¿Por qué no se oxida el aluminio?

A pesar de que el aluminio es el metal más abundante en la Tierra, pues constituye más del 8 % de la masa de núcleo del planeta, no fue descubierto hasta los años veinte del siglo XIX por el físico danés Hans Christian Ørsted. Una de las razones que explican este hecho es que el aluminio puro no existe en la naturaleza, ya que se une con facilidad a otros elementos como el oxígeno.

La principal fuente de aluminio es la bauxita, una roca sedimentaria, y, tal como explica Van der Eijk, «se necesitan unos cuatro kilos de bauxita para producir un kilo de metal de aluminio. Después de explotar el mineral de bauxita, se extrae el óxido de aluminio. A continuación, se separan el aluminio y el oxígeno con una corriente eléctrica que pasa a través de una disolución fundida de alúmina y mineral de criolita, que disuelve los minerales de óxido».

Hasta finales del siglo XIX no se logró producir aluminio a escala industrial, y sus propiedades resultaron ser muy valiosas. Es ligero, ya que su peso es alrededor de un tercio el peso del acero. «También es blando y maleable, por lo que se puede moldear o forjar fácilmente en una amplia variedad de productos diferentes», agrega Van der Eijk.

Se ha empleado de forma habitual en envases (en latas y para papel de aluminio), bienes de consumo (como teléfonos y ordenadores), medios de transporte (automóviles, aviones, barcos y trenes) y tendidos eléctricos, ya que es más económico que el cobre y tiene una mejor relación entre conductividad y peso.Sin embargo, esto no es exactamente así.

Cuando el hierro se expone a la humedad y al oxígeno, se cubre de una sustancia quebradiza de color marrón rojizo que llamamos óxido. El acero también se oxida, ya que es una aleación compuesta principalmente por hierro.

Otros metales no se oxidan en realidad, sino que se corroen, cuando se exponen al oxígeno o al agua. Piense en la fina capa verde que se forma en las cúpulas de los edificios hechas con cobre, latón o bronce.

«El aluminio reacciona muy rápidamente con el oxígeno, lo que da lugar a una fina capa de óxido de aluminio en su superficie externa que evita que llegue más oxígeno al metal y, por tanto, lo protege», explica Van der Eijk.

Este fenómeno, no obstante, no hace invencible al aluminio.

El contacto del aluminio con agua salada puede provocar pequeñas cavidades, denominadas «picaduras», y se corroe si se expone a ambientes alcalinos, pero es más resistente al ácido, ya que es capaz de resistir a la exposición a refrescos con un pH inferior a tres.

«Por lo tanto, el aluminio no es adecuado cuando se combina con hormigón húmedo. Cuando el cemento Portland se hidrata con agua para hacer hormigón, se produce hidróxido de calcio muy alcalino, que puede agrietar el aluminio», apunta Van der Eijk.El aluminio se puede reciclar de manera indefinida con una pérdida limitada de material. De hecho, según Recycling World: «Esta propiedad de reciclabilidad infinita ha dado lugar a una situación en la que, hoy en día, cerca del 75 % de los casi 1 000 millones de toneladas de aluminio que se han manufacturado hasta la fecha todavía se utiliza con fines productivos».

También se puede emplear para sustituir materiales de construcción menos sostenibles cuando lleguen al final de su ciclo de vida. En Recycling World se comenta además que «se requiere hasta un 95 % menos de energía para reciclar el aluminio que para producir el metal primario y, por lo tanto, esto evita las emisiones correspondientes, incluidos los gases de efecto invernadero».

Además, es un material ideal para construir las infraestructuras necesarias para la transición hacia una economía verde como, por ejemplo, los panes solares y las turbinas eólicas. También sigue siendo valioso para el transporte, ya que la reducción del peso de los vehículos disminuye las emisiones.

Con todo, aún quedan dudas sobre la sostenibilidad de su producción.

«En la actualidad, la producción de un kilogramo de metal de aluminio genera más de un kilogramo de lodo rojo, que termina en un vertedero. Y la electrólisis debería llevarse a cabo de modo que se eviten las emisiones de CO2», observa Van der Eijk.

De hecho, el objetivo del proyecto ENSUREAL, financiado con fondos europeos y coordinado por Van der Eijk, era lograr esto último. En ENSUREAL se modificó el proceso de producción de Pedersen convencional para aceptar minerales de baja ley, a la vez que se sustituyen los materiales de carbono por hidrógeno y los materiales de carbono fósil por biocarbono, al tiempo que se fabrican subproductos útiles, como materiales de construcción.

«Durante mucho tiempo, se ha conocido popularmente al aluminio como “el metal verde”. Aunque aún no está a la altura de este título, estoy convencido de que sigue siendo fundamental para la economía circular», concluye Van der Eijk.

Haga clic aquí para obtener más información sobre la investigación de Van der Eijk: Producción sin residuos de alúmina en Europa