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Che cos’è l’alluminio? È un elemento chimico che si trova naturalmente sulla Terra. È il metallo più abbondante sul nostro pianeta, dato che costituisce circa l’8% della crosta terrestre. È molto versatile, il che lo rende il secondo metallo più usato dopo l’acciaio in vari modi, come nella produzione di automobili e nelle costruzioni. Secoli dopo l’inizio della produzione industriale di alluminio, la sua domanda globale è rapidamente salita alle stelle fino a circa 29 milioni di tonnellate all’anno, dove circa 22 milioni di tonnellate sono di alluminio vergine. In confronto, 7 milioni di tonnellate sono alluminio riutilizzato da rottami metallici. Vale la pena notare che l’alluminio è uno dei metalli usati in ingegneria, poiché ha un rapporto forza-peso superiore a quello dell’acciaio.

Proprietà e vantaggi dell’alluminio

I vantaggi dell’uso dell’alluminio sono associati alle sue notevoli proprietà come segue:

– Resistenza alla corrosione

Quando l’alluminio viene esposto all’aria e a condizioni umide, si forma uno strato di pelle di ossido per proteggere la superficie dell’alluminio dall’ossidazione estrema. Questo strato di ossido autoprotettivo dà all’alluminio la resistenza che ha contro il deterioramento, resistente agli agenti atmosferici anche all’atmosfera industriale che facilita gli agenti atmosferici. I trattamenti di anodizzazione possono essere ulteriormente utilizzati per migliorare la resistenza dello strato di ossido sulle superfici.

– Conducibilità termica ed elettrica

L’alluminio conduce il calore e l’elettricità in modo eccellente. La conducibilità termica dell’alluminio è circa il 50-60% di quella del rame, il che lo rende molto applicabile nella produzione su larga scala di utensili da cucina. La conducibilità termica si riferisce al trasferimento da un mezzo all’altro; così, gli scambiatori di calore in alluminio utilizzati nell’industria chimica, alimentare e aeronautica. L’alta conducibilità dell’alluminio (1350) è circa il 62% dell’International Annealed Copper Standard (IACS) lo rende efficace per l’uso e conduttore elettrico e ha circa un terzo del peso specifico del rame.

– Riflettività

L’alluminio liscio ha un’alta riflettività sullo spettro elettromagnetico dalle onde radio e nella gamma infrarossa e termica. Rimbalza circa l’80% della luce e il 90% del calore che colpisce la sua superficie. Questa alta riflettività dà all’alluminio un aspetto decorato e lo rende efficace per l’uso contro le radiazioni di luce e calore in applicazioni come coperture e schermi termici per automobili.

– Caratteristiche atossiche

La natura atossica dell’alluminio è stata scoperta secoli fa nel suo primo uso industriale. Questa caratteristica lo rende adatto all’uso in utensili da cucina senza avere effetti nocivi sul corpo umano. Facilita anche il suo uso nell’imballaggio di fogli per prodotti alimentari nell’industria di trasformazione.

– Riciclabilità

Il riciclaggio dell’alluminio non ha rivali. In particolare, c’è una differenza significativa nelle proprietà tra l’alluminio riciclato e quello vergine. Circa il 5% dell’energia utilizzata per produrre l’alluminio vergine è necessaria per riciclare l’alluminio. Attualmente, circa il 60% dell’alluminio viene riciclato verso la fine del suo ciclo di vita.

– Finibilità

Per la maggior parte delle sue applicazioni, l’alluminio non ha bisogno di un rivestimento protettivo. Tecniche di finitura come la sabbiatura, la lucidatura e la spazzolatura con filo metallico soddisfano la maggior parte delle esigenze di finitura e, nella maggior parte dei casi, la finitura superficiale utilizzata è adeguata senza la necessità di ulteriori finiture. Dove è necessario l’alluminio puro o un’ulteriore protezione, viene applicata un’ampia gamma di finiture superficiali come vernici, tecniche chimiche ed elettrochimiche.

