aleaciones de aluminio. 1ic134. sanchez_quitero_dominguez_pazesilva_correa.pdf
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UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE PANAM
FACULTAD DE INGENIERA CIVIL
LICENCIATURA EN INGENIERA CIVIL
MATERIALES DE CONSTRUCCIN Y NORMAS DE ENSAYO
INVESTIGACIN
ALEACIONES DE ALUMINIO EN LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIN
A COSIDERACIN DEL PROFESOR:
ING. JUAN SALADO
PRESENTADO POR:
LEDYZ SNCHEZ 5-711-1127
VALERIA DOMNGUEZ 9-745-78
DINAH PAZ E SILVA 20-12-2273
JEISA QUINTERO 8-877-684
CELSO CORREA 3-736-1336
GRUPO:
1IC-134
FECHA DE ENTREGA:
24 DE JUNIO DE 2015
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CONTENIDO
Pg.
I. Introduccin 1-4
1. Aluminio 5
1.1. Definicin de aluminio 5
1.2. Caractersticas fsicas del aluminio 6
1.3. Caractersticas mecnicas del aluminio 6
1.4. Caractersticas qumicas del aluminio 7
1.5. Caractersticas fsicas del aluminio y sus aleaciones 7-8
2. Extraccin del aluminio 9
3. Produccin del aluminio 10-11
4. Principales productores de aluminio en el mundo 12-13
5. Aleaciones de aluminio 13-15
5.1. Aleaciones de aluminio forjado 16-19
5.2. Aleaciones de aluminio de moldeo 20-22
5.3. Aplicaciones de uso en edificacin de las aleaciones de
aluminio
22-25
6. Aleaciones de aluminio en panam 25
6.1. ALPAN 25-26
6.1.1. Extrusin de aluminio en alpan 27-29
6.1.2. Perfiles de aluminio en alpan 29-30
6.1.2.1. Designacin 30-31
6.2. HOLISTIC TRADE 31-35
6.3. Aleaciones de aluminio en la construccin panamea 35
6.3.1. Aleaciones de aluminio en barandas y puentes 35-36
6.3.2. Aluminio en el metro de panam 37-38
7. Aplicaciones constructivas de las aleaciones de aluminio 39-40
7.1. Perfiles de aluminio y herrajes 41
7.1.1. Sistemas de perfiles de aluminio BLOCAN 41-42
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7.1.1.1. Perfiles estructurales de aluminio 43
7.1.1.2. Perfiles de aluminio para aplicaciones
pesadas blocan
44-46
7.2. Fabricacin del cerramiento y puesta en obra 46-47
7.3. Sistemas de edificacin en aluminio 48
7.3.1. Ventanas y balconeras 48
7.3.2. Muros cortina 49-50
7.3.3. Fachadas ventiladas 50
7.3.4. Mallorquinas 51
8. Otras formas de obtencin de aluminio 52
8.1. Reciclaje de aluminio 52
8.1.1. Historia del reciclaje de aluminio 53
8.1.2. Ventajas del reciclaje de aluminio 53-54
8.1.3. Proceso de reciclado de aluminio 54-55
8.1.4. Produccin de lingotes usando hornos de
reverberacin
55-56
8.1.5. Reciclaje secundario de aluminio. 56
9. Ventajas y desventajas del aluminio en la construccin. 57
9.1. Ventajas 57-61
9.2. Desventajas 61-62
9.3. Aluminio contra acero
62-63
II. Conclusin 64-66
III. Bibliografa 67-68
IV. Otras fuentes de informacin 68
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ALEACIONES DE ALUMINIO EN LA
INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIN
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INTRODUCCIN
Una combinacin nica de propiedades hace que el aluminio sea uno de nuestros materiales
de ingeniera y construccin ms verstiles. Slo un simple recital de sus caractersticas es
impresionante. Sin embargo, algunas de sus aleaciones tienen resistencias superiores a la del
acero estructural. Tiene una alta resistencia a la corrosin bajo la mayora de las condiciones
de servicio y no hay sales de colores, las cuales se forman y manchan las superficies
adyacentes o decolora los productos con los que entra en contacto, tales como telas en la
industria textil y soluciones en equipo qumico. No tiene ninguna reaccin txica. Tiene
buena conductividad elctrica y trmica, y alta reflectividad al calor y la luz. Este metal puede
ser fcilmente trabajado en cualquier forma y fcilmente acepta una amplia variedad de
acabados de superficie.
La ligereza es una de las caractersticas ms tiles del aluminio. La gravedad especfica es
de aproximadamente 2,7. La masa ("peso") de aluminio es ms o menos 35 por ciento de la
del hierro y el 30 por ciento de la de cobre. Comercialmente, el aluminio puro tiene resistencia
a la traccin de aproximadamente 90 megapascales. Su utilidad como material estructural en
esta forma es algo limitada. Al trabajar el metal, como laminacin en fro, su fuerza puede
ser aproximadamente el doble. Aumentos mucho mayores en la fuerza, pueden obtenerse
mediante la aleacin de aluminio con pequeos porcentajes de uno o ms de otros metales
como el manganeso, silicio, cobre, magnesio o zinc. Como el aluminio puro, las aleaciones
tambin se hacen ms fuerte por trabajo en fro. Algunas de las aleaciones se fortalecen ms
y otras se endurecen mediante tratamientos trmicos por lo que se dispone que las aleaciones
de aluminio que tienen hoy resistencias a la traccin se acercan a los 700 megapascales.
Una amplia variedad de caractersticas mecnicas est disponible en las aleaciones de
aluminio a travs de diversas combinaciones de trabajo en fro y tratamiento trmico. Al
especificar el estado para un producto dado, el proceso de fabricacin y la cantidad de trabajo
en fro a la que se someter el metal debe ser tenido en cuenta. En otras palabras, el temple
especificado debe ser tal que la cantidad de trabajo en fro del metal que recibir durante la
fabricacin ser desarrollado con las caractersticas deseadas en los productos acabados.
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El Aluminio y sus aleaciones pierden parte de su resistencia a temperaturas elevadas, aunque
algunas aleaciones conservan una buena resistencia a temperaturas desde 200 hasta 260 C.
A temperaturas bajo cero, sin embargo, su fuerza aumenta sin prdida de ductilidad, de
manera que el aluminio es un metal particularmente til para aplicaciones de baja
temperatura.
Cuando las superficies de aluminio estn expuestos a la atmsfera, se forme una fina capa de
xido invisible inmediatamente que protege el metal de la oxidacin adicional. Esta
caracterstica de auto-proteccin de aluminio da su alta resistencia a la corrosin. A menos
que est expuesto a alguna sustancia o condicin que destruye esta capa protectora de xido,
el metal queda totalmente protegido contra la corrosin. El aluminio es altamente resistente
a muchos cidos. lcalis por ejemplo, son de las pocas sustancias que atacan la capa de xido
y por lo tanto son corrosivos para el aluminio. Aunque el metal de forma segura se puede
utilizar en la presencia de ciertos lcalis suaves con la ayuda de inhibidores, en general, el
contacto directo con sustancias alcalinas debe ser evitado.
Algunas aleaciones son menos resistentes a la corrosin que otros, en particular ciertas
aleaciones de alta resistencia. Tales aleaciones en algunas formas pueden ser protegidas
eficazmente de la mayora de las influencias corrosivas, sin embargo, por revestimiento de
la superficie o superficies expuestas con una capa delgada de aluminio puro o una de las
aleaciones ms altamente resistentes a la corrosin.
El aluminio es uno de los dos metales comunes que tienen una conductividad elctrica
suficientemente alta para su uso como un conductor elctrico. La conductividad de grado
conductor elctrico (1350) es de aproximadamente 62 por ciento la de la Norma Internacional
de cobre recocido. Debido a que el aluminio tiene menos de un tercio de la gravedad
especfica de cobre, sin embargo, un kilogramo de aluminio ir aproximadamente dos veces
tan lejos como un kilogramo de cobre cuando se usa para su propsito.
La alta conductividad trmica del aluminio lleg prominente en juego en la primera
aplicacin comercial a gran escala del metal en utensilios de cocina. Esta caracterstica es
importante siempre que la transferencia o energa trmica de un medio a otro est
involucrado, ya sea calefaccin o refrigeracin. Estos intercambiadores de calor de aluminio
son comunes en la industria alimentaria, qumica, petrleo, aviones y otras industrias. El
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aluminio es tambin un excelente reflector de energa radiante a travs de toda la gama de
longitudes de onda desde el ultravioleta, a travs del espectro visible a las ondas de infrarrojos
y el calor, as como ondas electromagnticas de radio y radar.
El aluminio tiene una reflectividad de la luz de ms del 80 por ciento que ha llevado a su
amplio uso en accesorios de iluminacin. Techos de aluminio refleja un alto porcentaje del
calor del sol para que los edificios techados con este material sean ms frescos en verano.
La facilidad con la que el aluminio se puede fabricar en cualquier forma es uno de sus activos
ms importantes. A menudo puede competir con xito con materiales ms baratos que tiene
un menor grado de trabajabilidad. El metal se puede moldear por cualquier mtodo conocido
para fundidores; que puede ser enrollado para cualquier espesor deseado abajo para frustrar
ms delgado que el papel; chapa de aluminio se puede estampar, dibujado, girar o formado
en eventos. El metal tambin puede ser martillado o forjado, alambre de aluminio, elaborado
a partir de barra laminada, puede ser atrapado en el cable de cualquier tipo y tamao deseado.
Casi no hay lmite a las diferentes formas en las que el metal se puede extruir.
Para la mayora de las aplicaciones, el aluminio no necesita ninguna capa protectora.
Acabados mecnicos tales como pulido, con chorro de arena o cepillo de alambre se
encuentran la mayora de las necesidades. En muchos casos, el acabado de la superficie
suministrada es completamente adecuado sin ms acabado. Cuando la superficie de aluminio
normal no es suficiente, o cuando se requiere una proteccin adicional, cualquiera de una
amplia variedad de acabados de superficie se puede aplicar. Qumica, acabados
electroqumicos.
Si se utiliza la pintura, barniz o esmalte cualquier color es posible con estos acabados se
puede aplicar. Esmaltes vtreos se han desarrollado para el aluminio, y el metal tambin
puede ser galvanizado.
La hoja de aluminio, debido a su resistencia a la corrosin y superficie continua suave, es
una base excelente para las pinturas de alta calidad utilizados en la produccin de hoja de
pintado. El pretratamiento qumico adems de la aplicacin de pintura de alta calidad
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trmicamente curada garantiza un acabado que exhibir sin grietas, ampollas o descamacin.
