AluminioPropiedades y usos

¿Qué es?El aluminio es un elemento químico, el cual es el tercer el-emento más común encontrado en la corteza terrestre. Los compuestos de aluminio forman el 8 % de la corteza de la tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas, de la vegetación y de los animales.

Como metal se extrae únicamente del mineral conocido con el nombre de bauxita, por transformación primero en alúmina mediante el proceso Bayer y a continuación en aluminio metálico mediante electrólisis.

Este metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil en ingeniería de materiales, tales como su baja densidad y su alta resistencia a la corrosión. Mediante aleaciones adecuadas se puede aumentar sen-siblemente su resistencia mecánica. Es buen conductor de la electricidad y del calor, se mecaniza con facilidad y es muy barato. Por todo ello es desde mediados del siglo XX el metal que más se utiliza después del acero.

1825

1827

1866

1886

1889

Hitos de su Elaboración

Hans Christian Orsted logró aislar por elec-trólisis unas primeras muestras, bastante impuras.

Friedrich Wöhler consigue el aislamiento total. El proceso era arduo y costoso.

lLa invención de la dinamo, que permitía generar la cantidad de electricidad necesa-ria para realizar el proceso.

Paul Héroult y Charles Martin Hall patentan formas independiente de produccion, lo que conllevo a un ncremento en su produccion.

Karl Bayer, extrajo la alúmina a partir de la bauxita.

Procesos Básicos Proceso en caliente 450ºC, en el cual se prepara el cilindro para el proceso de ex-torsión

Proceso en caliente 480ºC, en donde el metal solido es forzado a presión a través de una matriz. Se endurecen los perfiles y se obtiene aleaciones mas resistentes, este proceso se hace en horno a 180ºC.

Proceso electrolítico, la película de oxido actúa como protección. Termina con el sellado (hidratación) con el fin de reducir porosidades y aumentar su resistencia química.

Coloreado electroquímico, pintura, pulido y acabado natural.

Calentamiento

Extrusión

Anodizado

Acabado

Aleaciones1000

2000 (Cu)

3000 (Mn)

5000 (Mg)

6000 (Mg)(Si)

7000 (Zn)

Aluminio con presencia de impurezas de hierro o aluminio, se utiliza para laminación en frío.

Apto para su uso en estructuras de avi-ones.

Se utiliza para fabricar componentes con buena mecanibilidad.

Resistencia de 193 MPa después del re-cocido.

Resistencia de 290 MPa, apta para perfiles y estructuras.

Resistencia de 504 MPa, apto para la fab-ricación de aviones.

Físicas

· Abundante en la naturaleza· Metal igero· Bajo punto de fusion · Color Blanco· Buen Conductor eléctrico y térmico.

Químicas

· Reacciona con el oxígeno for-mando con rapidez una fina capa gris mate de alúmina, aislándolo de posteriores corrosiones.

mecánicas

· Metal Blando y maleable· Resistente a la traccion · Se alea on otros materiales

Propiedades ¿Donde?

envases

· Sus propiedades permiten crear barreras contra luz, humedad, oxígeno, gases y otros líquidos.· Estándares médicos de esterilidad

Línea bLanca

· Estufas, lavadoras, refrig-eradores, microondas entre otros artículos son elabora dos con aluminio para ofre-cer durabilidad y diseño.

cocina

· La superficie es fácil de limpiar, sellada para que no pueda penetrar en el alimen-to.Resistente, tienen la ca-pacidad de conducir calor.

eLectricidad

· Económico en transporte electrici dad,más eficiente que el cobre.· Uso en antenas para televi-sores y satélites.

carrocerías

· El aluminio es ligero pero tiene un 75% de la resisten-cia del acero o del titanio.

construcción

- Estructuras de ventanas, puertas y en otras estruc-turas como cubiertas para grandes superficies.· Ornamentales y decorati-vos.

aLas de avión

· El principal material con el que se construyen los avi-ones, desde la primera guer-ra mundial, ya que ofrece ligereza, resistencia y alta conductibilidad eléctrica y térmica.

