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segunda-feira, 3 de dezembro de 2007

Alumínio — da curiosidade à versatilidade


EM 1821, perto da comunidade francesa de Les Baux, um químico apanhou um mineral duro, semelhante à argila, de coloração avermelhada. Chamado de bauxita por causa do povoado, resultou apresentar uma porcentagem de 52 por cento de alumina. Mas, talvez pergunte, o que é alumina? É o alumínio combinado com o oxigênio, ou óxido de alumínio. Durante anos, esta substância duríssima resistiu a todos os empenhos de reduzi-la a seus componentes. Não foi senão em 1827 que as primeiras gotículas do metal foram extraídas por um processo químico dificílimo e custoso. Não é de se admirar, então, que há cem anos atrás o alumínio fosse mera curiosidade, muito embora seja o terceiro elemento mais abundante da crosta terrestre.

Progresso na Redução do Custo

Na Exposição de Paris, em 1855, a primeira barra sólida do metal branco como a prata foi exibida. Nesta ocasião, o alumínio emergiu do domínio da pesquisa metalúrgica, vindo a ser reconhecido pelo público em geral como metal útil. Mas, oh! — e o seu custo! Custando cerca de NCr$ 5,00 a grama, era deveras um metal precioso, tanto assim que até mesmo ultrapassava o ouro na casa de Napoleão III, Imperador de França. Apesar do seu prazer derivado da preciosidade do alumínio naquele tempo, sendo homem prático, visualizou seu uso como equipamento leve para seus soldados. Por conseguinte, o rei subvencionou um cientista francês para pesquisar meios de produzi-lo em grandes quantidades a baixo custo.
Seu trabalho foi recompensado por se reduzir o custo para cerca de NCr$ 0,15 a grama. Não obstante, isto ainda era caro demais para tornar possível a aventura comercial. Mais tarde, um cientista estadunidense aperfeiçoou um processo que reduziu o custo para cerca de NCr$ 0,08 a grama. Isso ainda era muito, de modo que a pesquisa persistiu em busca de um método mais econômico de se processar a matéria prima.
Em 1886, dois jovens cientistas, um em França e o outro nos Estados Unidos, trabalhando inteiramente separados um do outro, descobriram a chave para liberar o metal de seu óxido em larga escala. O custo agora ficou reduzido a NCr$ 0,02. Imediatamente, abriu-se a porta para a extensiva exploração dos depósitos de bauxita. Ao se passarem os anos, maiores aperfeiçoamentos da técnica reduziram os custos de processamento para cerca de NCr$ 1,50 o quilo por volta de meados do século vinte.

A Matéria Prima

Embora a bauxita seja a matéria básica da produção de alumínio, todavia, também são necessários outros minerais e substâncias. Mas, primeiro, observaremos como a bauxita é reduzida a alumina pura. As operações de mineração a céu aberto, usando-se enormes escavadeiras elétricas retiram o minério de seu leito de milhares de anos. Duas toneladas de minério são necessárias para se extrair uma tonelada de alumina.
Assim, o minério passa por um processo de redução intermediário antes de ir para a fundição. A bauxita é tratada com uma solução quente de soda cáustica, resultante da combinação de carbonato de sódio e cal. Isto faz que a alumina se transforme em solução, ao passo que as impurezas tais como a sílica, o óxido de ferro e o óxido de titânio se depositam como lama avermelhada. O líquido filtrado então se assenta em grandes tanques de precipitação onde a alumina, quimicamente combinada com a água, se cristaliza. Tais cristais são enviados através de grandes cubas rotativas, aquecidas a 1.100° C. para afastar todas as moléculas de água, deixando a branca alumina pulverulenta pronta para despacho. Das cubas de estocagem ou longas pilhas sobre o solo, correias de transporte movem a alumina para os porões de navios que a aguardam para transporte para as fundições.
Nas fundições, a alumina é combinada com outra matéria prima — a criolita. Este mineral, de cor branco-azulada, cujo pó é praticamente invisível na água, é minerado na Groenlândia, onde os esquimós se referem a ele como "o gelo que não se derrete no verão". Também é produzido sinteticamente na Alemanha. Foi isto que os cientistas antes mencionados descobriram ser a chave para abrir o vasto manancial terrestre deste metal. Estabeleceram que a criolita fundida dissolveria o duro óxido de alumínio e, então, por atravessar pela solução fundida poderosa corrente elétrica, o alumínio se separaria do oxigênio, permitindo que o metal puro se assentasse no fundo do vaso. Assim, nasceram "cubas" eletrolíticas para a produção de alumínio.
Para a produção em larga escala de alumínio fundido, muitas "cubas" são necessárias, sendo colocadas em "filas de cubas". Nas fundições da Companhia de Alumínio do Canadá, algumas são feitas de aço de uma polegada, com cerca de nove metros de comprimento, três e sessenta de largura e um e vinte de fundo. Acham-se revestidas de carvão que se torna o cátodo (pólo negativo) da célula, ao passo que o cátodo (pólo positivo) é uma mistura de coque de petróleo e piche. Este composto, colocado em receptáculos retangulares de alumínio ou de aço, é pendurado acima da "cuba". O equipamento de controle abaixa progressivamente este tipo contínuo de anódio substituível na "cuba", à medida que se funde a si mesmo e é usado na solução fundida de alumina e criolita. É interessante que este material é devorado na proporção de mil libras para cada tonelada de metal produzido.
A fluorita da Terra Nova é outro importante ingrediente, bem como outros materiais ao redor do globo. As matérias primas adicionadas para a produção de uma tonelada de alumina pura atingem sete toneladas. Assim, a produção ininterrupta exige um arranjo bem organizado de transporte para se assegurar que todo o material necessário esteja disponível no tempo exato e no local exato. Por exemplo, materiais que encheriam 250 vagões são consumidos cada vinte e quatro horas pelas caldeiras no Vale Saguenay de Quebeque.