Dao accidental a los productos fabricados en chapa de aluminio pintado no dar lugar a
reas de xido antiestticas o rayas. La experiencia ha demostrado que la pintura de la calidad
utilizada para este producto, debidamente formulado, aplicado y el brillo despus de un ao
de servicio en las condiciones climticas adversas del centro-sur de la Florida. Altamente
zonas industrializadas pueden causar algn cambio de color debido a los contaminantes
atmosfricos.
Las utilidades del aluminio son mltiples, destacando la construccin. Se fabrican con
aluminio estructuras, perfiles para ventanas, pasamanos, verjas, techos, recubrimientos
laterales, chapas para aislamientos, andamios, escaleras, puentes, etc.
Muchas aplicaciones requieren la versatilidad extrema que slo tiene el aluminio. Casi a
diario su combinacin nica de propiedades se ha puesto a trabajar en nuevas formas. El
metal ahora sirve como materia prima bsica para ms de 20.000 empresas diseminadas en
todo el pas.
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1. ALUMINIO
1.1. DEFINICIN DE ALUMINIO
El aluminio es un elemento qumico, de smbolo Al y nmero atmico 13. Se trata de un
metal no ferromagntico. Es el tercer elemento ms comn encontrado en la corteza terrestre.
Los compuestos de aluminio forman el 8 % de la corteza de la tierra y se encuentran presentes
en la mayora de las rocas, de la vegetacin y de los animales.
El aluminio es un metal muy reciente, extrado por primera vez en 1854. Producido
comercialmente como un metal precioso desde 1886, no fue hasta la dcada de 1950 cuando
se comenz a utilizar en aplicaciones civiles.
La primera utilizacin conocida del aluminio en la edificacin se remonta a 1898
cuando la cpula de la iglesia de San Joaqun en Roma fue revestida con lminas de
aluminio.
El impresionante Empire State Building en New York, inspirado en Art-Deco, fue el
primer edificio en utilizar componentes de aluminio anodizado en 1931.
Actualmente el aluminio es utilizado en gran cantidad de aplicaciones en la construccin, y
es el material preferido para muros cortinas, marcos de ventanas, y otras estructuras de cristal.
Se utiliza tambin para persianas enrollables, puertas, cerramientos exteriores y cubiertas,
falsos techos, paneles de pared y tabiques, equipos de calefaccin y ventilacin, protecciones
solares, reflectores de luz y edificios prefabricados. Las estructuras de alta mar, plataformas
de aterrizaje, barandillas, andamios, o escaleras de mano, tambin suelen realizarse en
aluminio.
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1.2. CARACTERSTICAS FSICAS DEL ALUMINIO
El aluminio es un elemento muy abundante en la naturaleza, solo
aventajado por el oxgeno. Se trata de un metal ligero, con una
densidad de 2700 kg/m, y con un bajo punto de fusin (660 C).
Su color es blanco y refleja bien la radiacin electromagntica del
espectro visible y el trmico. Es buen conductor elctrico (entre 35
y 38 m/( mm)) y trmico (80 a 230 W/(mK)).
1.3. CARACTERSTICAS MECNICAS DEL ALUMINIO
Es un material blando (escala de Mohs: 2-3-4) y maleable. En estado puro tiene un lmite de
resistencia en traccin de 160-200 N/mm (160-200 MPa). Todo ello le hace adecuado para
la fabricacin de cables elctricos y lminas delgadas, pero no como elemento estructural.
Para mejorar estas propiedades se alea con otros metales, lo que permite realizar sobre l
operaciones de fundicin y forja, as como la extrusin del material. Tambin de esta forma
se utiliza como soldadura.
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1.4. CARACTERSTICAS QUMICAS DEL ALUMINIO
La capa de valencia del aluminio est poblada por tres electrones, por lo que su estado normal
de oxidacin es III. Esto hace que reaccione con el oxgeno de la atmsfera formando con
rapidez una fina capa gris mate de almina Al2O3, que recubre el material, aislndolo de
ulteriores corrosiones. Esta capa puede disolverse con cido ctrico. A pesar de ello es tan
estable que se usa con frecuencia para extraer otros metales de sus xidos. Por lo dems, el
aluminio se disuelve en cidos y bases. Reacciona con facilidad con el cido clorhdrico y el
hidrxido sdico.
1.5. CARACTERSTICAS FSICAS DEL ALUMINIO Y SUS ALEACIONES
La comparacin fsica entre el aluminio, las aleaciones de aluminio y el acero (incluyendo la
aleacin de aluminio 5083 y los aceros bajos en carbono) es como sigue:
La gravedad especfica de la aleacin de aluminio 5083 es (2.66) y es alrededor de
1/3 de la gravedad especfica del acero de bajo carbono (7.86).
El coeficiente de expansin lineal para la aleacin de aluminio 5083 es de (25 x 10-
6/C) y es alrededor de dos veces el del acero al bajo carbono (12 x 10-6/C).
El coeficiente de conduccin trmicad de la aleacin de aluminio 5083 (0.31
cal/seg/cm2/cm/C) es superior a dos veces el del acero al bajo carbono (0.12
cal/seg/cm2/cm/C).
El coeficiente de elasticidad de la aleacin de aluminio 5083 (7000 kg/mm2) es
alrededor de un tercio el del acero de bajo carbono (21000 kg/cm2).
El aluminio tiene muchas caractersticas favorables en general:
Tiene un tercio de la densidad del acero.
Presenta una buena conductividad trmica y elctrica.
Tiene una alta relacin resistencia-peso.
Su superficie se puede endurecer mediante anodizacin y recubrimientos.
Tiene aleaciones que son soldables.
No desarrolla xido.
Presenta una alta reflectividad.
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Puede ser moldeado por inyeccin.
Se puede mecanizar fcilmente.
Tiene una buena conformabilidad.
No es magntico.
No es txico.
La alta relacin resistencia-peso del aluminio y su resistencia a la corrosin son los factores
principales que hacen del aluminio un material atractivo para la ingeniera de estructuras.
Aunque pueden especificarse aleaciones de aluminio con resistencias similares a la de los
productos de acero, el mdulo de elasticidad del aluminio solo es de aproximadamente un
tercio del que presenta el acero. Por tanto, las dimensiones de los elementos estructurales
deben incrementarse para compensar el menor mdulo de elasticidad del aluminio.
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2. EXTRACCIN DEL ALUMINIO
La materia prima a partir de la cual se extrae el aluminio es la bauxita, que recibe su nombre
de la localidad francesa de Les Baux, donde fue extrada por primera vez. Actualmente los
principales yacimientos se encuentran en el Caribe, Australia, Brasil y frica porque la
bauxita extrada all se disgrega con ms facilidad. Es un mineral rico en aluminio, entre un
20 % y un 30 % en masa, frente al 10 % o 20 % de los silicatos alumnicos existentes en
arcillas y carbones. Es un aglomerado de diversos compuestos que contiene caolinita, cuarzo
xidos de hierro y titania, y donde el aluminio se presenta en varias formas hidrxidas como
la gibbsita Al (OH)3, la boehmita AlOOH y la disporo AlOOH.
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3. PRODUCCIN DEL ALUMINIO
La obtencin del aluminio se realiza en dos fases: la extraccin de la almina a partir de la
bauxita (proceso Bayer) y la extraccin del aluminio a partir de esta ltima mediante
electrolisis. Cuatro toneladas de bauxita producen dos toneladas de almina y, finalmente,
una de aluminio. El proceso Bayer comienza con el triturado de la bauxita y su lavado con
una solucin caliente de hidrxido de sodio a alta presin y temperatura. La sosa disuelve los
compuestos del aluminio, que al encontrarse en un medio fuertemente bsico, se hidratan:
Al(OH)3 + OH- + Na* Al(OH)4- + Na*
AlO(OH)2 + OH- + H2O + Na
* Al(OH)4- + Na*
Los materiales no alumnicos se separan por decantacin. La solucin custica del aluminio
se enfra luego para recristalizar el hidrxido y separarlo de la sosa, que se recupera para su
ulterior uso. Finalmente, se calcina el hidrxido de aluminio a temperaturas cercanas a
1000 C, para formar la almina.
2 Al(OH)3 Al2O3 + 3 H2O
El xido de aluminio as obtenido tiene un punto de fusin muy alto (2000 C) que hace
imposible someterlo a un proceso de electrolisis. Para salvar este escollo se disuelve en un
bao de criolita, obteniendo una mezcla eutctica con un punto de fusin de 900 C. A
continuacin se procede a la electrlisis, que se realiza sumergiendo en la cuba unos
electrodos de carbono (tanto el nodo como el ctodo), dispuestos en horizontal. Cada
tonelada de aluminio requiere entre 17 y 20 MWh de energa para su obtencin, y consume
en el proceso 460 kg de carbono, lo que supone entre un 25 % y un 30 % del precio final del
producto, convirtiendo al aluminio en uno de los metales ms caros de obtener. De hecho, se
estn buscando procesos alternativos menos costosos que el proceso electroltico. El aluminio
obtenido tiene un pureza del 99,5 % al 99,9 %, siendo las impurezas de hierro y silicio
principalmente. De las cubas pasa al horno donde es purificado mediante la adicin de un
fundente o se alea con otros metales con objeto de obtener materiales con propiedades
especficas. Despus se vierte en moldes o se hacen lingotes o chapas.
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4. PRINCIPALES PRODUCTORES DE ALUMINIO EN EL MUNDO
La bauxita es un material terroso, constituido por una mezcla de hidrxidos de aluminio:
gibbsita, boehmita, disporo y otros minerales. A partir de ella, por el proceso Bayer, se
obtiene almina, que servir para la fabricacin de aluminio por electrlisis.
Los principales yacimientos de bauxita en el mundo estn situados en Brasil, frica, Rusia y
Australia. Los principales productores de aluminio pertenecen generalmente al mundo
desarrollado, siendo de los mayores Estados Unidos, que produce ms de la cuarta parte de
la produccin mundial, seguido de Rusia, Japn, Canad, Alemania, Francia, Gran Bretaa,
Espaa e Italia.