PaPeL aLuminio

· El papel aluminio se emplea en el embalaje de alimentos para garantizar una may-or vida de consumo. Actúa como una barrera contra la luz, olores y bacterias.

Latas de aLuminio

Troquelado y Embutición 1

1910

1935

1959

1960

Peter Durant diseña y patenta el primer en-vase cilíndrico de metal sellado para alimen-tos.

Se conoce la primera lata de bebida comer-cial, Finest Beer cerveza dentro de una lata cerrada a presión.

Coca Cola entra al mercado de los refresco, el mismo año en que debuta el envase de aluminio.

Ernie Fraze diseño el sistema Easy-Tap, la cual permitía abrir la lata con un sujetador que cortaba.

La bobina de Aluminio se hace pasar por una prensa me-diante un lubricador, por medio de un golpe vertical unos discos metálicos generan la forma de estas copas cilíndri-cas median presión.Esta es “unidad básica” para la construcción de la lata, lo dúctil del aluminio permitirá realizar su forma sin generar rupturas en su superficie.

Formadora yRecortadora2

Las copas cilíndricas llegan a través de las cintas transpor-tadoras a la formadora, que mediante un punzón se estira el aluminio hasta conseguir la lata de una sola pieza.Luego se recorta la lata a la altura correcta, sufrimiento on-dulaciones u “orejas”.

BarnizExterior3

Las latas pasan a la pre-decoradora que aplica una capa de impresión y después se recubre la impresión con el barniz, evita la oxidación y ralladuras.

BarnizadoInterior4

Se aplica un barnizado para proteger el interior de la lata. Cada lata se barniza y pasa al horno para logar su total secado.

Formacióndel Cuello5

Se forma el cuello pasando por una serie de “estrechamien-tos” que reducen gradualmente el diámetro del cuello hasta la medida especificada.

Engatillado Tapa superior6

Las tapas previamente troqueladas se proceden a unir mediante un engatillado y aprovecha la capacidad de defor-mación del aluminio.

union

AntecedentesLa investigacion por parte de las industrias a fines del siglo XIX llevo al protagonismo al aluminio debido a su abundan-cia y bajo precio de produccion.

El desarrollo del toquelado es consecuencia del desarrolo del espamtado y moldaje por chapa, aprovechando la duct-ibilidad y melabilidad del aluminio permitio el dasarrolo del troquel en elementos a pequeña escala.

ConsecuenciaLa busqueda de la aplicacion de estos nuevos parametro llevo a Duran a la construccion del troquelado de un cilindro matalico, el cual constaba con la cualidad aislantes nese-rias para almanecar alimentos.

EnvAsEs y AlimEntos“el contener”

VidrioA

MetalB

TetrapckDPlásticos sintéticosC

Activos e inteligentesC

A_Vidrio B_Metal C_Plasticos sintéticos E_Activos e InteligentesD_Tetrapack· Puede reciclarse múltiples veces sin perjuicio en sus propiedades mecánicas.

· El procesado de vidrio necesita altas temperatu-ras, lo que supone un alto coste energético.

· Es alta barrera a los gases y al vapor de agua aun-que por el contrario, tiene un ratio masa/volumen muy elevado, ya que es pesado. Además es frágil y no es degradable (aunque no es perjudicial para el me-dio ambiente).

· Principalmente se utiliza para la producción de botellas y tarros, que pueden ser pasteurizados a altas temperaturas.

· Es alta barrera a los gases y al vapor de agua. ·

· Es un material relativamente caro.

· Puede reciclarse, pero con un elevado coste en-ergético.

· Se emplea principalmente para la fabricación de latas, ya que el alimento contenido puede ser pas-teurizado o esterilizado en su interior.

· Como es resistente a altas y bajas temperaturas, se utiliza como bandejas para platos preparados con-gelados, que posteriormente son calentados para su consumo.

· Se usan hojas delgadas de aluminio para envasar caramelos, quesitos, café, té, etc.