O Papel da Eletricidade

Tenha presente que a bauxita é usualmente minerada em terras pouco elevadas da zona tropical ou semitropical. Por conseguinte, a matéria prima mais importante necessária — a abundância de energia elétrica barata — raramente se encontra próxima do depósito do minério. Em resultado disso, a alumina tem de ser transportada para o local da energia. Isto é o que tornou o Canadá, com seus abundantes suprimentos de barata energia elétrica, um local natural para algumas das maiores fundições de alumínio do mundo.
Se mantiver acesa uma lâmpada comum de 25 watts durante duas semanas, a eletricidade usada equivaleria à quantidade exigida para a produção de uma libra ou quase meio quilo de alumínio. O lar mediano estadunidense precisaria de quatro anos para usar a energia necessária para se extrair uma tonelada do metal da alumina original! Com efeito, há alguns anos atrás, em um ano a indústria de alumínio naquele continente usou mais eletricidade do que a necessária para fornecer energia para uma cidade que abrangesse meio milhão de casas durante cerca de dez anos! Desde aquele tempo, com a expansão constante da indústria, as necessidades energéticas aumentaram novamente quase na metade. Que parte vital ela desempenha!

Fabrico

À medida que os lingotes reluzentes saem da fila de cubas na fundição, a estória da versatilidade desse metal começa a desvendar-se. Muitos processos os transformam por fim em objetos de uso prático. Primeiro, entram em fornos de refundição, onde substâncias ligadoras são acrescentadas e que variam conforme o uso final a ser dado ao material. Deste processo saem lingotes entalhados para fundição, lingotes redondos ou "billets" (lingotes) para extrusão, e lingotes retangulares ou "chapas" para laminação, forja ou fiação. Os fornos mesmos produzem varas para a fabricação de fios de alumínio. Quão adaptável resulta ser o metal, à medida que é preparado para o processo manufatureiro!
Ano após ano, continua a aumentar a utilidade do alumínio. A expansão de seus usos presentes e a descoberta de novos usos é incentivada pela própria indústria. A constante pesquisa metalúrgica é efetuada visando abrir maiores campos para a utilização de suas qualidades de leveza, maciez e, todavia, de rigidez. Tal rigidez resulta de o alumínio puro ser ligado a outros minerais. Têm-se feito muitas experiências neste sentido, resultando em centenas de ligas, tendo todas características diferentes.
Como a rigidez é aprimorada é ilustrado por uma barra de prova de uma polegada de metal puro se quebrar sob o peso de pouco mais de sete toneladas, ao passo que similar barra de prova, composta de certas ligas agora em uso comum, poder ser submetida à tensão de uma carga de quarenta toneladas sem se rebentar. Tais ligas são até mesmo mais fortes que alguns tipos de aço, assim aumentando a versatilidade do alumínio, porque retêm as qualidades originais de leveza, resistência à corrosão e maleabilidade.
A natureza protéica do metal é ainda mais destacada por sua agradável aparência e por ser eficiente condutor tanto de calor como de eletricidade. Assim, venha agora e observe como esta substância interessante se transforma em alguns dos aparelhos úteis que se tornaram comuns em nosso mundo moderno.

