O alumínio puro é um metal muito especial, resultado de um processo que junta mineração, engenharia química e um uso intenso de energia. Para se ter uma ideia, diariamente, o mundo produz cerca de 200 mil toneladas desse material. Nos Estados Unidos, o consumo ultrapassa 4,6 bilhões de quilos por ano. Para dar conta dessa demanda, a indústria tem que trabalhar com milhões de toneladas de minério, num ciclo que começa nas minas e termina em fornos eletrolíticos de alta tecnologia.
Esse metal leve e resistente é fundamental para a nossa vida moderna. Está nas fuselagens dos aviões, nas carrocerias dos carros e até nos cabos de eletricidade que abastecem grandes cidades. Diferente do ferro, o alumínio forma uma camada de óxido que o protege da corrosão, o que faz dele uma escolha duradoura e valiosa na engenharia.
A origem do alumínio e o desafio de isolá-lo
O alumínio puro foi descoberto em 1807 pelo químico britânico Humphry Davy, mas isolá-lo levou bastante tempo. O dinamarquês Hans Christian Ørsted foi o primeiro a conseguir extrair o metal, mas o método era caro e ineficiente. No início do século XX, o valor do alumínio chegou a ser superior ao do ouro, tamanha era sua dificuldade de obtenção.
Tudo mudou em 1886, quando Charles Martin Hall e Paul Héroult, de forma independente, descobriram um processo eletroquímico que facilitou a separação do alumínio. Essa técnica, que utiliza criolita fundida e corrente elétrica, é o que usamos até hoje na produção.
Na natureza, o alumínio puro não aparece sozinho. Ele está presente na bauxita, uma rocha avermelhada que contém óxidos de alumínio. Os maiores depósitos estão na Austrália, Guiné, Brasil e Jamaica. Na mina Handley, da Alcoa, são extraídas cerca de 23 milhões de toneladas de bauxita por ano, usando explosivos e maquinário pesado. Para se ter uma ideia da escala, são usadas até 900 toneladas de nitrato de amônio por mês para romper camadas de rocha de cinco metros. Cada explosão libera entre 50 mil e 100 mil toneladas de minério. Para produzir uma única tonelada de alumínio, são necessárias quatro toneladas de bauxita refinada. Todo esse processo é bem caro e exige equipamentos gigantescos, como caminhões de 270 toneladas.
Do minério à alumina: a etapa química
Depois de ser extraída, a bauxita passa pelo processo Bayer, que separa o óxido de alumínio das impurezas. O minério é triturado até virar um pó bem fino, que é misturado com uma solução cáustica. Essa mistura resulta na alumina, uma substância branca e pura.
Após isso, a alumina é enviada para refinarias, onde será convertida em alumínio metálico. Um único navio pode carregar até 100 mil toneladas de alumina, e uma fábrica de grande porte pode produzir 35 mil toneladas de alumínio a cada três dias.
Para transformar a alumina em alumínio puro, utilizamos a eletrólise. As cubas eletrolíticas são preenchidas com criolita fundida, que ajuda a baixar a temperatura necessária para o processo. Correntes elétricas intensas atravessam a mistura, separando o oxigênio do alumínio. Esse procedimento consome muita energia — cerca de um terço do custo total do alumínio vem da eletricidade utilizada. Uma planta maior gasta mais de 340 megawatts por ano, o que seria suficiente para abastecer 300 mil residências.
Durante a eletrólise, o alumínio derretido se acumula no fundo das cubas, de onde é retirado e enviado para os fornos de refino. O alumínio fundido passa por uma filtragem para remover gases e impurezas, antes de ser moldado e resfriado para formar os lingotes sólidos. O resultado final é um alumínio puro de alta qualidade, pronto para ser usado em vários segmentos, como o da aviação, da construção civil e da energia.
Cada quilograma de alumínio carrega consigo um trabalho intenso de ciência e engenharia, além de um alto consumo energético, sendo frequentemente chamado de “eletricidade em estado sólido”. O alumínio puro é uma peça-chave na economia global, e seu ciclo produtivo revela o quanto a energia e a tecnologia são fundamentais para que ele chegue até nós. Ele está em praticamente tudo que usamos para mover e conectar o mundo ao nosso redor.