La produccin anual se cifra en unos 33,1 millones de toneladas, siendo China y Rusia los
productores ms destacados, con 8,7 y 3,7 millones respectivamente. Una parte muy
importante de la produccin mundial es producto del reciclaje. En 2005 supona
aproximadamente un 20 % de la produccin total. A continuacin se lista unas cifras de
produccin:
Ao frica Amrica
del Norte
Amrica
latina
Asia Europa
y Rusia
Oceana Total
1973 249 5039 229 1439 2757 324 10 037
1978 336 5409 413 1126 3730 414 11 428
1982 501 4343 795 1103 3306 548 10 496
1987 573 4889 1486 927 3462 1273 12 604
1992 617 6016 1949 1379 3319 1483 14 763
1997 1106 5930 2116 1910 6613 1804 19 479
2003 1428 5945 2275 2457 8064 2198 21.935
2004 1711 5110 2356 2735 8433 2246 22 591
Produccin de aluminio en millones de toneladas. Fuente: International Aluminium
Association
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En el 2007, multimillonarios rusos del aluminio crearon al mayor productor mundial de metal
al combinarse United Company RUSAL con su rival menor SUAL y los activos de Glencore,
un operador de materias primas con sede en Suiza.
Con esta fusin RUSAL produce la octava parte del aluminio del mundo, superando a las
norteamericanas Alcoa Inc. y Alcan Inc.
RUSAL, tiene el 66 por ciento del nuevo grupo, el cual tiene una capacidad de produccin
de cerca de 4 millones de toneladas de aluminio por ao y 11 millones de toneladas de
almina. SUAL tiene un 22 por ciento y Glencore, un 12 por ciento.
5. ALEACIONES DE ALUMINIO
Una aleacin es una mezcla slida homognea de dos o ms metales, o de uno o ms metales
con algunos elementos no metlicos.
Las aleaciones generalmente se clasifican teniendo en cuenta cul o cules elementos se
encuentran presentes en mayor proporcin, denominndose a estos elementos componentes
base de la aleacin. Los elementos que se encuentran en menor proporcin sern
componentes secundarios o componentes traza.
Las aleaciones de aluminio son aleaciones obtenidas a partir de aluminio y otros
elementos(generalmente cobre, zinc, manganeso, magnesio o silicio). Forman parte de las
llamadas aleaciones ligeras, con una densidad mucho menor que los aceros, pero no tan
resistentes a la corrosin como el aluminio puro, que forma en su superficie una capa de
xido de aluminio (almina). Las aleaciones de aluminio tienen como principal objetivo
mejorar la dureza y resistencia del aluminio, que es en estado puro un metal muy blando.
Los principales metales empleados para su aleacin con aluminio son los siguientes:
Cobre (Cu), silicio (Si), cinc (Zn), magnesio (Mg), y manganeso (Mn).
Y los que pudiramos considerar como secundarios, son los siguientes:
Nquel (Ni), titanio (Ti), hierro (Fe), cromo (Cr) y cobalto (Co).
Slo en casos especiales se adicionan: Plomo (Pb), cadmio (Cd), antimonio (Sb) y
bismuto (Bi).
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Las aleaciones de aluminio se designan por cuatros dgitos. En este sistema el aluminio de
99.00% o ms, se designa como una aleacin nmero 1xxx. En cambio otras aleaciones de
aluminio son agrupadas por el mayor elemento de aleacin.
El segundo digito en el nmero de aleacin indica los lmites de impureza, si el digito es cero
no contiene impureza, si el valor es de uno a nueve indica un control especial de una o ms
impurezas. Los ltimos dos dgitos en la serie 1xxx expresa el valor en dcimas y centsimas
del porcentaje de aluminio (ejemplo: aleacin 1060 = 99.06% de aluminio)
En las series dos hasta la nueve los segundo dos dgitos no tienen ningn significado en
especial, solo sirve para identificar los diferentes aleaciones de aluminio en el grupo.
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NOMENCLATURA DE LOS TEMPLES
Aleaciones trabajadas en fro
Se usa la nomenclatura H (Hardened) ms tres dgitos convencionales, que identifican los
procesos seguidos para obtener el producto final as:
H - x x x
Aleaciones trabajadas en caliente
Se usa la nomenclatura T (Tempered) ms un dgito convencional, que define los procesos
calricos seguidos para obtener el producto final as:
T- x
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5.1. ALEACIONES DE ALUMINIO FORJADO
Las aleaciones de aluminio forjado se dividen en dos grandes grupos, las que no reciben
tratamiento trmico y las que reciben tratamiento trmico.
Aleaciones de aluminio forjado sin tratamiento trmico
Las aleaciones que no reciben tratamiento trmico solamente pueden ser trabajadas en fro
para aumentar su resistencia. Hay cuatro grupos principales de estas aleaciones segn la
norma AISI-SAE que son los siguientes:
Aleaciones 1xxx. Son aleaciones de aluminio tcnicamente puro, al 99,9% siendo sus
principales impurezas el hierro y el silicio como elemento aleante. Se les aporta un 0.1%
de cobre para aumentar su resistencia. Tienen una resistencia aproximada de 90 MPa. Se
utilizan principalmente para trabajos de laminados en fro.
Aleaciones 3xxx. El elemento aleante principal de este grupo de aleaciones es el
manganeso (Mn) que est presente en un 1,2% y tiene como objetivo reforzar al
aluminio. Tienen una resistencia aproximada de 16 ksi (110MPa) en condiciones de
recocido. Se utilizan en componentes que exijan buena maquinabilidad, los aluminios
3003, 304 y 3105 son muy usados para fabricar utensilios que necesiten dureza media
y que sea necesario buena trabajabilidad para fabricarlos como son botellas para bebidas,
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utensilios de cocina, intercambiadores de calor, mobiliario, seales de trfico,
tejados y otras aplicaciones arquitectnicas.
Aleaciones 4xxx. En esta serie el principal elemento aleante es el Si que suele
aadirse en cantidades medianamente elevadas (por encima del 12%) para conseguir
una bajada del rango de fusin de la aleacin. El objetivo es conseguir una aleacin que
funda a una temperatura ms baja que el resto de aleaciones de aluminio para
usarlo como elemento de soldadura. Estas aleaciones en principio no son tratables
trmicamente pero si son usadas en soldadura para soldar otra aleaciones que son
tratables trmicamente parte de los elementos aleantes de las aleaciones tratables
trmicamente pasan a la serie 4xxx y convierten una parte de la aleacin en tratable
trmicamente. Las aleaciones con un elevado nivel de Si tienen un rango de colores que
van desde el gris oscuro al color carbn y por ello estn siendo demandadas en
aplicaciones arquitectnicas. La 4032 tiene un bajo coeficiente de expansin trmica y
una alta resistencia al desgaste lo que la hace bien situada para su uso en la fabricacin
de pistones de motores.
Aleaciones 5xxx. En este grupo de aleaciones es el magnesio es el principal componente
aleante su aporte vara del 2 al 5%. Esta aleacin se utiliza cuando para conseguir
reforzamiento en solucin slida. Tiene una resistencia aproximada de 28 ksi (193MPa)
en condiciones de recocido. Las principales caractersticas de estas aleaciones son una
media a alta dureza por endurecimiento por deformacin, buena soldabilidad, buena
resistencia a la corrosin en ambiento marino y una baja capacidad de trabajo en fro.
Estas caractersticas hacen que estas aleaciones se usen para adornos
decorativos, ornamentales y arquitectnicos, en el hogar, iluminacin de las calles y
carreteras, botes, barcos y tanques criognicos, partes de puentes gra y estructuras de
automviles.
Aleaciones de aluminio forjado con tratamiento trmico
Algunas aleaciones pueden reforzarse mediante tratamiento trmico en un proceso de
precipitacin. El nivel de tratamiento trmico de una aleacin se representa mediante la letra
T seguida de un nmero por ejemplo T5. Hay tres grupos principales de este tipo de
aleaciones.
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Aleaciones 2xxx: El principal aleante de este grupo de aleaciones es el cobre (Cu),
aunque tambin contienen magnesio Mg. Estas aleaciones con un tratamiento T6 tiene
una resistencia a la traccin aproximada de 64ksi (442 MPa). Las caractersticas de esta
serie son: buena relacin dureza-peso y mala resistencia a la corrosin. En lo referente a
la primera caracterstica decir que algunas de las aleaciones de esta serie tienen que ser
sometidas a TT de solubilidad y a veces de envejecimiento para mejorar sus propiedades
mecnicas. Una vez hecho esto la serie 2xxx tiene unas propiedades mecnicas
que son del orden y, a veces superiores, que las de los aceros bajos en carbono.
El efecto de los TT es el aumento de la dureza con una bajada de la elongacin. En lo
referente a la segunda caracterstica estas aleaciones generalmente son galvanizadas
con aluminio de alta pureza o con aleaciones de la serie 6xxx para protegerlas de la
corrosin y que no se produzca corrosin intergranular. Los usos ms frecuentes que se
le dan a estos aluminios son (generalmente son usados en lugares donde sea necesario
una alta relacin dureza-peso) en las ruedas de los camiones y de los aviones, en la
suspensin de los camiones, en el fuselaje de los aviones, en estructuras que
requieran buena dureza a temperaturas superiores a 150 c. Para finalizar decir que
salvo la alecin 2219 estas aleaciones tienen una mala soldabilidad pero una
maquinabilidad muy buena.
Aleaciones 6xxx. Los principales elementos aleantes de este grupo son magnesio y
silicio. Con unas condiciones de tratamiento trmico T6 alcanza una resistencia a la
traccin de 42 ksi (290MPa) Estas aleaciones son menos resistentes que el resto de
aleaciones, a cambio tiene tambin formabilidad, soldabilidad, maquinabilidad y
resistencia a la corrosin. Estas aleaciones pueden moldearse por un TT T4 y
endurecido por una serie de acciones que completen el TT T6. Es utilizada para perfiles
y estructuras en general.
Aleaciones 7xxx. Los principales aleantes de este grupo de aleaciones son zinc,
magnesio y cobre. Con un tratamiento T6 tiene una resistencia a la traccin aproximada
de 73ksi (504MPa) y se utiliza para fabricar estructuras de aviones, concretamente la
parte superior de las alas en las que se precisa una gran resistencia. Tambin se usa en
aplicaciones deportivas de alto nivel, concretamente en bastones de esqu usados en
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competicin, siendo la aleacin 7075 la ms usada debido a su ligereza y buena
flexibilidad an a bajas temperaturas.
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5.2. ALEACIONES DE ALUMINIO DE MOLDEO
Las cualidades que se esperan de los aluminios de moldeo son una buena colabilidad
(aptitud para llenar correctamente la cavidad de un molde), una contraccin relativamente
pequea y la no formacin de fisuras (causa de la fragilidad) en la contraccin. Las
temperaturas de fusin relativamente bajas de las aleaciones de aluminio permiten
utilizar, adems de moldes de arena, moldes metlicos (coquillas), donde el material se
introduce o bien por gravedad o bien bajo presin (moldeo por inyeccin). Este ltimo
proceso, que exige un molde especfico para cada pieza y una mquina de inyectar muy
caros.
