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Principales aplicaciones del aluminio y sus aleaciones. Aplicaciones del aluminio El aluminio tiene numerosas aplicaciones tanto en su forma pura, formando aleaciones con otro metales o en compuestos no metálicos, Podemos agrupar las aplicaciones del aluminio es según sus propiedades. La combinación de su ligereza con resistencia y la alta conductividad eléctrica y térmica, es la propiedad que hace del aluminio y sus aleaciones, materiales de construcción muy importante para: Aviones Automóviles Máquinas de transporte La electrotecnia La fabricación de motores de construcción Utensilios de cocina Pistones de motores de combustión interna La durabilidad, resistncia a la corrosión, ductilidad y maleabilidad, hacen que el aluminio sea una elección natural de la industria de la construcción. La demanda de este metal para construcción ha crecido constantemente a lo largo de los últimos 50 años. Es comúnmente utilizado en muros cortina, estructuras de ventanas y puertas, y en otras estructuras lacadas o anodizadas, desde escaparates a cubiertas para grandes estructuras y estadios como el de Francia en París y el nuevo Parlamento Europeo en Bruselas. Debido a su elevada proporción resistencia-peso es muy útil en la construcción de ferrocarriles, aeronáutica y automoción. Dentro de estos tres campos podemos encontrar: motores, bombas, pistones, ruedas, bielas, cubos, válvulas, marcos y acabados, parachoques, compuertas para camión, furgonetas, elementos de carrocería, radiadores e intercambiadores de calor. Aleaciones del aluminio Los principales metales empleados para su aleación con aluminio son los siguientes: Cobre (Cu), silicio (Si), cinc (Zn), magnesio (Mg), y manganeso (Mn). Aleaciones del Aluminio puro: también conocido como ALPUR Presenta una elevada resistencia a los agentes atmosféricos, una gran conductividad térmica y eléctrica y una excelente actitud a las deformaciones. Aleaciones del Aluminio-cobre: El cobre endurece mucho el aluminio, por lo que estas aleaciones poseen propiedades mecánicas excepcionales, pero mantienen la buena maquinabilidad y ligereza que posee el aluminio. Aleaciones del Aluminio-silicio: El silicio endurece al aluminio y, sobre todo, aumenta su fluidez en la colada y su resistencia a la corrosión. Las aleaciones Al-Si son muy dúctiles y resistentes al choque; tienen un bajo coeficiente de dilatación y una elevada conductividad calorífica y eléctrica, pero son difíciles de mecanizar por la naturaleza abrasiva del silicio. Aleaciones del Aluminio-cinc: En estas aleaciones figura el cinc con un porcentaje máximo del 20%. Las aleaciones de cinc son más baratas que las de cobre a igualdad de propiedades mecánicas, pero menos resistentes a la corrosión y más pesadas. Aleaciones del Aluminio-magnesio: Estas aleaciones contienen magnesio en proporciones inferiores al 10% de Mg. En general, el magnesio va asociado a otros elementos como el cobre, silicio, cinc, etc. es decir, formando aleaciones ternarias, en las que el magnesio figura con proporciones del 0,1 al 1%. Aleaciones del Aluminio-manganeso: El manganeso se encuentra en la mayor parte de las aleaciones de aluminio ternarias y cuaternarias. Su solubilidad en el aluminio pasa del 0,35% a 500ºC a la temperatura eutéctica, que es 658,5ºC. Sistema alfanumérico del aluminio y sus aleaciones Características de las series del aluminio Serie Composición Características Usos Serie 1000 Aluminio con un mínimo de pureza de 99% • Alta resistencia a la corrosión • No tóxico • Excelente acabado • Excelente maleabilidad • Alta conductividad eléctrica y térmica • Excelente reflectividad Recipientes Materiales de radiación Serie 2000 Aleado con Cobre • Alta resistencia mecánica • Alta resistencia a la corrosión • Buena maquinabilidad Rines de camiones Suspensión de camiones Fuselaje de aviones Serie 3000 Aleado con Manganeso • Buena resistencia mecánica • Alta resistencia a la corrosión • Buena maleabilidad Botellas para bebidas Utensilios de cocina Intercambiadores de calor Mobiliario Señales de tráfico Tejados Otras aplicaciones arquitectónicas Serie 4000 Aleado con Silicio • Alta resistencia