RECICLANDO EL ALUMINIO AHORRAMOS ENERGÍA

Walter Ruiz Asto

I. DISEÑO DE LA INVESTIGACION :

PROBLEMA

El Aluminio es el metal más abundante en el mundo. Constituye el 8% de la porción sólida de la corteza terrestre. Todos los países poseen grandes existencias de materiales que contienen aluminio, pero los procesos para obtener aluminio metálico a partir de la mayor parte de estos compuestos no son económicos todavía. El Perú, debido a la poca o casi nula iniciativa de sus autoridades, tiene un sistema de reciclaje prácticamente inexistente. El aluminio es 100% reciclable sin merma de sus cualidades físicas, y su recuperación por medio del reciclaje se ha convertido en una faceta importante de la industria del aluminio.

ENUNCIADO DEL PROBLEMA:¿La producción de aluminio a partir del reciclaje ahorra energía?

HIPÓTESIS:La producción de aluminio a partir del reciclaje ahorra 567,9KJ de energía aproximadamente el 91,2%.

VARIABLES: variable independiente:

La producción de aluminio a partir del reciclaje.

variable dependiente:

Ahorra 567,9 KJ de energía aproximadamente el 91,2 %.

OBJETIVOS:

Comparar la energía en la producción de aluminio a partir de la bauxita con la que se requiere en el reciclaje del aluminio.

incentivar y fomentar el reciclaje de aluminio.

establecer un sistema de control en el reciclaje de todo material q contenga aluminio

incentivar en una planta de producción de aluminio a partir del reciclaje.

Preservación de reservas naturales.

II. CONTENIDO DEL INFORME:

INTRODUCCION:

El proceso de reciclaje del aluminio necesita poca energía y el refundido requiere sólo un 5 % de la energía necesaria para producir el metal primario inicial. El aluminio es el más ligero de los metales, su temperatura de fusión es relativamente bajo, tiene miles de usos industriales, médicos y en la construcción. Además, por su ligereza, maleabilidad y por ser neutro, se usa para envases de bebidas y alimentos. Como es muy flexible y ligero, además de que su resistencia permite hacer envases muy delgados, el reciclaje de envases de aluminio es muy fácil para el consumidor, tanto en su separación, su almacenaje y su transporte. Por ser un material con muchos usos, es posible reciclarlo para varias industrias y no sólo para orientado para la industria refresquera.

III. MARCO TEORICO:

Aluminio:

Es el metal más abundante y ocupa el tercer lugar como elemento de la corteza terrestre (7.5 % en masa). No se encuentra en forma elemental en la naturaleza; su principal mena es la bauxita (Al2O3 .2H 2O). Otros minerales que contienen aluminio son la ortoclasa (KAlSi3O8), el berilo (Be3 Al2Si6O18), criolita (Na3 Al F6) y el corindón (Al2O3)(Raymond Chang).

ortoclasa

corindón

criolita

berilo

bauxita

Propiedad del aluminio:

El aluminio es un metal plateado muy ligero. Su masa atómica es 26.9815; tiene un punto de fusión de 660°c, un punto de ebullición de 2467°c y una

densidad de 2,7 g

cm3. Es un metal muy

electropositivo y extremadamente reactivo. Al contacto con el aire se cubre rápidamente con una capa dura u trasparente de oxido de aluminio que resiste la posterior acción corrosiva. Por esta razón, los materiales hechos de aluminio no se oxidan.

Aplicaciones de aluminio:

Un volumen dado de aluminio pesa menos de 13 del

mismo volumen de acero. Debido a su elevada proporción resistencia-peso es muy útil para:

o construir aviones.o vagones ferroviarios.o automóviles.

Por su elevada conductividad de calor:o utensilios de cocina.o pistones de motores de combustión interna.o El peso tiene mucha importancia en la trasmisión

de electricidad de alto voltaje a larga distancia, y actualmente se usan conductores de aluminio para trasmitir electricidad a 700000 voltios o más.Más usos:

o también se utiliza en reactores nucleares a baja temperatura porque absorbe relativamente pocos neutrones.

o con el frio, el aluminio se hace más resistente, por lo que se usa a temperaturas criogénicas.

o El papel de aluminio de 0,018 cm de espesor, actualmente muy utilizado en usos domésticos, protege los alimentos y otros productos perecederos.

o Debido a su poco peso, a que se moldea fácilmente y a su compatibilidad con comidas y bebidas, el aluminio se usa mucho en contenedores, empaques flexibles; así como en latas no retornables.

o La resistencia a la corrosión al agua del mar del aluminio también lo hace útil para fabricar cascos de barco y otros mecanismos acuáticos.