Sin embargo, permite obtener piezas de una elevada precisin dimensional y excelentes
acabados superficiales que requieren poca o nula mecanizacin posterior, por lo cual es
muy utilizado en la fabricacin de piezas complejas de grandes series (bombas de
gasolina, carburadores, planchas domsticas).
Aluminio puro (o pureza), aluminio pursimo.
El aluminio sin alear es menos empleado en piezas moldeadas que en productos
forjados. La aleacin Al99, 5, de ductilidad y resistencia a la corrosin excelentes y
resistividad elctrica muy baja, se emplea en piezas moldeadas en arena y en coquilla
y, ms raramente, de inyeccin. Tiene aplicaciones en la industria qumica y elctrica,
en elementos sin compromiso mecnico. Los rotores de motores asncronos de baja
resistencia se fabrican en Al99.5, mientras que los rotores de alta resistencia lo hacen
con aleaciones de otros grupos, como el AlSi5Mg o el AlSi8Cu3.
Aleaciones de AlMg maleables.
Las aleaciones de este grupo se caracterizan por una gran resistencia a la corrosin,
incluso en agua de mar y en atmsfera salina. Tienen una buena maquinabilidad,
pueden pulirse bien y admiten la anodizacin con finalidades decorativas. Sus
principales campos de aplicacin se encuentran en la construccin naval, las
industrias qumica y alimentaria, y tambin objetos decorativos. Debido a que
mediante moldeo, no es necesaria la conformacin por deformacin en fro, se puede
aumentar el porcentaje de Mg, que hace bonificables estas aleaciones.
No tienen, sin embargo, un moldeo fcil (especialmente en contenidos de >7% de
Mg); pequeas adiciones de Si facilitan la colabilidad, pero empeoran la apariencia
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en la anodizacin. La aleacin AlMg10, bonificable, a su excelente resistencia a la
corrosin une unas excelentes caractersticas mecnicas y una gran resistencia al
choque; asimismo, como ya se ha dicho, su desmoldeo requiere cuidados especiales.
LA aleacin que ofrece ms posibilidades de aplicacin es AlMg3, de moldeo ms
fcil a pesar de que disminuyen las caractersticas mecnicas.
Aleaciones de AlMgSi maleables.
Con la adicin de pequeos porcentajes de Mg, las aleaciones Al-Si se convierten en
bonificables, y consiguen valores de resistencia y dureza considerablemente mayores
y mejoran la maquinabilidad. El tratamiento trmico tiene lugar en la fundicin sobre
la pieza moldeada antes de ser mecanizada. Una de las representantes principales de
esta familia es la AlSi10Mg, utilizada en motores y mquinas. La aleacin AlSi7Mg
es ms resistente y de mejor maquinabilidad a costa de una menor facilidad de
moldeo.
Aleaciones de AlZnMg maleables.
La caracterstica ms relevante de este grupo es su capacidad de auto templarse sin
necesidad de solubilizacin, seguido de una maduracin natural (diversas semanas) o
artificial (diversas horas), hecho que facilita la fabricacin de piezas de grandes
dimensiones con buenas caractersticas mecnicas, tenacidad, maquinabilidad,
estabilidad dimensional, y resistencia a la corrosin. La aleacin ms frecuente es la
AlZn5Mg, para piezas moldeadas en arena o en coquilla.
Aleaciones con plomo maleables
Para mejorar el mecanizado, a las aleaciones tipo AlCuMgPb y AlMgSiPb contienen
pequeas adiciones de plomo y en algunos casos de cadmio, bismuto y estao. Estos
elementos se presentan como fases separadas en la estructura que permite la
formacin de virutas cortas durante el mecanizado. Estas aleaciones no deben
contener magnesio, pues se formara una fase de Mg3Bi2 que es muy frgil.
Aleaciones con litio maleables: las aleaciones de aluminio y litio se caracterizan por
su baja densidad, lo que supone buenas propiedades mecnicas frente a la masa. En
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la mayora de los casos se trata de aleaciones con otros elementos, como la AlCuLi
(2020). Estas aleaciones tienen problemas de fragilidad que hacen que requieran otros
aleantes y condiciones de fabricacin especiales (pulvimetalurgia), y tienen
aplicacin comercial en el campo aeroespacial.
Otras aleaciones maleables
Aleaciones de AlMn
Aleaciones de AlCuMg y AlCuSiMn
Aleaciones de AlZnMgCu
5.3 APLICACIONES DE USO EN EDIFICACIN DE LAS ALEACIONES DE
ALUMINIO
Los transformados ms frecuentes de uso en edificacin son los siguientes:
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Chapas metlicas perfiladas: Para cubiertas y fachadas metlicas de edificios
industriales.
Chapas curvadas: Chapas a las que despus de su perfilacin se les somete a un
curvado. Empleadas en cubiertas y fachadas metlicas.
Chapas metlicas perfiladas y microperforadas: Chapa o placa a la que antes de
su perfilacin se le ha sometido a un microperforado. Usadas para la formacin de
cubiertas y fachadas fonoabsorbentes, y para la creacin de celosas en fachadas.
Bandejas metlicas: Conformadas in situ, permiten un ahorro de correas y son
muy utilizadas para la formacin de falsos techos metlicos y para fachadas y
cubiertas sndwiches.
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Paneles sndwiches: Paneles multicapa conformados mediante dos planchas de
aluminio, perfiladas o lisas, con un ncleo central aislante de espuma de poliuretano
inyectado, lana de roca o poliestireno expandido.
Paneles arquitectnicos: Gama alta de los paneles sndwiches, con espesores
superiores a 50 mm., utilizando planchas de un espesor mnimo de 0.8 mm., e
inyecciones de espumas de poliuretano de alta densidad.
Paneles sndwiches fonoabsorbentes: Paneles sndwiches conformados mediante
un ncleo aislante y dos placas, en el que una de las planchas se encuentra
microperforada.
Casettes arquitectnicos: Sistema metlico empleado para revestimientos. A partir
de chapas de aluminio prelacado que son sometidas a una serie de plegados que
facilitan el solape entre ellas. Sistema utilizado para fachadas singulares.
Paneles composites: Paneles multicapas compuestos por dos lminas de aluminio, o
aleacin de ste, de 0,5 mm. de espesor en ambas caras, lacadas y pegadas a un alma
aislante de polietileno o a un ncleo de resina termoplstica.
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Otras aplicaciones del aluminio se obtienen mediante el uso de lamas parasoles, fijas
o mviles, muy tiles para proteccin solar en fachadas, y el empleo de rejillas. stas
son utilizadas tanto para la ventilacin industrial como para el revestimiento u
ocultacin de mquinas (generadores, aires acondicionados) en fachadas y en
cubiertas metlicas.
6. ALEACIONES DE ALUMINIO EN PANAM
En Panam existen dos empresas principales en el trabajo con aleacin de aluminio:
ALPAN y Holistic Trade.
6.1. ALPAN
Fundada en 1983 por Juan Jos Amado Burgos, con el objetivo de implementar en Panam
la tcnica de extrusin de aluminio.
La Extrusin es el proceso por el que se obtiene un producto (barra, perfil, perfil
normalizado o a medida), cuando un lingote cilndrico caliente de aluminio (llamado
tocho) pasa a travs de una matriz con la forma deseada segn diseo previo. La
calidad del perfil final depender del tipo de materia prima utilizada y de la calidad
del diseo de la matriz. En construccin, el empleo de aluminio de primera fusin o
aluminio primario, que permite aleaciones de la ms alta calidad, garantiza la
fabricacin de perfiles con un ptimo comportamiento.
Las fases fundamentales del proceso de extrusin son las siguientes:
Un lingote caliente, cortado de un tocho, se aloja dentro de un contenedor
caliente, normalmente entre 450 C y 500 C. A estas temperaturas, la tensin
de flujo de las aleaciones de aluminio es muy baja, por lo que, aplicando
presin por medio de un pistn hidrulico (ariete), el metal fluye a travs de
la matriz de acero situada en el otro extremo del contenedor.
Este proceso da como resultado un perfil cuya seccin transversal viene
definida por la forma de la matriz.
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Los bancos de salida mantienen la velocidad de extrusin, para que los perfiles
se formen en perfectas condiciones. Una vez extrado el perfil completo, se
lleva a cabo el enderezamiento de las barras con los sistemas de estirado
automatizados, siendo transportados por bandas para tal fin, y para evitar
cualquier deterioro en su manipulacin.
En el banco de corte se le da a los perfiles la longitud requerida, para despus
pasar a los hornos de templado, homogeneizacin y estabilizacin, donde se
someten a temperaturas de hasta 200 C para endurecer el material y darle la
resistencia mecnica adecuada.
A continuacin los perfiles estn listos para ser realizado el tratamiento
superficial. Por su conformacin, pueden ser rectos, abiertos o cerrados.
La unin de estos perfiles puede realizarse en taller mediante soldadura
(soldadura autgena, soldadura por resistencia), remachado, atornillado,
ensamblajes mecnicos (por medio de escuadras, ensamblaje directo de
perfiles) o por encolado.
La fijacin de cristales a estos perfiles se realiza con junquillo y junta de
goma, con junta de goma sin junquillo, o mediante sellado con cordn de
silicona a pistola.
En obra, la sujecin puede ser directa al hueco sin rematar, directa al hueco
ya terminado, a un cerco de madera o a un cerco metlico.
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6.1.1. EXTRUSIN DE ALUMINIO EN ALPAN
El procedimiento de extrusin obtiene, por medio de expulsin, formas de perfiles:
1. Una matriz o dado para impartir la forma y el tamao deseado.
2. Un material que, momentneamente, se vuelva suficientemente plstico bajo presin y
calor como para fluir a travs del troquel y para luego ser estirado y aserrado a los largos
requeridos.
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3. Un mecanismo (por lo general en prensa hidrulica) que puede aplicar la fuerza.
4. Un excelente control de calidad
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Productos de ALPAN
6.1.2. PERFILES DE ALUMINIO EN ALPAN
La materia prima utilizada en la elaboracin de los perfiles en ALPAN son las aleaciones de
aluminio 6061 (Al, Cr, Cu, Mg, Si), 6063 (Al, Mg, Si) y 7075 (Al,Cu, Cr, Mg, Zn).
Aleaciones 6xxx. Los principales elementos aleantes de este grupo son magnesio y silicio.
Con unas condiciones de tratamiento trmico T6 alcanza una resistencia a la traccin de 42
ksi (290MPa) y es utilizada para perfiles y estructuras en general.