al calor Aplicaciones arquitectónicas Fabricación de pistones de motores Serie 5000 Aleado con Magnesio • Buena resistencia mecánica • Alta resistencia a la corrosión, especialmente al agua de mar • Muy buena soldabilidad Adornos decorativos Ornamentales y arquitectónicos Iluminación de las calles y carreteras Botes, barcos y tanques criogénicos Partes de puentes Estructuras de automóviles Serie 6000 Aleado con Silicio-Magnesio • Buena resistencia mecánica • Buena resistencia a la corrosión • Buena maquinabilidad • Buena soldabilidad Aplicaciones arquitectónicas Cuadros de bicicletas Pasamanos de los puentes Equipo de transporte Estructuras soldadas Serie 7000 Aleado con Zinc • Alta resistencia mecánica Estructuras de los aviones Equipos móviles Otras partes altamente forzadas Metalurgia del aluminio El mineral más importante del que se obtiene el aluminio es la bauxita. Existe también en los silicatos, sulfatos, óxidos y fluoruros de aluminio y de sodio. La bauxita es una roca sedimentaria de origen químico compuesta mayoritariamente de alúmina y, en menor medida, de óxido de hierro y sílice. Es la principal fuente de aluminio utilizada por la industria. Su composición química sería, de manera simplificada, la siguiente: El principal método industrial para producir alúmina a partir de bauxita se conoce como proceso Bayer. Fue inventado en el 1889 por el austriaco Karl Bayer y está basado en la disolución de la bauxita con hidróxido sódico. Diagrama proceso Bayer Diagrama electrolisis del aluminio Principales países productores de aluminio Principales países exportadores de aluminio Principales países importadores de aluminio principales empresas que compran y venden el aluminio y sus aleaciones en México. 1 - MONDRAGÓN VIDRIO Y ALUMIMNIO 2 - Dialum aluminio y vidrio templado 3 - LUMZA SA DE CV 4 - Metal Panel 5 - EXTRUMETAL 6 - CDIMA ingenieria 7 - Metales el Gallo Aguascalientes Impacto social del aluminio La forma soluble en agua del Aluminio causa efectos perjudiciales, estas partículas son llamadas iones. Son usualmente encontradas en soluciones de Aluminio combinadas con otros iones, por ejemplo cloruro de Aluminio. La toma de Alumino puede tener lugar a través de la comida, respirarlo y por contacto en la piel. La toma de concentraciones significantes de Aluminio puede causar un efecto serio en la salud como: Daño al sistema nervioso central Demencia Pérdida de la memoria Apatía Temblores severos Impacto ambiental del aluminio Las minas de bauxita tienen un impacto ambiental muy grave al territorio. Al ser minas abiertas, el impacto en el medio es más grave que en mina subterránea, puesto que los daños son en gran parte irreversibles. La extracción de bauxita erosiona el suelo y elimina toda la flora, afectando también a la fauna de ese entorno. La contaminación que genera la industria del aluminio es preocupante porque arrolla millones de toneladas al año de gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono, y gases que están presentes también en la lluvia ácida como el óxido de azufre y el óxido de nitrógeno. Además, el proceso de transformación de la bauxita en aluminio requiere de grandes cantidades de energía y agua. Impacto científico del aluminio El aluminio es el metal más abundante sobre la corteza terrestre, y el tercer elemento más abundante después del oxígeno y el silicio. Destacado por su capacidad de resistir la corrosión y por su baja densidad, es atractivo para la industria, lo que ha hecho de este metal uno de los más importantes, tanto en cantidad como en variedad de usos, solamente superado por el hierro. El aluminio se usa en forma pura, aleado con otros metales o en compuestos no metálicos. Su uso más popular es como papel aluminio, el cual consiste de una lámina con un espesor tan delgado que resulta fácilmente maleable.La relación resistencia/peso es de gran importancia en la industria aeronáutica, debido a que un menor peso implica un ahorro de combustible para la aeronave; por lo que el aluminio es muy utilizado en esta industria, ya que con un menor peso puede alcanzar una resistencia comparable con el hierro.
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