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È tra i metalli più giovani – perché tra gli ultimi a essere scoperti dall’uomo – eppure è già utilizzato in ogni settore produttivo: dall’elettronica all’alimentare, dall’automotive all’aerospazio, dall’architettura al design, dalla farmaceutica all’ingegneria. L’alluminio è stato perfino scelto dagli istituti di ricerca per indagare le particelle. E potremmo continuare ancora.

Ma facciamo un passo in dietro.

L’alluminio è il metallo più diffuso sulla Terra ed è il terzo elemento più abbondante dopo l’ossigeno e il silicio. Eppure, pur trovandone traccia nella letteratura latina, è rimasto sconosciuto all’800 e, una volta scoperto, è stato considerato addirittura più prezioso dell’oro.

Riciclabile al 100% e infinite volte

L’alluminio viene definito un metallo “green” proprio per alcuni aspetti strettamente connessi alle sue caratteristiche intrinseche e ai vantaggi che queste comportano: infinita riciclabilità, tutela dell’ambiente, e un importante contributo alla riduzione di emissioni nell’atmosfera in linea con i principali obiettivi di sostenibilità e protocolli in difesa del clima.
L’alluminio, infatti, caratteristiche ottimali per il riciclo: può essere riciclato al 100% e riutilizzato all’infinito, per prendere nuove forme e dar vita a prodotti sempre differenti.
L’alluminio secondario, ovvero ottenuto dal processo di riciclo, non differisce per nulla da quello ottenuto dal minerale originale, le caratteristiche fondamentali infatti rimangono invariate.

Il processo di riciclo

Imballaggi e rottami in alluminio una volta raccolti vengono selezionali, poi pressati in balle, e portati presso le fonderie. Qui il materiale viene pretrattato a circa 500 gradi per rimuovere vernici o altre sostanze aderenti. Viene poi fuso a700 gradi per raggiungere lo stato liquido da cui si ottengono lingotti, billette o placche pronti per essere lavorati dall’industria.

La produzione di 1 kg di alluminio secondario, ovvero da riciclo, ha un fabbisogno energetico che equivale solo al 5% di quello necessario per produrre 1 kg di metallo a partire dal minerale. Scendendo ancor più nel dettaglio: per ricavare dalla bauxite 1 kg di alluminio sono necessari 14 kWh, mentre per ricavare 1 kg di alluminio da rottami servono solo 0,7 kWh di energia. Tale processo permette inoltre di risparmiare in media 8 tonnellate di CO2 per kg ad ogni riciclo. Questo risparmio energetico ha fatto che circa il 50% di tutto l’alluminio grezzo prodotto in Europa Occidentale derivi da materiale recuperato e riciclato e che addirittura in Italia la percentuale arrivi al 100%.

Energia e Riciclo

Cenni Storici

Degli allumi – sali di doppia formula in cui normalmente è presente l’alluminio – parla per la prima volta Plino il Vecchio all’interno della sua opera Naturalishistoria. Lo scrittore naturalista latino ci mette a conoscenza anche dei loro impieghi: utilizzati sia come mordente per fissare i colori dei tessuti, che come sale impiegato nell’imbalsamazione di uomini e animali, nella concia delle pelli e per rendere ignifugo il legname.

Nel periodo del Medioevo invece, la maggior parte dell’allume arrivava dall’Asia Minore, ricca di giacimenti di alunite: a farne incetta molte compagnie, veneziane e genovesi, che realizzarono delle vere e proprie fortune grazie al fiorente commercio di questa materia prima.

Monti della Tolfa (Fonte: Wikipedia)

I primi problemi di approvvigionamento – con tutto ciò che ne conseguì per le industrie europee – risalgono a metà del ‘400, quando i Turchi di Maometto II conquistano l’Asia.

I giacimenti scoperti sui Monti della Tolfa rappresentarono l’occasione per fare concorrenza agli “infedeli” e papa Pio II affidò a Giovanni da Castro la produzione dell’allume, prodotto su cui gravava ovviamente un’imposta papale.

L’allume “papale” divenne talmente importante che Paolo III, succeduto nel mentre al suo predecessore, ne impose l’utilizzo a tutti gli europei, pena la scomunica.

Il commercio di allume esercitava un potere economico così forte che l’utilizzo di allume non papale fu escluso dalla lista dei peccati condonabili a pagamento dall’indulgenza del 1517 di Leone X, episodio che portò Martin Lutero a dare il via alla Riforma protestante.

La sua scoperta

Sarà il chimico inglese Sir Humphrey Davy a ipotizzare per primo, nel 1807, che l’alum fosse il sale di un metallo ancora sconosciuto e che – proprio per la sua presenza nell’allume – chiamò “aluminum”, successivamente modificato in “aluminium”.
Solo 18 anni più tardi, nel 1825, il fisico danese Hans Cristian Ørsted ottenne le prime gocce di alluminio puro riscaldando un amalgama di alluminio e potassio.
A proseguire gli studi, un suo discepolo tedesco, Freidirich Wohler, che arrivò a scoprirne molte proprietà. Fu la scoperta della notevole leggerezza del metallo ad attirare l’attenzione del mondo scientifico e industriale tanto da stanziare notevoli somme per continuare la ricerca.
A metà ‘800, il chimico francese Henri Sainte-Claire Deville metteva a punto un processo capace di produrre limitate quantità di alluminio per scopi industriali.
La complessità del metodo, tuttavia, rendeva il nuovo metallo addirittura più caro dell’oro.
Solo nel 1886, l’americano Charles Martin Hall e il francese Paul Heroult scopriranno contemporaneamente, ma in modo indipendente, il processo di fusione elettrolitico in grado di ottenere alluminio metallico dall’allumina.
Quello di Hall-Herout è a tutt’oggi il sistema utilizzato per produrre l’alluminio, pur se affinato da ricerche successive.