El aluminio 6061 es una aleacin de aluminio endurecido que contiene como principales
elementos aluminio, magnesio y silicio. Originalmente denominado "aleacin 61S" fue
desarrollada en 1935. Tiene buenas propiedades mecnicas y para su uso en soldaduras. Es
una de las aleaciones ms comunes de aluminio para uso general, especialmente estructuras
de alta resistencia que requieran un buen comportamiento frente a la corrosin, camiones,
barcos, vehculos ferroviarios, mobiliario y tuberas.
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Las diferentes propiedades de las aleaciones de aluminio no pueden ser igualadas por ningn
otro material. Son livianas, tienen buena resistencia a la corrosin, alta resistencia a la
traccin y de un aspecto muy atractivo. Adems de estas caractersticas que permiten al
fabricante producir artculos mejores y de ms fcil venta, debe mencionarse la facilidad con
que pueden trabajarse, reduciendo grandemente las dificultades y problemas de manufactura.
Una sola de sus caractersticas basta para que el aluminio sea considerado el material en una
aplicacin determinada, pero con mayor frecuencia, la combinacin de sus cualidades lo
hacen el preferido para el diseo de algunas piezas o artculos completos.
Las caractersticas de estas aleaciones de aluminio, entre otras, son las siguientes:
Peso liviano
Resistencia a la corrosin
Alta conductividad elctrica
Alta conductividad trmica
Alta flexibilidad
No magntico
Atxico
Resistente
No produce chispas
Magnifica apariencia
Fcil de trabajar e instalar
bajo costo de mantenimiento
6.1.2.1. DESIGNACIN
Los perfiles de aluminio producidos por extrusin con aleaciones 6061, 6063, 7075, pueden
ser tratados trmicamente en hornos especiales para obtener temples estables. La designacin
de este proceso es la letra T seguida de uno o ms dgitos que indican variaciones en el
tratamiento que alteran significativamente las caractersticas del producto. Estas aleaciones
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requieren un tratamiento trmico a temperaturas medias para producir las resistencias
mximas.
Las designaciones ms comunes del temple para estas aleaciones que permiten tratamiento
trmico, son las siguientes:
T5 Envejecimiento artificial en el horno despus de salir de la Prensa.
T6 Enfriamiento rpido a la salida de la Prensa y envejecimiento artificial en el horno.
6.2. HOLISTIC TRADE
Es una empresa comercial ubicada en Panam, la cual se centra en la comercializacin de
aleantes, principalmente en Aleaciones Maestras de Aluminio, Pastillas de Aleacin de
Aluminio, Silicio Metlico, Magnesio Metlico, entre otros.
El 96% de los productos, los cuales se comercializan, provienen de CHINA; solo el AlB6%
proviene de Brazil, el cual representa el 4%.
El Puerto de Embarque varia, dependiendo del producto, a saber:
Las Aleaciones Master de Aluminio se despacha, desde el puerto de SHANGHAI o
QINGDAO
El AlB6%, se despacha desde el puerto de SANTOS
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Aleaciones Master de Aluminio
Producto Composicin Principal (%) Impurezas (% Max)
Remanente Cu Si Mn Fe Ni Otros
AlTiB Ti5B1 0.02 0.2 0.02 0.3 0.04 0.01 Al
Ti3B1 0.02 0.2 0.02 0.3 / 0.01 Al
AlSr Sr5, Sr10, Sr15 / 0.2 / 0.2 0.1 0.01 Al
AlTi Ti10 0.15 0.3 0.2 0.3 / 0.01 Al
AlSi Si10, Si20, Si50 0.2 / 0.3 0.3 0.1 0.1 Al
AlMn Mn10, Mn20 0.2 0.4 / 0.4 0.1 0.1 Al
AlMg Mg10, Mg20, Mg50 0.01 0.2 0.1 0.2 / 0.1 Al
AlB B2, B3, B4, B6 / 0.3 / 0.3 / 0.1 Al
AlZr Zr5, Zr10 / 0.3 / 0.3 / 0.1 Al
AlV V10 / 0.3 / 0.3 / 0.1 Al
AlFe Fe10, Fe20 0.1 0.2 0.3 / / / Al
AlCu Cu40, Cu50 / 0.3 / 0.3 / / Al
AlTiB: Aluminio-Titanio-Boro Su funcin es evitar agrietamiento, la porosidad al contraerse
y acelerar la velocidad de fusin (casting).
1. AlSr: Para las fundiciones de aluminio, la aleacin maestra Aluminio-Estrocio o AlSr
es un modificador importante. Este modificador cambia la estructura de aguja a una forma
de globular incrementando marcadamente la ductilidad. El modificador de Estroncio ha
reemplazado al Sodio (Na)-modificador de manera importante ltimamente y es una parte
esencial en el tratamiento de la fundicin moderna.
2. AlTi: Se utiliza para refinar el grano en las aleaciones de aluminio.
3. AlSi: exhiben excelente fluidez, facilidad de vaciado y resistencia a la corrosin.
4. AlMn: usado para ajustar la composicin del aluminio fundido.
5. AlMg: le da maleabilidad, ligereza y su poca tenacidad, Tiene una gran resistencia
tras el conformado en fro.
6. AlB: Se utiliza como refinador de grano, para evitar agrietamiento.
7. AlZr: aluminio-circonio, pueden endurecer durante o despus de la consolidacin y
soportan altas temperaturas.
8. AlV: aluminio-vanadio, posee elevada dureza, altos puntos de ebullicin y fusin.
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9. AlFe: Se les aade para proporcionar mayor dureza a la aleacin, y mayor resistencia
mecnica.
10. AlCu: Incrementa las propiedades mecnicas pero reduce la resistencia a la corrosin.
Presentacin:
1. Waffle: 7.5 Kg 8 Kg
2. Lingotes: 100 gr, 200 gr y 500 gr
3. Varilla Barra: diametro: 9.5 mm, longitud: 0.5 1 m
4. Rollo: 9.5 mm, 180 220 Kg por rolloy
VARILLA O BARRA
Forma de Waffle
ROLLO
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Aplicacin:
Se utilizan principalmente como refinadores de grano en las aleaciones de aluminio, as como
tambin para reducir la porosidad y desgarre en el producto final, adicionalmente tambin
para mejorar las propiedades mecnicas durante el tratamiento trmico.
Pastillas de Aleaciones de Aluminio
Producto Composicin
Principal (%)
Remanente
(%) Observacin
Ti Tablet Ti 75/80/85 Al o Flux La composicin
principal de cada
clase de pastilla
puede ser ajustada
en funcin al
requerimiento del
Cliente
Fe Tablet Fe 75/80/85 Al o Flux
Mn Tablet Mn 75/80/85 Al o Flux
Cr Tablet Cr 75/80/85 Al o Flux
Cu Tablet Cu 75/80/85 Al o Flux
Ni Tablet Ni 75/80/85 Al o Flux
Si Tablet Si 75/80/85 Al o Flux
Cromo (Cr) Aumenta la resistencia mecnica cuando est combinado con otros
elementos Cu, Mn, Mg.
Niquel (Ni): tiene puntos de ebullicin y fusin elevados y son buenos conductores de
la electricidad y el calor.
Aplicacin:
Es usada para ajustar el contenido de diferentes elementos en la aleacin de aluminio, su uso
puede resultar beneficioso en los procesos de reduccin de costos, debido a que se logran
conseguir los ajustes necesarios de algn elemento deseado, solo adicionando pequeas
cantidades a la aleacin de aluminio durante su fusin, a la vez que es de fcil manejo y
preciso en el control de la composicin qumica de la aleacin
Las aleaciones de aluminio para fundicin han sido desarrolladas habida cuenta de que
proporcionan calidades de fundicin idneas, como fluidez y capacidad de alimentacin, as
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como valores optimizados para propiedades como resistencia a la tensin, ductilidad y
resistencia a la corrosin. Difieren bastante de las aleaciones para forja. El silicio en un rango
entre el 5 al 12% es el elemento aleante ms importante porque promueve un aumento de la
fluidez en los metales fundidos. En menores cantidades se aade magnesio, o cobre con el
fin de aumentar la resistencia de las piezas.
Las aleaciones de aluminio se comportan bastante peor a corrosin que el aluminio puro,
especialmente si llevan tratamientos de recocido, con los que presentan problemas graves de
corrosin intercristalina y bajo tensiones debido a la microestructura que presentan en estos
estados.
6.3. ALEACIONES DE ALUMINIO EN LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIN
PANAMEA
6.3.1. ALEACIONES DE ALUMINIO EN BARANDAS Y PUENTES
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Puente sobre EL RIO SIXAOLA, barandas hechas con aleaciones de aluminio.
CARRETERA
PANAMERICANA
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6.3.2. ALUMINIO EN EL METRO DE PANAM
Cables de media tensin:
El material del conductor es de Aluminio (AL), cumpliendo con la normativa indicada en el
Tomo II. Equipamientos. II.3.1. Subestaciones
Los conductores de aluminio no estn directamente enterrados dentro del hormign, salvo si
estn enfundados de forma perdurable y adecuada, a fin de reducir la corrosin.
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Cubiertas de techo principal y secundario:
Paneles continuos de lmina de aluminio, paneles aislantes en lmina de aluminio
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7. APLICACIONES CONSTRUCTIVAS DE LAS ALEACIONES DE ALUMINIO
La multitud de formas en las que se puede procesar el aluminio, junto con sus extraordinarias
propiedades, convierten a este metal en un material que ofrece una libertad casi ilimitada a
la hora de disear. La fortaleza del aluminio permite realizar estructuras complejas y ligeras,
pero a la vez robustas.
El poco peso del material hace posible la construccin de estructuras de apoyo muy livianas,
a la vez que permite lograr un mayor grado de prefabricacin de los componentes. Una vez
en la obra, estos componentes suelen manejarse sin necesidad de utilizar equipos pesados.
Por otro lado, la moderna tecnologa de la extrusin ofrece una gama casi inimaginable de
diseos de perfiles con prestaciones integradas, con las que obtener multitud de soluciones
constructivas.
La eleccin del tipo de fachada y estructura de apoyo o sustentante, depender de las
necesidades especficas o de los criterios de diseo. Con los sistemas de perfiles, se pueden
utilizar fachadas clsicas de travesaos y parteluces, fachadas unificadas, muros cortina,
fachadas de doble piel, o estructuras especiales como pirmides, polgonos, bvedas de
can, cubiertas redondas, etc.
El aluminio es adecuado tanto para superficies amplias como para cargas extremas, como las
de las torres de televisin y grandes edificios. En el rascacielos ms alto del mundo, el Taipei
101 en Taiwn, de 508 metros de altura, los elementos de la fachada que tienen marcos de
aluminio son capaces de aguantar vientos de hasta 200 Km/hora, as como movimientos
ssmicos de hasta 5 puntos en la escala Richter.