IV. METODOLOGIA Y DESARROLLO EXPERIMELTAL

situación problemática: gasta demasiada energía la producción electrolítica del aluminio

El proceso se debe llevarse a alta temperatura que requiere grandes cantidades de energía al calentamiento. La producción electrolítica del Al, el baño el electrolítico bebe mantenerse a aproximadamente 1000 °c, y esto se hace calentando con energía eléctrica. Sin embargo hay otros dos factores implicados en el gran consumo de energía. El primero es que para producir en mol de Al, deben transferirse tres moles de electrones: Al+3+3℮−¿→Al(l)¿ además, la masa molar de Al es relativamente baja, 27 g.mol−1, la corriente eléctrica correspondiente al paso de un mol de electrones produce solo 9 g de Al. Por el contrario, un mol.

procedimientos utilizados.(1) Electrolisis

Proceso del aluminio a partir de la Bauxita.El proceso Hall-Héroult sigue siendo el método principal para la obtención industrial del aluminio. La pureza del producto sea incrementado hasta un 99.5 % de aluminio

puro en un lingote comercialmente puro; posteriormente puede ser refinado hasta un 99.99 %.

Al2O3 ( criolita fundida )+3C ( s )→2 Al ( s )+3CO (g)

Para la cual △H °=1340KJ y△ S°=586 J /K. A 1000 °c, que es la temperatura del proceso, el cambio estándar de energía libre esta dado por:

△G°=△ H°−T △ S°

△G°=1340KJ−(1273K )(586 JK )( 1KJ1000J )=594KJ

Tomando en cuenta este resultado y la ecuación química del proceso, se observa que la cantidad de energía requerida para producir un mol de aluminio a partir de la bauxita por electrolisis es Qe=297KJ .

Procedimiento (2) ReciclajeCuando el aluminio metálico se recicla, la única energía requerida es el calor necesario para llevar la lata a su punto de fusión (66o°c) mas el calor de fusión (10,7 KJ/mol). La cantidad de calor necesaria para calentar un mol de metal de 25 °c a 660 °c es :

Q=M .ce .△T= (27 ,0 g )( 0 ,900 Jg . °c ) (660−25 ) °c=15 ,4KJ

Donde: M: masa molar del aluminio. ce: capacidad térmica especifica del

aluminio. △T : cambio de temperaturas.

Por lo tanto, la energía necesaria para reciclar un mol de Al está dada por: QT=15,4KJ+10,7KJ=26,1KJ

CONCLUCION Y RECOMENDACIÓN:

Para comparar los requerimientos energéticos de los métodos se encuentra la relación.

R=(QT

Qe) x100

¿ 26 .1KJ297KJ

x 100=8 .8%

Así, al reciclar las latas de aluminio se puede ahorrar aproximadamente 91,2% de la energía requerida para obtener el metal a partir de la bauxita.

El reciclado de la mayoría de los envases de aluminio que se desecha cada año ahorraría 20000 millones de kilowatt-horas de electricidad.

EL aluminio es un metal que contempla de manera amplia los reclamos ambientalistas, en razón de eficaz reciclabilidad. A pesar de un consumo eléctrico intenso en su origen, ya que consume 15kwh para la obtención de 1kg de aluminio virgen, el reciclado lo convierte en competitivo con los demás materiales con los que "compite". Comparados con ellos el aluminio ofrece ventajas económicas sumadas a sus virtudes de no contribuir al aumento de residuos sanitarios e industriales.

Bibliografía:

o Chang Raymond, Química. Editorial McGraw-Hill

o http://www.ingenieroambiental.com/?pagina=874

o http://www.aktuaya.org/index.php?option=com_content&view=article&id=516:ipor-que-reciclar-aluminio&catid=5:consumo-responsable&Itemid=4

o http://www.aluminio.org/reciclar_aluminio.php

o petrucci harwood herring. editorial prentice hall

o www.prodigyweb.net.mx