LATAS DE ALUMINIO

El inventor de la conservación en envases, según consta en los anales, fue el cervecero francés Nicolás Appert, quien en 1795 ideó unas jarras herméticamente cerradas y posteriormente calentadas para eliminar las bacterias. En 1810, Peter Duran, un inventor británico, patentó la idea de usar latas revestidas de estaño por lo cual las comidas reciben el nombre de enlatadas y luego vinieron otros avances que incluyen el uso de las latas de aluminio, acero extrafino y plástico con y sin revestimientos. Al inglés Peter Duran debemos la patente del envase en hojalata en 1812, aunque sus latas no eran ni mucho menos como las conocemos ahora. La producción media era de tan sólo un envase por hora/hombre.

Evolución de las latas de aluminio en el transcurso de los de los años

Metal: 1200 d.C. (Se desarrolla el hierro estañado en Bohemia)
1800 Los cartuchos de hojalata soldada a mano se utilizan para alimentos secos.

1810(Peter Durand diseña el envase cilíndrico sellado, (lata).

1825 (Se separa el aluminio de su mineral.)

1841(Se empiezan a utilizar los tubos deformables ara pinturas de artista.)

1890( Se inventa la pasta de dientes y empieza a aparecer en tubos deformables.)

1900 (Se hacen tapas de aluminio para los tarros Mason.)

1906(Se diseñan barriles de acero para transportar petróleo para la Satnard Oil (actualmente Exxon), que sustituyen a los barriles de madera.)

Aparece el diseño de Oxo (letras blancas sobre envase de hojalata rojo) a principios de siglo.

1900-1930(Se emplea la hoja metálica (1913) para las barras de caramelo Life Savers)

1940(Se utiliza un aerosol como pulverizador de DD)

1950(Primeros envases en hoja de aluminio.)

1959(Se diseña la lata de aluminio)

1980 (Continúa la disminución del espesor de los envases de hojalata; se pasa a diseñar latas de una sola pieza; resurge el interés por la hojalata como medio nostálgico.)

PROCESO DE EXTRACCIÓN.

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. En estado natural se encuentra en muchos silicatos (feldespatos, plagioclasas y micas). 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.

El aluminio se obtiene de los minerales que contiene oxido de aluminio como los bauxitas, nefelinas, alucitas. La producción de aluminio consta de dos procesos: Separación de la alumina del mineral y su electrolisis. El aluminio obtenido por electrolisis contiene impurezas de hierro, silicio, cobre, por eso es sometido al refinado. Después del refinado este se forma en aluminio técnicamente puro.

Para la electrólisis del óxido de aluminio unido a la criolita (Na3Al F6) se emplean cubas de hierro recubiertas por carbón de retorta, que hace de cátodo y ánodos de grafito.

Primero se coloca en el interior de la cuba, criolita y se acercan los ánodos a las paredes de la cuba, de esta forma se genera un arco eléctrico (1000 C°) que funde la criolita. Se añade entonces el óxido de aluminio y comienza la electrólisis. El cátodo se va consumiendo durante el proceso y aluminio fundido se deposita en el fondo de la cuba donde se retira por un orificio lateral, ubicado en la parte inferior de la misma.

Ánodo:
6O= + 3C ® 3CO2 + 12e-

Cátodo:
4Al+++ + 12e- ® 4Al°

Reacción global:
2AL2O3 Û 4AL+++ + 6º=


Este proceso sigue siendo el método principal para la producción comercial de aluminio, aunque se están estudiando nuevos métodos. La pureza del producto se ha incrementado hasta un 99,5% de aluminio puro en un lingote comercialmente puro; posteriormente puede ser refinado hasta un 99,99 por ciento.

La producción mundial de aluminio ha experimentado un rápido crecimiento, aunque se estabilizó a partir de 1980. En 1900 esta producción era de 7.300 toneladas, en 1938 de 598.000 toneladas y en 1993 la producción estimada de aluminio primario era de unos 19 millones de toneladas

PROCESO DE FABRICACIÓN.