Edificio Taipei 101
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Pero son sobre todo sus cualidades estticas las que favorecen la eleccin de este material:
los valores estticos del aluminio permiten unos perfiles muy finos y esto, especialmente para
formatos grandes, posibilita cerramientos que permitan la entrada de una gran cantidad de
luz. Tambin se pueden aplicar distintos colores por fuera y por dentro, siendo posible, por
ejemplo, la combinacin de una fachada muy llamativa con un interior de colores ms
discretos.
Tambin en lo que se refiere a la seguridad, el aluminio ofrece las mejores opciones. Desde
equipamientos con una resistencia ms alta para una proteccin antirrobo, sistemas con
proteccin antibalas, antiexplosivos o antifuego, hasta un sinfn de opciones que, en
combinacin con el sistema de herraje y el cristal adecuado, consiguen la mxima seguridad.
Tambin es ptimo para cerramientos de edificios menos espectaculares como hospitales y
salas de conciertos, que exigen un alto grado de absorcin del ruido, tanto ambiental como
transmitido por las estructuras.
El aluminio como envolvente ms o menos continua, soporte de cerramientos metlicos,
cermicos, vtreos o de sistemas mixtos, protege a los edificios de los elementos. Sirve para
mantener fuera el calor, el fro, la lluvia y el ruido, y proporciona un alto nivel de confort
para la gente que trabaja y vive en el edificio.
La eleccin del tipo de fachada y estructura de apoyo depender de las necesidades
especficas o de condicionantes de diseo esttico. Con los sistemas de perfiles, se pueden
utilizar fachadas clsicas de travesaos y parteluces, fachadas unificadas, muros cortina,
fachadas de doble piel, o estructuras especiales como pirmides, polgonos, bvedas de can
o cubiertas curvas singulares.
La imagen conseguida por muchos edificios contemporneos se manifiesta y acenta cuando
se utiliza el aluminio, tanto en su dimensin esttica como en sus diferentes aplicaciones
estructurales.
Sus posibilidades estticas son mltiples y variadas: lacado en color, anodizados en diferentes
tonalidades, lacados de imitacin a madera en una amplia variedad de acabados, acabados
especiales, carpinteras mixtas aluminio-madera, etc.
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7.1. PERFILES DE ALUMINIO Y HERRAJES
Los sistemas de carpintera de aluminio se componen de perfiles, materiales soportados por
ellos, y de diferentes accesorios que, en unin con los herrajes, son desarrollados para facilitar
la fabricacin e instalacin de cerramientos que aporten amplias posibilidades constructivas.
La eleccin de un sistema u otro depender del nivel de calidad exigida, las dimensiones del
cerramiento, la clase de envolvente que se precise, en cuanto a su mayor o menor integracin
con la estructura resistente, y el tipo de apertura requerida en el producto final.
Es imprescindible que el herraje a instalar en conjunto con los perfiles, sea el ptimo para el
sistema de carpintera en cuestin; de este modo, el conjunto de perfiles + herrajes aportar
al producto terminado las prestaciones propias de ste.
La combinacin de distintos sistemas, junto a la multiplicidad de posibilidades estticas,
permite la realizacin de cerramientos a la carta, obteniendo la esttica interior deseada, y
la exterior unificada segn las normas urbansticas u ordenanzas particulares tanto de tipo
esttico como de exigencias tcnicas.
7.1.1. SISTEMAS DE PERFILES DE ALUMINIO BLOCAN
El sistema de montaje sin mecanizado.
Ha sido concebido el sistema modular de perfiles estructurales, en el cual los elementos de
unin inteligentes no le hacen depender de mquinas y herramientas. Los perfiles se cortan
a la longitud necesaria y se montan. De esta manera tan fcil puede montar ms de 100
tamaos y secciones de perfil diferentes.
Es un sistema modular nico porque los sistemas de perfiles BLOCAN, adems de ser
compatibles entre s, tambin lo son con uniones para tubos, unidades lineales, columnas
elevadoras y cilindros elctricos. Esta compatibilidad abre fascinantes posibilidades de
aplicacin.
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Perfiles de aluminio BLOCAN
Ventajas del sistema de perfiles de aluminio BLOCAN
Combinar, montar, modificar
Mxima variabilidad, sin mecanizado de los perfiles de aluminio
Fiabilidad gracias a una tcnica de unin comprobada a lo largo de muchos aos
("estabilidad duradera").
Rentabilidad gracias a unos costes de montaje bajos, posibilidad de modificar
posteriormente la posicin de montaje.
Los sistemas de perfiles pueden combinarse entre s.
Algunas de sus aplicaciones efocadas en el rea de la construccin son: perfiles
estructurales de aluminio y perfiles de aluminio para aplicaciones pesadas.
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7.1.1.1. PERFILES ESTRUCTURALES DE ALUMINIO
Las ms diversas geometras y tamaos de perfil permiten optimizar la adaptacin a los
factores tcnicos y econmicos. Los perfiles estructurales del rea "Structurales Profiles"
destacan por su excelente capacidad de unin (ranuras en todas las caras) y las posibilidades
de aplicacin ilimitadas que ello implica.
El sistema de perfiles BLOCAN de aluminio ofrece en toda su gama una flexibilidad y
rentabilidad consecuentes. La adaptacin del tamao de perfil a la carga estimada en cada
caso permite dimensionar la estructura correctamente en trminos tcnicos y optimizar los
costes.
Caractersticas:
Ranuras de fijacin en todas las caras
Posibilidad de aplicacin sin lmites
Bajos costes de diseo
Optimizacin de costes
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7.1.1.2. PERFILES DE ALUMINIO PARA APLICACIONES PESADAS
BLOCAN
Para construcciones de mquinas que requieren gran estabilidad
se utiliza acero
Esta regla de diseo ya no tiene validez. Los perfiles de aluminio para aplicaciones pesadas
BLOCAN con un ancho de ranura de 18 mm ofrecen en combinacin con la unin a presin
pendiente de patente muchas ventajas en la construccin de maquinaria clsica. La eficaz
tcnica de unin sin ningn tipo de mecanizacin, la alta estabilidad y el reducido peso de
los perfiles aumentan la adaptabilidad constructiva y reducen los costes totales.
Caractersticas:
Absorcin de cargas dinmicas elevadas
Estructuras de grandes dimensiones
Fciles de transportar (estructura de aluminio despiezable en segmentos)
Gran estabilidad incluso con grandes longitudes en voladizo
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Los diseadores exigen ms flexibilidad
Hace ya tiempo que con el acero no es posible realizar estructuras que presenten la
flexibilidad y ligereza que los diseadores demandan. El aluminio se est utilizando cada vez
ms, y no solo en el sector del automvil. Tambin el sector de la maquinaria se beneficia
del innovador sistema de perfiles de aluminio. Los lmites del aluminio se ponan siempre de
manifiesto cuando la estructura en su conjunto deba presentar una estabilidad muy elevada.
Los nuevos perfiles para aplicaciones pesadas BLOCAN superan esas limitaciones. El perfil
de 320x160 es ms que equivalente a una viga doble T tipo IPE 360, con la ventaja de que
ofrece unas dimensiones ms pequeas y pesa un 35% menos.
Los perfiles de aluminio en las dimensiones 80x80, 80x160, 80x240, 160x160, 160x240 y
160x320 mm proporcionan una resistencia a la flexin y la torsin muy elevada para su
reducido peso propio. Ahora se pueden realizar en construccin ligera de perfiles de aluminio
hasta prticos y armazones de gran tamao que antes nicamente se podan construir en
acero.
La unin a presin
Otro elemento destacado en esta serie de perfiles de aluminio son las uniones a presin
especialmente desarrolladas para el campo de las aplicaciones pesadas, para lo cual hay
solicitada una patente. Como su propio nombre indica ("D" de Druck = presin en alemn),
los perfiles D de aluminio se unen a presin y presentan una unin atornillada con una
extraordinaria capacidad de carga que se puede soltar en todo momento. Para ello no es
necesaria ninguna mecanizacin de los perfiles de aluminio, lo cual reduce notablemente los
costes de montaje en comparacin con otros sistemas de perfiles y estructuras de acero.
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7.2. FABRICACIN DEL CERRAMIENTO Y PUESTA EN OBRA
La fabricacin y puesta en obra del cerramiento es determinante para su correcta
funcionalidad y el ptimo disfrute de sus prestaciones. A la hora de cerrar su quincho, balcn
o patio, un cerramiento es la forma ideal de ganar un ambiente. El aluminio es el material
ms aconsejado para este tipo de trabajos pues es rpido, limpio, inalterable, su colocacin
es en seco y adems viene en variedad de colores de gran esttica.
Cerramiento
Unin sin mecanizacin de los perfiles de aluminio
mediante uniones a presin
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Por ello, los gamistas y carpinteros de aluminio determinan diferentes pautas a seguir en sus
sistemas, de forma que el fabricante realice el producto terminado el las ms ptimas
condiciones para su utilizacin por el usuario final.
Para la Estanquidad al Agua
Se dimensionarn correctamente en nmero y tamao de desages y se situarn en
los lugares adecuados. El fabricante indicar por escrito al cliente final la frecuencia
y el modo de proceder al mantenimiento y limpieza de stos.
Para la Aireacin o Ventilacin Higinica
Se disearn y ejecutarn mecanismos de aireacin que permitan la recirculacin de
aire sin poner en peligro la estanquidad. La apertura parcial de la carpintera o la
ventilacin por medio de aireadores, se complementar con el uso de juntas, marcos
y gomas de calidad. En cuanto a la proteccin solar exterior, se utilizarn cajones de
persianas con fuertes clipajes o juntas perimetrales aislantes, procurando que el
accionamiento de persianas produzca un mnimo contacto con el exterior.
Para la Resistencia al Viento
Se calcular numricamente la flecha o deformacin mxima producida por la carga
de viento, se comprobar en obra, y se actuar directamente sobre los refuerzos y
sujecin.
Para la Atenuacin Acstica
Se aconseja la incorporacin de un cajn de persiana hermtico, el empleo de un
acristalamiento adecuado a las exigencias de atenuacin al ruido, y una ejecucin
cuidadosa del montaje.
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7.3. SISTEMAS DE EDIFICACIN EN ALUMINIO
7.3.1. VENTANAS Y BALCONERAS
En aluminio se fabrican ventanas fijas, abisagradas, pivotantes, proyectantes y correderas.
Ventanas fijas.