Os Produtos Acabados

Primeiro visitaremos Rogerstone, Sul de Gales, e sua gigantesca usina de laminação. Aqui as "chapas" de alumínio, de duas toneladas, correm de um lado para o outro através de contínua linha de prensas quentes que se estendem por uns quatrocentos metros. Bobinas de alumínio em folha ou folhas retas resultam deste processo, sua grossura dependendo do uso futuro. Esta varia de uns seis milímetros a folhas tão finas que é necessário uma pilha de 1.250 folhas para se obter a mesma grossura! Em Kingston, Ontário, Canadá, certa máquina fresadora produz folhas enroladas de um metro e quarenta centímetros de largura à velocidade de mais de oitocentos metros por minuto. De usinas como estas, o alumínio fabricado vai para várias fábricas para se tornar a superestrutura de um transatlântico ou a "pele" de um jato intercontinental. Como rolo, talvez o esteja usando em sua cozinha para inúmeros fins, ou o retire de sua barra de chocolate favorito. Mas, isso não é tudo.
Talvez resida em Londres, Inglaterra, e viaje diariamente pelo "subterrâneo". Seu confortável trem é feito de alumínio. Ou, uma viagem recente pela Espanha foi feita no famoso "ACT-Talgo", das Ferrovias Espanholas. Ligas de alumínio contribuíram para sua agradável viagem. Na América do Norte, as ferrovias usam cada vez mais esse metal que certa vez era apenas curiosidade. Vagões frigoríficos, gôndolas, vagões de carga ou vagões-tanques, todos feitos de alumínio, alinham-se em trens de mais de um quilômetro e meio de extensão. Nas rodovias do mundo, o metal é usado em caminhões, ônibus, carros-reboques e até mesmo em seu próprio automóvel. Muitos dos ascendentes arranha-céus das grandes cidades do mundo têm o frontispício recoberto, ou contém painéis de folhas de porcelana esmaltada ou reluzentes de ligas de alumínio.
Nos gigantescos galeões dos céus, que agora saem das linhas de produção, algumas partes têm de ser construídas para suportar tremenda carga. Tais são forjadas por gigantescas prensas semelhantes à prensa de 50.000 toneladas na fábrica da Alcoa em Cleveland, Ohio. Depois de a prensa estampar a parte, é "esculpida" no seu tamanho correto por uma máquina de fresagem de perfil. Enormes prensas de extrusão amassam o metal como se fosse pasta de dente, transformando os lingotes em tudo, desde hélices de aviões a vigamentos de pontes. Há alguns anos atrás, tais vigamentos foram usados para se construir a primeira ponte rodoviária toda de alumínio que cruzava as corredeiras do lindo Rio Saguenay em Quebeque.
Do Equador aos pólos e por toda a terra, encontram-se cada vez mais utilizações deste metal campeão do peso leve. Mais de dois quilos e oitocentas gramas de alumínio encimam o famoso Monumento a Washington, fornecendo-lhe não só bonita cobertura prateada, mas também protetor condutor de eletricidade. Sistemas portáteis de irrigação, feitos de alumínio, são usados nas plantações de café no Brasil e nas fazendas de açúcar de beterraba na parte meridional de Alberta. Mais de onze milhões de quilômetros de linhas de transmissão cruzam os países do mundo, transportando a vital energia elétrica para as cidades e as fábricas, por meio de condutores de alumínio reforçados com aço. Em muitos casos, estes são pendurados agora em torres de alumínio. Até mesmo casas de oito cômodos, com duas varandas, tendo um peso total de apenas pouco mais de mil quilos, estão sendo pré-fabricadas à base deste metal de muitas utilizações.
Seria possível prosseguir interminavelmente, descrevendo os produtos de milhares de fábricas que produzem tudo, desde grampos de cabelo a cadeiras de estar, e de barris de cerveja a instrumentos portáteis do carpinteiro e do mecânico! Sim, o alumínio não mais é uma curiosidade, mas é um dos mais versáteis metais conhecidos pelo homem.

8/2/70-18

1 comentário:

Anónimo disse...

Olá Filipe. Só com boa índole para se prontificar a ensinar gratuitamente a nós leigos. Parabéns. Achei teu blog porque procuro por alumínio folha e só encontro nos grandes distribuidores mas preciso de compras de 20 até 100 kG do tipo H18 (duro) com 0,05 a 0,08 mm.
preciso para revender. Meu email é jezanatta@terra.com.br Muitíssimo obrigado por qualquer dica amigo.
Abraço fraterno. Jorge

OBRIGADO RUI COSTA!

AMOR MEU, DOR MINHA

DOR MINHA QUE BATES NO CORAÇÃO,
OLHOS TEUS QUE CRUZAM COM A PAIXÃO;

PARA ONDE FORES CONTIGO IREI,
ONDE ESTIVERES AÍ FICAREI;

NA ROTA DO AMOR BUSCAMOS SINTONIA,
SENDO O MAIS IMPORTANTE A COMPANHIA;

FELIZ AQUELE QUE TE AMA,
E QUE PODE ALIMENTAR A CHAMA;

FICAREI. FELIZ. SINTO O TEU ABRAÇO FORTE,
SINTO QUE O AMOR NÃO ALIMENTA A MORTE;

POR TUDO ISTO UM ADEUS NÃO PERMITO,
NO NOSSO CORAÇÃO O AMOR NÃO É MALDITO.