El proceso de fabricación de envases extruidos de aluminio es un proceso en línea compartido en una pastilla de aluminio cilíndrica y plana y terminamos con un envase de hasta 6 colores terminado y embalado. El proceso se realiza en una línea de producción continua y automática, que es programada de acuerdo al envase específico que se quiere obtener.

El proceso de cómo se fabrican las latas de aluminio es:

Primero se sacan de un rollo de aluminio los cuales llaga pesar nueve toneladas las laminas se troquelan y posteriormente se transforman en latas ,la troqueládora realiza dos operaciones , troquela un CD de14 cm de diámetro y luego la doblan para hacer forma de baso los restos se compactan y se devuelven a la fábrica de aluminio donde posteriormente se reciclara un nuevo rollo, el vaso entra a una máquina para dar forma al cuerpo de la lata es una herramienta buena una vez formado el cuerpo una devastadora limpia y endereza lo bordes las latas ,después las latas pasan a una lavadora ,donde se realiza una limpia en seis fases las primeras dos son con acido fluorhídricos a 60oC y los restantes son con agua des ionizada(agua neutra sin PH) ha 60oC pasan por una secadora ,posteriormente por un baño de barniz el cual el acido fluorhídrico les elimina una capa de aluminio les elimina .por ultimo pasan por un horno que endurece las tintas y seca el barniz protector la maquina pulveriza al agua con interior de latas.

APLICACIONES.

Como sabemos esto es un material muy importante, muy común porque lo podemos encontrar en diferentes partes tanto en los hogares lo podemos usar para poder tapar o envolver la comida, posee una propiedad de propiedades que lo hacen muy útil en la ingeniería mecánica en las empresas se ocupa el aluminio porque en base de eso lo pueden reciclar, para así poder construir latas de aluminio, también lo pueden ocupar para instalaciones eléctricas porque es muy buen conductor eléctrico, su producción metalúrgica a partir de minerales es costosa y por lo tanto requiere gran cantidad de energía, es abundante, aparte es el tercer elemento en la corteza terrestre, seguido del oxígeno y el silicio, ente otros.

El aluminio gracias a su alta plasticidad y electro conductibilidad, se emplea en gran escala en la industria electrotécnica para fabricar alambres y cables: en la industria de aviación para producir cubos, oleoductos y tuberías de gasolina; en la industria ligera de productos alimenticios para hacer hojas de aluminio y vasijas. El aluminio se utiliza como desoxidante en la producción de acero. Debido a una baja resistencia y una capacidad insignificante de endurecimiento por deformación plástica, el aluminio técnicamente puro se utiliza relativamente raras veces como material para construcciones como resultado de su fusión con magnesio, zinc, cobre y otros metales a obtenido aleaciones con su resistencia lo suficientemente alta, pequeña densidad y buenas propiedades tecnológicas. Se distinguen aleaciones de aluminio de fundición y deformables (tratados por presión). Las aleaciones de aluminio de funciones se obtienen para obtener piezas de fundición, las más difundidas son las aleaciones de aluminio con silicio llamadas siluminio. Dichas aleaciones contienen una pequeña cantidad de magnesio o de cobre, titanio, manganeso. Las cifras designan el número de orden de la aleación.

Según las normas vigentes de las aleaciones de aluminio deformables se fabrican alambres, perfiles, de forma complicada y diferentes piezas obtenidas por forjas, estampado o prensado. Dichas aleaciones se dividen en las no endurecibles por tratamiento térmico, y las endurecibles. A las primeras pertenece las aleaciones de aluminio con manganeso y magnesio, tienen una resistencia moderada de , es alta plasticidad y se sueldan bien. Se emplean para piezas explotadas en medio agresivas, así como fabricadas por estampado profundo, (bastidores y carrocerías, tabiques de edificios, mamparos de buques, tanques de gasolina, etc.). Se utilizan para fabricar piezas de importancia. La aleación más propagada de dicho grupo es el duraluminio.
El componente principal que endurece al duraluminio es el cobre en calidad de elementos de aleación complementarios se emplea el magnesio, el manganeso, titanio, etc. El duraluminio contiene el 95% de aluminio el tratamiento térmico consiste en el temple a la temperatura de 450…590 oC, el duraluminio se marca con la letra.