De una hoja o dos hojas.
Practicables, abisagradas o abatibles.
Los herrajes practicables nos permiten la apertura de la hoja teniendo como eje de
giro el marco vertical de la ventana. Dependiendo del sentido del desplazamiento
de la hoja, se considerarn de apertura exterior o interior. Habitualmente una o
dos hojas.
Correderas
El cierre en los sistemas correderos se realiza al centro mediante un perfil vertical
que, a modo de translape, impide el cruce total entre las hojas y facilita el sellado
mediante felpudos o felpas 100% de polipropileno. Para los cierres laterales de las
hojas con el marco se emplean herrajes embutidos, que permiten la apertura desde el
interior y exterior para uso en puertas balconeras o por el contrario, impedir la
apertura con sistemas de bloqueo con o sin llave incluidos en el mismo herraje.
Los sistemas correderos tienen la limitacin de que solo permiten utilizar una parte
del hueco -generalmente la mitad-, y que su ajuste es menos hermtico que en los
sistemas practicables/oscilobatientes, reduciendo las condiciones de estanqueidad al
agua y aumentando la permeabilidad al aire. El aislamiento trmico y acstico no
tiene por qu ser necesariamente menor.
Existen correderas de dos hojas, correderas de dos hojas y fijo superior, correderas de
dos hojas y fijo inferior, correderas de dos hojas y fijo superior e inferior, correderas
de dos hojas con alzables superiores y fijo inferior, correderas de tres hojas, correderas
de cuatro hojas y ventanas de guillotina: apertura ascendente, apertura doble
independiente y apertura opuesta.
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Oscilobatientes
Ventanas denominadas de doble junta, permiten el uso de herrajes que combinan la
apertura del sistema practicable con el oscilante, que permite abatir la hoja teniendo
como eje de giro la seccin inferior del marco que ocupa dicha hoja. La apertura
proporcionada por este sistema permite la entrada de aire o la renovacin del aire al
interior de la habitacin con la apertura mnima de la hoja.
El sistema de herraje oscilobatiente que rodea el permetro de la hoja, permite alternar
el eje de giro de la ventana, de forma que cambiando la posicin de la manivela, pueda
optar por abrir la ventana alrededor de un eje horizontal o vertical.
7.3.2. PUERTAS ABISAGRADAS, DE LIBRO O DE VAIVN
Con panel decorativo en aluminio, pueden ser combinadas con fijos acristalados y vidrieras
decorativas. Se emplean bisagras especiales solapadas y reforzadas de aluminio para
distribuir el peso del panel sobre la estructura primaria del marco.
7.3.3. MUROS CORTINA
Conocidos tambin como fachadas ligeras, estn compuestos por elementos de bajo peso y
delgado espesor, lo que les confiere su capacidad autoportante. Se fijan a la estructura
resistente sin ser parte constitutiva de la misma. Para los elementos estructurales portantes y
anclajes, se usan, habitualmente, perfiles laminados de acero. Para las partes opacas, aluminio
lacado o anodizado; y distintos tipos de vidrio para un extenso tipo de ventanas: fijas, de
movimiento simple, abatibles de eje vertical u horizontal y practicables al interior o al
exterior, pivotantes de eje central o lateral, basculantes de eje superior, central o inferior, de
lamas orientables (verticales u horizontales), deslizantes por traslacin vertical (guillotina) u
horizontal (corredera), ventanas de movimiento compuesto, plegables, etc.
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Muros cortina
7.1.1. FACHADAS VENTILADAS
Constituidas por chapas, paneles o casetes de aluminio o composites, soportados con perfiles
de aluminio, y unidos a ellos de forma oculta o vista, con fijaciones mecnicas o qumicas.
Sus acabados ms frecuentes son:
Con aspecto enrejado y
combinado con cristal
Con aspecto enrejado y vidrio
unido con siliconas o junquillos
Fachadas modulares
Fachadas y cristaleras
fotovolticas.
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7.1.2. MALLORQUINAS
La mallorquina es una contraventana cuyas hojas en lugar de vidrios, portan lamas de
persiana giratorias, que se accionan desde el interior, pudiendo regular la entrada de luz hasta
el oscurecimiento total del habitculo.
Estas lamas pueden ser fijas tambin. Al igual que toda contraventana puede ser abatible o
corredera.
Zona paga del sistema METROBUS, Panam.
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8. OTRAS FORMAS DE OBTENCIN DE ALUMINIO
8.1. RECICLAJE DE ALUMINIO
El reciclaje del aluminio es un proceso mediante el cual, los desechos de aluminio pueden
ser convertidos en otros productos tras su utilidad primaria. Este proceso implica
simplemente refundir el metal, lo cual es mucho ms barato y consume mucha menos energa
que la produccin de aluminio a partir de la electrlisis de la almina (Al2O3), la cual primero
tiene que extraerse de la mina de bauxita y despus ha de refinarse usando el proceso Bayer.
Reciclar aluminio desechado requiere solamente el 5% de la energa que se consumira para
producir aluminio de la mina. Por este motivo, aproximadamente el 31% de todo el aluminio
producido en los Estados Unidos viene de chatarra reciclada.
Se utiliza el trmino chatarra en sentido amplio, como desechos de productos metlicos ya
utilizados, aunque este trmino se aplica principalmente a los desechos de productos de hierro
y acero.
Las fuentes de las que se toma el aluminio para su posterior reciclaje incluyen aeronaves,
automviles, bicicletas, botes, ordenadores, material de menaje, canalones, frisos, cables, y
otros muchos productos que requieren un material ligero pero fuerte, o un material con alta
conductividad trmica. Ya que el reciclaje no daa la estructura del metal, el aluminio puede
ser reciclado indefinidamente y ser usado para producir cualquier producto que hubiera
necesitado aluminio nuevo.
Smbolo del aluminio reciclado.
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8.1.1. HISTORIA DEL RECICLAJE DE ALUMINIO
Fue una prctica comn desde principios del siglo XX, y se us con mucha frecuencia
durante la Segunda Guerra Mundial, por lo que el reciclaje del aluminio no es una nueva
tendencia. De todas formas, hasta finales de los aos 1960, fue una prctica minoritaria. Se
popularizo del aluminio creci exponencialmente debido al uso de las latas de refresco, que
propici la conciencia del reciclaje del aluminio.
Latas embaladas preparadas para su transporte.
8.1.2. VENTAJAS DEL RECICLAJE DE ALUMINIO
El reciclaje del aluminio generalmente produce varios ahorros importantes en materia
econmica y energtica an cuando se tienen en cuenta los costes de recogida, separacin y
reciclaje. Adems, se producen ahorros a nivel nacional debido a la reduccin del capital
necesario para subvencionar y transportar la materia prima.
Los beneficios medioambientales de reciclar el aluminio tambin son grandes. nicamente
se produce el 5% del dixido de carbono durante el proceso de reciclado comparado con la
produccin de aluminio desde la materia prima, siendo este un porcentaje an menor cuando
se toma en cuenta el ciclo completo de su extraccin en la mina y su transporte hasta la planta
de produccin. La produccin de una lata a partir de aluminio reciclado requiere un 95%
menos de energa de la que sera necesaria para hacerla desde materiales vrgenes
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8.1.3. PROCESO DE RECICLADO DE ALUMINIO
1. Recoleccin de la chatarra"
2. El aluminio es primeramente separado de los residuos slidos (otros metales)
normalmente usando un separador electromagntico.
3. Se tritura en piezas pequeas y de igual tamao para minimizar el volumen y facilitar
el trabajo de las mquinas que trabajan con el material.
4. Se limpian estos trozos qumica o mecnicamente.
5. Estos trozos se hacen grandes bloques para minimizar el efecto de la oxidacin
cuando se fundan, pues la superficie del aluminio se oxida instantneamente cuando
se expone al oxgeno.
6. Se cargan los bloques en los altos hornos y se calientan a 750C 100C para
conseguir aluminio fundido.
7. Se retira la escoria y el hidrgeno disuelto y se desgasifica. El aluminio fundido
disocia rpidamente el hidrgeno del vapor de agua y de los contaminantes
hidrocarbonados.
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8. Se toman muestras para un anlisis espectroscpico. Dependiendo del producto final
deseado, se aade a la mezcla aluminio de alta pureza, para conseguir unas
especificaciones adecuadas para la aleacin. Las 5 aleaciones de aluminio ms
usadas son, aparentemente, aluminio 6061, aluminio 7075, 1100, 6063, y 2024.5
9. El alto horno se abre, se sangra el aluminio fundido y se repite el proceso para un
nuevo lote de metal desechado. Dependiendo del producto final puede ser moldeado
en lingotes, molduras o barras en forma de grandes bloques para su posterior
laminacin, atomizacin, extrusin, o transporte en estado fundido a otras
instalaciones de fabricacin para seguir su procesamiento.
8.1.4. PRODUCCIN DE LINGOTES USANDO HORNOS DE REVERBERACIN
El aluminio descartado se separa en una gama de categoras: aluminio ferroso, aluminio
aleado, aluminio limpio, etc. Dependiendo de las especificaciones de la fundicin del lingote
necesitado, depender el tipo de chatarra que ser usado en la fundicin. Normalmente, la
chatarra se carga en un horno de reverberacin (hay otros mtodos que son menos
econmicos o ms peligrosos) y se funde para crear una "baera". El metal fundido se
comprueba usando un espectroscopio sobre una muestra para determinar que clase de
refinamiento se necesita para producir el material final. Despus de su refinamiento, la
mezcla puede ser comprobada varias veces ms para ajustar el material a unos estndares
especficos.
Cuando se consigue la aleacin perfecta, se abre el horno y se sangra en moldes de lingote,
a travs de una mquina de moldeado. Despus se permite que el material fundido se enfre,
apilado y vendido como un lingote de aluminio a varias industrias para su reprocesamiento.
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Lingotes de aluminio
Producto del extruido de aluminio
8.1.5. RECICLAJE SECUNDARIO DE ALUMINIO.
La escoria resultante de la produccin primaria del aluminio, de color blanco, y de su reciclaje
secundario todava contiene un porcentaje importante del metal que puede ser extrado
industrialmente. Este proceso crea bloques de aluminio, al igual que un material de desecho
altamente complejo, el cual resulta complicado de manejar. Reacciona con el agua, liberando
de esta manera una mezcla de gases que incluye hidrgeno, acetileno y amonaco, y que
espontneamente entra en combustin al contacto con el aire; el contacto con aire hmedo
provoca la liberacin de importantes cantidades de gas amoniaco. A pesar de estas
dificultades, de todas formas, se le ha encontrado un uso a estos desperdicios como relleno
para asfalto y hormign.