· También son metálicos los tapones de las botellas y las tapas de los tarros.

· Se producen principalmente a partir de polímeros sintéticos como el polietileno(PE), elpolipropileno(PP), el polietilen tereftalato(PET), el poliestireno(PS) y el cloruro de polivinilo)PVC).

· Se caracterizan por su bajo coste de producción y buenas propiedades mecánicas y de barrera (depen-diendo del tipo de plástico). Hoy en día, sustituyen en algunos casos a otros materiales como el vidrio, metal o papel/cartón.

· Son fácilmente procesables en máquina y se pueden modificar sus propiedades dependiendo de las propiedades requeridas: rigidez, elasticidad, color, degradabilidad, etc.

· Pueden ser reciclados o incinerados.

· Son films compuestos por varias capas delgadas: Polietileno, Papel, Polietileno, Aluminio, Polietileno y una ultima capa de Polietileno.

· Tienen buenas propiedades barrera.

· Permite optimizar espacios

· Los envases laminados son herméticos, permitiendo el cierre por termosellado.

· Los materiales que forman sus diferentes capas no pueden separarse fácilmente, lo que dificulta su reci-clado (descomponer el laminado).

· Son envases que contienen sustancias que interac-cionan con el producto, prolongando su vida útil o que informan sobre cambios en la atmósfera interior del envase.

· Estas sustancias son principalmente absorbedores de oxígeno y de etileno, compuestos que emiten o impiden la emisión de dióxido de carbono, que regulan la cantidad de agua o también sustancias antioxidantes y antibacterianas.

Marcelo Delgado ArayaConstruccion 3º DO 2017

Escuela de Arquitectura y Diseño E[ad]

· Estético/Decorativo· Protagonista envases y alimento· Frágil, poco manipulable

La producción de envases mediante a vidrios nació de forma muy remota en Egipto y Mesopotamia, quienes dominaban la producción de vidrio y comenzaron a incorporar el vidrio en sus vasijas y platos.

La estética por medio del color y luces que contenía este material permitió un gran desarrollo dentro de lo decorativo .

Lo frágil y el alto carácter estético del vidrio abrió la investigación a un nuevos materiales para envases.

Las nuevas propiedades del aluminio permitieron una mayor cercanía con todo tipo de usuarios, puesto que su alta resistencia y bajo peso permitieron una may-or manipulación de este producto, perdiendo su alto rasgo decorativo formal, si no un rasgo decorativo superficial.

Los altos cuidados superficiales de los envases metálicos abrió en el mundo de los plásticos nuevas aristas, su alto rango estético, gracias a las ínfimas posibilidades de moldeas y formas logradas por el plástico.

El alto grado de “desperdicios” no reciclados (pese a ser reciclado) por el hombre conllevo a una alto grado a acumulación de envases de plásticos en las casas.

La optimización de espacios y un material altamente reciclable fue la aparición de este nuevo material com-puesto.

La iniciativa de reutilizar y reciclar este material por parte de los propios productores logro incorporan de tecnología de “compactación” de lo estructural al mun-do alimenticio.

Su carácter visual al ser una superficie homogénea logro abrir un mundo de la impresión y un juego de colores.

El avance de la tecnología al igual que las necesi-dades del hombre, obligaron al desarrollo de un en-vase totalmente herméticos que regulan sus propie-dades acorde a las condiciones externas.

El carácter formal y estético se ve homogenizado, dando importancia al propio alimento, es el quien debe persuadir al usuario mediante su propios colores y luces, teniendo así la “obligación” de una preocu-pación de lo fresco del alimento.

· Formalmente homogéneo· Exteriormente decorativo· Envases protagonista· Manipulable

· Formalmente adaptaba· Envase/Contenido protagonista· Acumulable· Reutilizable

· Formalmente homogéneo· Exterior protagonista· Altamente decorativo· Reutilizable

· Formalmente homogéneo· Protagonista el Alimento· Resalta en contenido· Totalmente hermético