También sirve como material en la construcción de varios avances en el transporte, como son los autos, los aviones, bicicletas, barcos, etc., el aluminio está en todas partes. Algunas características que presentan unas son físicas, químicas y otras mecánicas algunas características conocidas como: que es muy barato, maleable, en los últimos años el aluminio vino a suplir al acero.

ESTRUCTURA CRISTALINA DEL ALUMINIO Y SUS PROPIEDADES.

Es un metal abundante en la corteza terrestre, se extrae de un mineral llamado bauxita por electrolisis sucesivas. Tiene nueve isótopos. Es utilizado en la industria por sus propiedades mecánica. Es ligero y con un punto de fisión bajo. Buen conductor del calor y la electricidad. El aluminio puro posee una resistencia muy baja a la tracción y una dureza escasa. En cambio, unido en aleación con otros elementos, el aluminio adquiere características mecánicas superiores. A estas aleaciones se las conoce con el nombre genérico de Duraluminio, y pueden ser centenares de aleaciones diferentes.
El aluminio consta con los siguientes componentes, que a continuación se presentarán:

Ø Densidad…………………….…..2.70 g/cm3
Ø Configuración electrónica…... .(Ne)3 s2p1
Ø Propiedad acido/base ………...Antófero
Ø Estructura cristal……………..…Cúbico centrado en cara
Ø Electronegatividad……………..1.61
Ø Calor de vaporización………….290.8 k J/mol
Ø Calor de fusión………….……...10.7 k J/mol
Ø Conductividad eléctrica………..37.7 106W-1M-1
Ø Conductividad térmica…….……237 Wm-1k-1(a 300 k)
Ø Calor específico………………...0.90 Jg-1k-1(a 300 k)
Ø Primer potencial ionización…….5.986
Ø Volúmen atómico……………….10.0cm3/mol
Ø Radio atómico…………………..1.43 A
Ø Radio covalente………………...1.18 A
Ø Sintético…………………………..No

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL ALUMINIO.-

Es un metal ligero, cuya densidad es de 2.700 kg/m3 (2,7 veces la densidad del agua), un tercio de la del acero.
Tiene un punto de fusión bajo: 660 °C (933 K).
El peso atómico del aluminio es de 26,9815 u.
Es de color blanco brillante, con buenas propiedades ópticas y alto poder de reflexión de radiaciones luminosas y térmicas.
Tiene una elevada conductividad eléctrica comprendida entre 34 y 38 m/(Ω mm2) y una elevada conductividad térmica (80 a 230 W/(m·K)).
Resistente a la corrosión, a los productos químicos, a la intemperie y al agua de mar, gracias a la capa de Al2O3 formada.
Abundante en la naturaleza. Es el tercer elemento más común en la corteza terrestre, tras el oxígeno y el silicio.
Su producción metalúrgica a partir de minerales es muy costosa y requiere gran cantidad de energía eléctrica.
Material fácil y barato de reciclar.

CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS.-

De fácil mecanizado debido a su baja dureza.
Muy maleable, permite la producción de láminas muy delgadas.
Bastante dúctil, permite la fabricación de cables eléctricos.
Material blando (Escala de Mohs: 2-3).El duraluminio fue la primera aleación de aluminio endurecida que se conoció, lo que permitió su uso en aplicaciones estructurales.
Para su uso como material estructural se necesita alearlo con otros metales para mejorar las propiedades mecánicas, así como aplicarle tratamientos térmicos.
Permite la fabricación de piezas por fundición, forja y extrusión.
Material soldable.
Con CO2 absorbe el doble del impacto.

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS.

Estructura atómica del aluminio.

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. Ciertas aleaciones de alta dureza presentan problemas graves de corrosión intercristalina.
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.
La capa de óxido formada sobre el aluminio se puede disolver en ácido cítrico formando citrato de aluminio.
El principal y casi único estado de oxidación del aluminio es +III como es de esperarse por sus tres electrones en la capa de valencia.