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9. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL ALUMINIO EN LA CONSTRUCCIN.
El aluminio es uno de los materiales ms abundantes de la corteza terrestre. Es un metal suave
y ligero con el que, mezclado con pequeas cantidades de otros metales, se obtiene una
amplia gama de aleaciones con propiedades especficas para un sinfn de aplicaciones.
As como la piel protege al cuerpo humano, el aluminio protege a los edificios de los
elementos, y proporcionando un alto nivel de confort en su interior.
El aluminio posee excelentes propiedades que lo convierten en un material especialmente
apropiado en construccin:
Propiedades fsicas como su ligereza, fortaleza, durabilidad, maleabilidad y resistencia a la
corrosin, aportan a los elementos construidos con l grandes ventajas en la fabricacin e
infinidad de usos del producto terminado. Productos con una larga vida til y de gran
influencia en nuestras vidas.
De esta combinacin de caractersticas obtenemos productos con amplias soluciones
constructivas, que posibilitan entre otros la construccin de amplios acristalamientos y
grandes fachadas estructurales.
Las posibilidades estticas son infinitas, perfectas y permanentes en el tiempo: anodizados,
tratamientos mecnicos, lacados color, lacados imitacin madera,...a elegir entre un sinfn de
opciones.
Con un ciclo de vida sostenible de principio a fin, se puede afirmar que el aluminio es
prcticamente un 100% reciclable, su tasa de recuperacin en construccin es de un 95%, y
su reciclado ahorra el 95% de la energa usada en su produccin inicial.
9.1.VENTAJAS
Incombustibilidad
No toxicidad
Comportamiento ante carga viento
Durabilidad
Resistencia a la corrosin
Reciclabilidad
Sostenibilidad
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INCOMBUSTIBILIDAD.
El aluminio no arde, ni emite ningn tipo de sustancia txica.
Su punto de fusin es de 660C, una temperatura de fusin muy por encima de la de otros
materiales de construccin, la cual se alcanza cuando el incendio est en una etapa muy
avanzada.
Su incombustibilidad favorece en el caso de cubiertas y fachadas, porque el hecho de que se
derrita el metal permite que el edificio se abra permitiendo salir el calor y humo en caso de
incendio. Esto reduce la carga trmica sobre los elementos de carga de la estructura,
ampliando el tiempo disponible para la evacuacin del edificio, y facilitando la labor de
extincin del fuego.
NO TOXICIDAD
El aluminio es un material inocuo, higinico e inodoro.
Sus excelentes propiedades de barrera impiden totalmente la entrada de humedad, oxgeno,
olores y otros gases y microorganismos.
Por otro lado, su superficie es fcilmente lavable, e impide el alojamiento y crecimiento de
bacterias.
Son estas propiedades las que fomentan su uso en diversas industrias de la salud, la
alimentacin, y la construccin.
DURABILIDAD
El aluminio es un material con una vida til extremadamente larga .
Sus propiedades lo hacen especialmente resistente a la corrosin, lo cual evita el deterioro
causado por el paso del tiempo.
Del mismo modo, el aluminio refleja la radiacin ultravioleta, y por tanto no sufre los
cambios qumicos o estructurales causados por sta en otros materiales de uso comercial.
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RESISTENCIA A LA CORROSIN
El aluminio resulta especialmente til para aquellas aplicaciones que requieren proteccin,
conservacin y durabilidad.
La oxidacin natural del aluminio crea una capa protectora permanente que protege al
elemento del ataque atmosfrico y qumico, hacindolo muy resistente a la corrosin. Esta
capa se regenera espontneamente cuando se elimina de forma accidental o intencionada.
Los diferentes tipos de tratamiento superficiales del aluminio mejoran an ms esta
propiedad, necesario por exigencia en algunas aplicaciones. stos, adems de mejorar la
resistencia a la corrosin, reducen al mnimo el mantenimiento y alargan la vida til del
producto, permitiendo adicionalmente aadir elementos decorativos.
RECICLABILIDAD
El aluminio se recicla desde sus inicios y es 100%
reciclable.
Puede reciclarse indefinidamente sin perder ninguna de
sus propiedades fsicas ni su calidad, pudindose
fabricar productos ntegramente de aluminio reciclado.
En la actualidad, el aluminio reciclado representa
aproximadamente un tercio del consumo de aluminio global. El reciclado del aluminio es una
parte esencial de la industria del aluminio, por motivos econmicos, tcnicos y ecolgicos.
De hecho, en Europa, la tasa de reciclado del aluminio es aproximadamente un 95% para las
aplicaciones en construccin.
La cantidad inicial de energa usada para fabricar aluminio desde la materia prima (bauxita)
se minimiza considerablemente a travs del reciclado, ya que este proceso ahorra el 95% de
la energa inicial, y genera slo un 5% de las emisiones de gases de efecto invernadero
asociadas al proceso inicial.
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SOSTENIBILIDAD
El ciclo de vida del aluminio es sostenible de principio a fin.
La sostenibilidad se define como la caracterstica segn la cual se pueden satisfacerse las
necesidades de la poblacin sin comprometer la capacidad de otras generaciones o
poblaciones. Ello implica la conservacin del medio ambiente, implicado con la actividad
humana. En el desarrollo sostenible convergen los vectores ambiental y social, junto con un
vector econmico equilibrado con la consecucin del objetivo.
El aluminio procura la sostenibilidad por aspectos como:
Su abundancia, que lo hace un recurso renovable y eficiente desde el punto de vista
ecolgico.
Su uso y reciclabilidad 100%.
Su utilizacin como materia prima: el 45% del aluminio producido en Europa
recientemente era reciclado.
Su tasa de recuperacin, cercana al 95% en construccin.
Ahorro energtico en su reciclaje y proceso productivo.
Su inocuidad.
Por ello, uno de los objetivos ms importantes de la industria europea del aluminio es la
potenciacin continua de su comportamiento medioambiental, en todas las fases del ciclo de
vida del aluminio, desde la produccin hasta el uso y el reciclado.
Uno de los objetivos ms importantes de la industria europea del aluminio es la mejora
continua de su comportamiento medioambiental, en todas las fases del ciclo de vida del
aluminio, desde la produccin hasta el uso y el reciclado. Esto se lograr mediante las
siguientes acciones:
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Uso eficiente de los recursos
Reduccin de las emisiones a la atmsfera y al agua
Maximizar la aportacin del aluminio en la fase de la utilizacin
Reducir los desechos resultantes del proceso de fabricacin
9.2.DESVENTAJAS
RESISTENCIA ESTRUCTURAL
Una de las desventajas del uso de aluminio aunque tenga una muy buena relacin peso-carga
es que su mdulo de elasticidad es aproximadamente un tercio de la de acero. Esto se traduce
en tres veces la desviacin ms en un montante de aluminio en comparacin con el mismo
perfil de acero en una determinada carga. Las especificaciones de construccin establecen
lmites de desviacin perpendiculares inducida por el viento. Es importante sealar que estos
lmites de desviacin no se imponen por la fuerza a las capacidades de los montantes. Por el
contrario, estn diseados para limitar la desviacin de la copa que se puede romper bajo la
desviacin excesiva, y para asegurar que el cristal no sale de su bolsillo en el parteluz. Los
lmites de desviacin tambin son necesarios para controlar el movimiento en el interior del
muro cortina. Los lmites de la desviacin se expresa tpicamente como la distancia entre
puntos de anclaje, dividido por un nmero constante. Un lmite de deflexin de L/175 es
comn en las especificaciones de muro cortina. Digamos que un muro cortina dado se basa
en 12 pies (144) alturas de piso. La desviacin permitida sera 144/175 = 0.823 pulgadas, lo
que significa que la pared se le permite desviar hacia adentro o hacia afuera un mximo de
0.823 pulgadas a la presin mxima del viento. La desviacin en montantes es controlado
por diferentes formas y profundidades de los miembros de muro cortina. Fuerza Fuerza (o
tensin mxima utilizable) a disposicin de un material en particular no est relacionada con
la rigidez del material, es un criterio separado en el diseo y anlisis de muros cortina. Esto
a menudo afecta a la seleccin de materiales y tamaos para el diseo del sistema. Por
ejemplo, una forma particular de aluminio, se desviar casi tres veces ms que la forma
misma de acero para una carga equivalente, aunque su fuerza (es decir, la carga mxima que
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puede soportar) puede ser equivalente o incluso ligeramente superior, segn del grado de
aluminio. Porque el aluminio es a menudo el material de eleccin, dado su menor peso
unitario y una mejor capacidad de erosin en comparacin con el acero, la desviacin es por
lo general los criterios que rigen en el diseo de muros cortina.
9.3. ALUMINIO CONTRA ACERO
Durante el proceso de diseo de una columna se propusieron dos materiales con los cuales
construir era posible construir la columna: acero inoxidable (AISI 304L) y aluminio (6061-
T6). Una vez establecido el diseo conceptual se pudo discutir sobre cul utilizar. En esta
instancia no se tomaron en cuenta las resistencias mecnicas ya que la columna no operaria
a presiones elevadas.
Para poder tomar una decisin adecuada, era importante primero enmarcar las ventajas y las
desventajas de usar un material sobre el otro. Esto se hace para ver si realmente es viable usar
ambos materiales o descartar uno porque no satisfaga alguna propiedad enteramente. Las
ventajas de utilizar aluminio contra acero inoxidable son las siguientes:
1. El sistema es ms ligero. A volumen constante, el peso del equipo en aluminio es
3 veces menor (densidades de 2700 kg/m3 y 8000 kg/m3. Un peso menor puede
traducirse en costos ms bajos de material y en mayor facilidad de ensamble.
2. El sistema es ms barato.
3. La distribucin de temperatura es ms uniforme debido a que la conductividad
trmica del aluminio es 10 veces mayor a la del acero inoxidable (166.9 W/mK
y 16.2 W/mK, respectivamente .
4. El maquinado del aluminio es mucho ms fcil. De decidir por aluminio, en
principio, las partes maquinadas seran las bridas y el distribuidor, en lo contrario,
solo debera maquinarse el distribuidor.
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Las desventajas de utilizar aluminio son las siguientes:
1. El aluminio tiene mayor dilatacin trmica (23.6 m/C contra 17.8 m/C [35]
lo cual impacta en el control dimensional.
2. El aluminio tiene menor resistencia a la corrosin que el acero inoxidable y por
lo tanto la vida del equipo ser menor. En este punto se observ la resistencia a
la corrosin en agua caliente y las recomendaciones en la utilizacin del vapor. El
acero inoxidable seleccionado es recomendado como prim