– Forza

L’alluminio puro per uso commerciale ha una resistenza alla trazione di 90MPa, che lo rende molto utile per i materiali strutturali. Lavorarlo attraverso processi come la laminazione a freddo lo rende più forte. Un ulteriore aumento della resistenza si ottiene legandolo con elementi come rame, manganese e silicio in percentuali misurate. Le leghe sono molto più forti e possono essere ulteriormente rafforzate attraverso il trattamento termico.

– Alto rapporto forza-peso

Il rapporto forza-peso dell’alluminio è molto più alto di quello dell’acciaio da costruzione. Questa caratteristica lo rende adatto alla progettazione e alla costruzione di strutture forti e leggere con molti vantaggi per le strutture che si muovono, come navi, veicoli e aerei.

– Facilità di fabbricazione

La facilità di fabbricazione dell’alluminio è una delle sue caratteristiche più importanti a causa del suo minor grado di lavorabilità con qualsiasi metodo di fusione. L’alluminio può essere fabbricato nello spessore desiderato, dalla lamina, che è più sottile della carta, ai fili di alluminio da arrotolare, ai fogli di alluminio che possono essere laminati, stampati e disegnati. Essenzialmente, la velocità e la facilità con cui l’alluminio viene lavorato contribuiscono significativamente al basso costo di produzione dei pezzi in alluminio. Il metallo di alluminio può essere tornito, fresato e forato ad alta velocità, che le macchine sono in grado di accoppiare con la sua natura flessibile.

– Duttilità

L’alluminio è malleabile, il che significa che può essere trafilato in fili senza rompersi. Tuttavia, la sua duttilità è inferiore a quella del rame. L’alluminio ha anche una bassa densità e un basso punto di fusione. In forma fusa, l’alluminio può essere fuso in diversi modi grazie alla sua flessibilità per produrre prodotti desiderati come fogli, lamine, tubi e barre.

– Forza alle basse temperature

L’alluminio e le sue leghe hanno dimostrato di essere utili alle basse temperature. A differenza di altri metalli come l’acciaio, che diventano fragili con l’esposizione alle basse temperature, l’alluminio e le sue leghe diventano più forti. Non solo la resistenza aumenta alle basse temperature, ma anche le misure di trazione, snervamento e impatto. Inoltre, la resistenza alla corrosione dell’alluminio aumenta in queste condizioni, rendendolo adatto per l’uso in regioni fredde e ghiacciate senza una rottura accelerata dovuta all’esistenza di umidità.

– Impermeabile e inodore

L’alluminio, anche quando viene arrotolato come un foglio, ha uno spessore di 0,007 mm ed è sufficientemente impermeabile e non emette odore o sapore. È anche atossico e insieme alle sue caratteristiche inodori e impermeabili lo rende ideale per l’imballaggio di prodotti come prodotti farmaceutici e alimentari.

– Non magnetico

L’alluminio non attrae i magneti e quindi viene definito paramagnetico nel linguaggio profano. Questa caratteristica lo rende ideale per la schermatura di antenne e dischi di computer.

– Suono e assorbimento degli urti

L’alluminio è un buon assorbitore di suono, il che lo rende ideale per la costruzione di tetti e ammortizzatori nelle automobili. La schiuma di alluminio, la sua porosità, la composizione del materiale, lo spessore e vari tipi di trattamento lo rendono permeabile al suono e agli urti.

Fonti e ulteriori letture

Lega di alluminio – Informazioni generali – Introduzione all’alluminio e alle sue leghe. Aalco.co.uk. Recuperato il 27 maggio 2020, da http://www.aalco.co.uk/datasheets/Aluminium-Alloy_Introduction-to-Aluminium-and-its-alloys_9.ashx.

Asminternational.org. (2020). Caratteristiche chiave dell’alluminio. Asminternational.org. Retrieved 27 May 2020, from https://www.asminternational.org/documents/10192/3456792/06787G_Sample.pdf/c4151917-99fc-46e8-a310-d5578d0af160.

DJUKANOVIC, G. (2016). Leghe di alluminio nella costruzione navale – una tendenza in rapida crescita. Aluminiuminsider.com. Recuperato il 27 maggio 2020, da https://aluminiuminsider.com/aluminium-alloys-in-shipbuilding-a-fast-growing-trend/.