Investigación del aluminio

Vista previa del material en texto

Instituto Politécnico Nacional 
 
Unidad Profesional Interdisciplinaria en 
Ingeniería y Tecnologías Avanzadas 
 
 
Nombre: Lugo Ponciano Cristian 
 
 
Asignatura: Introducción a la Programación 
 
 
Profesor: Del Villar Santos Carlos Raúl 
 
 
Grupo 1MV1 
 
 
Turno Vespertino 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aluminio 
 
Introducción: 
A través de esta actividad investigaremos y corroboremos ciertos datos sobre un 
material usado no solo en la mecatrónica o en la industria, sino en el mundo en 
general, el aluminio. 
Escogí este material porque se me hace algo volátil 
al momento de usarse, un ejemplo es que llega a 
ser rígido como cualquier metal, pero inclusive 
puede ser mucho menos pesado que este, y me 
interesa conocer su estructura, y sus principales 
características, también espero descubrir sus usos 
más comunes, porque a pesar de conocer algunos 
estoy seguro de que habrás más de uno que no conozco. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Desarrollo: 
Definición: Se trata de un metal no ferromagnético, es el tercer elemente más 
común en el planeta Tierra, puede presentarse principalmente en rocas, vegetación 
y animales. 
La alúmina se extrae de la bauxita mediante el proceso Bayer, para después poder 
convertirse en el aluminio que conocemos por medio de electrólisis. 
 
 
El aluminio es un material muy blando en estado puro. Pero con las aleaciones 
adecuadas obtiene una resistencia similar a la del acero, siendo útil para muchas 
industrias: construcción, minería, iluminación, industria aeronáutica… 
 
 
 
 
 
Historia: 
Fue a comienzos del siglo XIX cuando un químico danés Hans 
Cristian Oersted aisló el metal por primera vez en 1825 por medio 
de un proceso químico que utilizaba una amalgama de potasio y 
cloruro de aluminio. 
 
El químico alemán Wöhler en el año 1827 lo obtuvo en forma de 
polvo al hacer reaccionar el potasio con el cloruro de aluminio y 
posteriormente en el año 1845, él mismo, determinó por primera 
vez las propiedades del metal recién descubierto, densidad y 
ligereza y lo separó en forma de bolitas. 
 
Estructura: 
El aluminio es un elemento químico, de símbolo Al y número atómico 13. Se trata 
de un metal no ferroso. 
El aluminio tiene nueve isótopos cuyas masas 
atómicas varían entre 23 y 30 u. Tan sólo el 27Al, 
estable, y 26Al, radiactivo con un periodo de 
semidesintegración de 7,2×105 años, se encuentran 
en la naturaleza. El 26Al se produce en la atmósfera 
al ser bombardeado el argón con rayos cósmicos y protones. Los isótopos de 
aluminio tienen aplicación práctica en la datación de sedimentos marinos, hielos 
glaciares, meteoritos, etc. La relación 26Al/10Be se ha empleado en el análisis de 
procesos de transporte, deposición, sedimentación y erosión a escalas de tiempo 
de millones de años. 
 
Propiedades: 
Propiedades físicas: 
a) Es un metal ligero, cuya densidad o peso específico es de 2700 kg/m3 (2,7 
veces la densidad del agua). 
b) Tiene un punto de fusión bajo: 660ºC (933 K). 
c) El peso atómico del aluminio es de 26,9815. 
d) Es de color blanco brillante. 
e) Buen conductor del calor y de la electricidad. 
f) Resistente a la corrosión, gracias a la capa de 
Al2O3 formada. 
g) Abundante en la naturaleza. 
h) Material fácil y barato de reciclar. 
 
Propiedades mecánicas: 
a) De fácil mecanizado. 
b) Muy maleable, permite la producción de láminas muy delgadas. 
c) Bastante dúctil, permite la fabricación de cables eléctricos. 
d) Material blando (Escala de Mohs: 2-3). Límite de resistencia en tracción: 160-
200 N/mm2 [160-200 MPa] en estado puro, en estado aleado el rango es de 
1400-6000 N/mm2. El duraluminio es una aleación particularmente 
resistente. 
e) Material que forma aleaciones con otros 
metales para mejorar las propiedades 
mecánicas. 
f) Permite la fabricación de piezas por 
fundición, forja y extrusión. 
g) Material soldable. 
 
Propiedades químicas: 
a) Debido a su elevado estado de oxidación se forma rápidamente al aire una 
fina capa superficial de óxido de aluminio (Alúmina Al2O3) impermeable y 
adherente que detiene el proceso de oxidación, lo que le proporciona 
resistencia a la corrosión y durabilidad. Esta capa protectora, de color gris 
mate, puede ser ampliada por electrólisis en presencia de oxalatos. 
b) El aluminio tiene características anfóteras. Esto 
significa que se disuelve tanto en ácidos (formando 
sales de aluminio) como en bases fuertes (formando 
aluminatos con el anión [Al(OH)4]-) liberando 
hidrógeno. 
c) La capa de oxido formada sobre el aluminio se puede disolver en ácido cítrico 
formando citrato de aluminio. 
d) El principal y casi único estado de oxidación del aluminio es +III como es de 
esperar por sus tres electrones en la capa de valencia (Véase también: metal 
pesado, electrólisis). 
 
Aplicaciones: 
Aunque rara vez el aluminio se usa al 100% se usa aleado en muchos aspectos, 
como estos: 
a) Transporte: Como material estructural en aviones, automóviles, tanques, 
superestructuras de buques y bicicletas. 
b) Estructuras portantes: Se utiliza en estructuras portantes de Aluminio. 
c) Embalaje de alimentos: Papel de aluminio, latas, tetrabriks, etc. 
d) Carpintería metálica: Puertas, ventanas, cierres, armarios, etc. 
e) Bienes de uso doméstico: Utensilios de cocina como ollas y cazuelas, 
herramientas, etc. 
f) Transmisión eléctrica: Aunque su conductividad eléctrica es tan sólo el 60% 
de la del cobre, su mayor ligereza disminuye el peso de los conductores y 
permite una mayor separación de las torres de alta tensión, disminuyendo los 
costes de la infraestructura. 
g) Recipientes criogénicos: (hasta -200 °C), ya que contrariamente al acero 
no presenta temperatura de transición dúctil a frágil. Por ello la tenacidad del 
material es mejor a bajas temperaturas. 
 
 
 
Conclusiones: 
Para terminar esta investigación podemos corroborar una teoría que yo tenía antes 
de iniciar, y es la de que el aluminio es un material bastante volátil., debido a su 
estructura y características físicas previamente dichas, algo que yo desconocía 
hasta el día de hoy es que este material se puede soldar, puede ser bastante 
ignorante de mi parte, pero pensaba que por su ligereza este se podría deformar 
gravemente si se intentaba. En conclusión, el aluminio puede ser usado en muchos 
aspectos de la vida diaria, y lo encontramos prácticamente en cada esquina, y este 
tiene muy buenas propiedades que le permiten ser uno de los materiales más 
usados en la industria.