La più importante a livello industriale è quella dell’austriaco Karl Bayer che nel 1888 brevettò la tecnica in grado di estrarre l’ossido di alluminio dalla bauxite, la fonte ad oggi più importante di alluminio per tutte le moderne produzioni industriali.
E se per tutto il Novecento l’alluminio è stato valorizzato per le sue caratteristiche intrinseche come la duttilità, la leggerezza, la conducibilità del calore e la resistenza nel tempo, il nuovo millennio ha portato alla luce un altro aspetto che ha già permesso di decretare questo metallo come l’elemento del futuro. L’alluminio infatti è infinito, e non solo perché è il terzo metallo maggiormente presente sul pianeta Terra, ma perché è riciclabile infinite volte.
Si, perché l’alluminio può essere rifuso infinite volte senza subire perdite di qualità. E la quantità di alluminio ottenuto tramite il riciclaggio in circolazione è in continuo aumento: con 51.400 tonnellate di imballaggi in alluminio riciclate nel 2019, pari all’70% delle complessive 73.400 tonnellate immesse sul mercato* l’Italia si conferma 2019 tra le eccellenze a livello europeo per quantità di alluminio riciclato prodotto.
Una materia prima seconda ma che può essere impiegata come nuova: l’alluminio riciclato non subisce perdite di qualità. Ecco che dai rottami nascono nuovi profilati o altri prodotti di elevata qualità, da lamiere in diverse leghe d’alluminio e fogli d’alluminio si creano nuovi laminati. Dalle lattine per bevande possono essere realizzati differenti prodotti pregiati. Oggi, il 75% di tutto l’alluminio da sempre prodotto nel Mondo è ancora in uso.

Oggi l’alluminio è di certo il materiale preferito per la realizzazione di ogni mezzo di trasporto: le due ruote – siano queste da strada o da gara – hanno trovato nel metallo un valido alleato per l’aerodinamica e la leggerezza. Caratteristica, quest’ultima, fondamentale anche per tutto il mercato automotive dell’elettrico. Per non parlare degli scafi che grazie alle nuove leghe di alluminio permettono un notevole risparmio carburante salvaguardando così anche i nostri mari.

E con la diffusione dell’elettronica e della robotica, oggi presenti nella vita di ciascuno, l’alluminio arricchisce il proprio portfolio e diventa “wearable” indossabile. Orologi, occhiali, cuffie: l’hi tech è tutto costruito in alluminio. E volendo soffermarsi sul tema, il suo carattere atossico e la sua duttilità, unite all’eleganza del colore, han fatto sì che numerose case di moda iniziassero a realizzare gioielli e accessori con questo metallo.

CARATTERISTICHE

Resistenza alla corrosione

dovuta alla sua immediata ossidazione a contatto con l’aria che lo protegge sia dall’acqua che dall’aggressione di diversi agenti chimici, lo rende molto utilizzato sia nei trasporti che nell’edilizia.

Alta conducibilità elettrica

poi fa sì che sia il materiale più gettonato per i conduttori ad alto voltaggio.

Leggerezza

a parità di volume, l’alluminio pesa infatti circa un terzo di rame e acciaio. Proprio per queste ragioni, per esempio, nei moderni aerei la percentuale di alluminio arriva circa all’80% (in particolare in quelli da trasporto). Il mondo dell’automotive da tempo utilizza questo materiale per diverse parti del veicolo (o per l’intera carrozzeria). Ma è senza dubbio l’aumento deciso nella produzione dei veicoli elettrici a favorire l’impiego di alluminio nel prossimo futuro, e più in generale a rivoluzionare il mercato mondiale dei metalli.

PRODUZIONE E TRASFORMAZIONE

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Il metallo, allo stato liquido, viene ricavato dall’allumina attraverso il processo elettrolitico Hall-Hèroult che avviene ad una temperatura di circa 950 °C in un bagno fluorinato attraversato da corrente elettrica ad alta intensità.

Da qui, subisce processi di trasformazione ulteriori che si differenziano a seconda dell’uso cui verrà destinato. Tra di essi, la colata continua e semicontinua, da cui si ottengono vergelle e, tramite la trafilatura, fili, lastre, billette.

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Per ridurre invece lo spessore si utilizza la laminazione, che può avvenire sia a caldo che a freddo, e che consente di produrre fogli di alluminio che possono arrivare a soli 4 μ di spessore.

Attraverso l’estrusione invece una billetta di alluminio, utilizzando una matrice di acciaio, viene trasformata in un profilato a sezione costante. È tipicamente un processo utilizzato per produrre porte, finestre, tubi, ma anche carrozzerie, parti di aerei e navi.

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La forgiatura invece parte da una pastiglia di metallo caldo che viene compressa in uno stampo ed è utilizzata per realizzare pezzi fino ai 100 kg di peso. La combinazione di queste due lavorazioni è denominata estrusione per impatto: vengono realizzati così ad esempio i tubetti per dentifrici, creme da barba, prodotti cosmetici.

Nell’industria automobilistica al contrario si utilizza frequentemente la tecnica dei getti di fusione, in cui l’alluminio fuso viene colato in stampi per ottenere pezzi quali pompe, pistoni, collettori e molti altri.

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Un ultimo procedimento utilizzato industrialmente è quello della trafilatura, con la quale il pezzo di alluminio viene fatto passare attraverso uno stampo che gli conferisce la forma definitiva. Con questo metodo si producono in particolare fili e tubi di piccolo calibro, utilizzati nei campi più disparati.

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