necesarios para reducir los compuestos en los que se presenta. Oersted logró aislar el aluminio metálico en 1825, pero la producción a gran escala no se consiguió hasta 1888, gracias al desarrollo del método Hall-Héroult de electrólisis de alúmina fundida.

Desde entonces, el aluminio se obtiene a partir de la bauxita mediante la descomposición electrolítica de la alúmina, después de haber extraído esta de la bauxita. Es necesario un tratamiento posterior para purificar el aluminio líquido obtenido, y aunque no es posible eliminar por completo las impurezas, es importante, porque determinan la calidad del aluminio.

Impacto Ambiental y Reciclaje

Por otra parte, el proceso de obtención del aluminio es muy contaminante y consume una gran cantidad de energía. Esto hace que el reciclado a partir de chatarras sea una alternativa rentable, con un consumo de energía mucho menor. Sin embargo, en ciertas industrias, como el sector aeroespacial, solo se utiliza aluminio de primera fusión (no reciclado).

Propiedades Físicas del Aluminio

• Densidad: El aluminio tiene una densidad de 2,7 g/cm³, lo que lo clasifica como un metal ligero. Esta característica determina muchas de sus aplicaciones.
• Coeficiente de Dilatación: El coeficiente de dilatación del aluminio es muy alto, lo cual puede ser desfavorable en ciertas aplicaciones.
• Conductividad Térmica: La conductividad térmica del aluminio es muy elevada.
• Conductividad Eléctrica: En cuanto a la conductividad eléctrica, el aluminio es un buen conductor (como el resto de los metales ligeros, excepto el titanio), pero los elementos de aleación empeoran siempre ese comportamiento, disminuyendo la conductividad en mayor o menor medida. Para mantener una alta conductividad, es importante que la cantidad de aleantes e impurezas sea mínima. En ocasiones, se añade boro para precipitar los restos disueltos de las impurezas y mejorar el comportamiento.
• Reflectancia y Absorbancia: El aluminio posee alta absorbancia y reflectancia, por lo que se utiliza en el control térmico de sistemas espaciales.

Resistencia a la Corrosión

El aluminio puro posee, además, un excelente comportamiento frente a la corrosión. Esto se debe a que, en presencia del oxígeno atmosférico, forma una capa de óxido estable, compacta y bien adherida a la superficie, que protege al resto de la pieza en muchos ambientes. Cuando el aluminio contiene elementos aleantes, la capa puede presentar imperfecciones, lo que disminuye la protección. Existen procedimientos para mejorar la resistencia a la corrosión del aluminio.

Propiedades Mecánicas y Mejoras

Respecto a las propiedades mecánicas, el aluminio posee una rigidez relativamente baja, con un módulo elástico del orden de 70 GPa (frente a los 200 GPa de los aceros). En general, todos los aleantes elevan el módulo elástico, pero el litio es el elemento más efectivo para aumentar la rigidez. El aluminio puro también tiene muy baja dureza, límite elástico y resistencia, lo que no lo hace apto para usos estructurales. Sin embargo, estas características pueden mejorarse empleando diversos mecanismos de endurecimiento, como la acritud (deformación plástica en frío), la solución sólida y la precipitación.