Esplosivo e inossidabile, malleabile e rigido, leggero e riciclabile

L’alluminio dei miracoli – 1

La Bauxite, il minerale da cui si estrae l’alluminio (che in natura non esiste allo stato puro). Da 4 tonnellate di bauxite se ne ottengono 2 di ossido di alluminio che alla fine, grazie a un processo di elettrolisi, ne producono una di alluminio. In seguito il metallo viene colato e lavorato.

Dopo le fasi di lavorazione, i prodotti sono immagazzinati (stoccaggio) in attesa di raggiungere le catene di montaggio.

Più di altri metalli, l’alluminio è lavorato nelle forme più varie: lingotti, lamine, fili, schiume.

Dopo essere stato usato l’alluminio può essere raccolto e riciclato all’infinito. Produrlo da zero costa 16 kwh di energia al chilogrammo, con il riciclo si risparmia il 95%.

Quando Jules Verne profetizzò, nel 1865, la conquista della Luna, non solo indovinò che Cape Canaveral sarebbe stato il luogo del lancio ma perfino con quale materiale sarebbe stata costruita l’astronave: alluminio. Un metallo praticamente sconosciuto fino a 10 anni prima, ma che si stava rapidamente affermando.

Quello che andava oltre l’immaginazione di Verne è che di alluminio sarebbero stati perfino il combustibile dello shuttle e alcuni strati delle tute degli astronauti. Per non parlare di tutti gli altri usi che questo metallo ha nella nostra vita quotidiana: l’alluminio si trova negli aerei, nelle auto, negli edifici, nei cd, nei microchip, nelle linee dell’alta tensione. Nel mondo se ne produce più di tutti gli altri metalli messi insieme (escluso il ferro e i suoi derivati): ben 31 milioni di tonnellate all’anno, contro 14 milioni di tonnellate di rame, 6 di piombo, 0,2 di stagno. E ben 7 milioni vengono dal riciclaggio.

Le ragioni di tanto successo le conosceva già Verne: “Questo prezioso metallo possiede la bianchezza dell’argento, l’indistruttibilità dell’oro e la resistenza del ferro, è facile da fondere come il rame e leggero come il vetro. E’ modellabile e se ne trova in abbondanza, perché è alla base di gran parte delle rocce…” (dal libro Dalla Terra alla Luna).

Inoltre, benché l’alluminio puro sia tenerissimo, basta aggiungere piccole quantità di altri metalli come ferro, silicio, magnesio e rame per conferirgli una tenacia e una rigidità che lo rendono un materiale insostituibile nell’edilizia, negli imballaggi e nei trasporti.

Un altro vantaggio è la resistenza alla corrosione e agli agenti chimici. In realtà, le sue polveri sono molto reattive e si possono infiammare spontaneamente a contatto con l’acqua. E’ per questo che sono usate per fare esplosivi e carburante per navicelle spaziali.

Come si spiega quest’apparente contraddizione tra reattività e resistenza agli agenti chimici? Proprio a causa della sua reattività, l’alluminio si riveste subito di uno strato aderente di ossido, che lo protegge da ulteriori reazioni chimiche.

Altri metalli, come ferro e rame, invece quando si ossidano cambiano struttura e lo strato superiore (ruggine) si stacca dai sottostanti.

L’alluminio è l’elemento più abbondante della crosta terrestre dopo l’ossigeno e il silicio, e ne costituisce l’8% circa in peso. In natura, però, non esiste allo stato puro, ma solo in combinazione con altri elementi. L’ossido di alluminio, o allumina, per esempio, abbonda nell’argilla. C’è alluminio anche in minerali come le miche e i feldspati, e addirittura in pietre preziose come gli zaffiri e i rubini.

Ma la fonte principale è la bauxite, un’argilla rossastra utilizzata come materia prima nell’industria. Giacimenti si trovano in Africa, in India, nel Sud America, nel Nord Australia. Ma anche in Europa… il termine bauxite deriva infatti dal villaggio Les Baux, nella Francia meridionale.

Dalla bauxite si ottiene allumina e dall’allumina alluminio: basta far passare una scarica elettrica in una soluzione ad alta temperatura, e il metallo si deposita sul fondo. Poi viene colato in lingotti che subiscono ulteriori lavorazioni: stampaggio, forgiatura, estrusione, rullaggio… In qualche caso, l’alluminio viene “anodizzato”, cioè ricoperto da uno strato di ossidol più spesso di quello naturale, grazie a un trattamento con la soda caustica: serve a conferire durezza e fissare i colori in maniera praticamente indelebile.

Quanto alle applicazioni, già il primo aereo dei fratelli Wright conteneva componenti in alluminio e il primo aeroplano interamente in questo materiale fu costruito nel 1920. Oggi, in media, l’80% del peso di un aereo è alluminio e la percentuale sale ancora di più, fino al 90%, per uno space shuttle.

Continua.

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