Le leghe di alluminio sono ottenute mediante la combinazione dell’alluminio con altri materiali, quali rame, zinco, manganese, silicio e magnesio. Hanno caratteristiche specifiche che le rendono particolarmente adatte per determinati impieghi in ambito industriale:
L’industria aeronautica, così come l’industria navale, grazie allo sviluppo tecnologico in continua evoluzione, richiede un gran numero di materiali e prodotti diversi. Le caratteristiche che rendono questi materiali idonei sono l’elevata capacità di resistere agli sforzi e la leggerezza.
Un altro campo in cui le leghe in alluminio sono impiegate in modo esteso e proficuo è l’industria ferroviaria. Le leghe in alluminio sono infatti fra i materiali più utilizzati per la costruzione delle carrozze dei treni e, in particolare, per la realizzazione dei lati delle carrozze, il tetto e i pannelli del pianale e anche i profili smussati che collegano il pianale del treno alle pareti laterali.
L’utilizzo delle leghe di alluminio nelle carrozze dei treni garantisce un notevole risparmio di peso rispetto ad altri materiali, senza perdere in resistenza. Altra caratteristica apprezzabile dell’alluminio e delle sue leghe è quella di presentarsi come una superficie liscia e uniforme. Ecologiche e resistenti, le leghe in alluminio costituiscono il materiale preferenziale anche per i treni attuali: il Frecciarossa di Trenitalia, ad esempio, presenta pareti e soffitti in alluminio, mentre qualche anno fa è stata ripensata la progettazione dei treni Vivalto, sempre di Trenitalia, incrementando in modo significativo l’uso delle leghe in alluminio per ridurre il peso complessivo del convoglio.
Secondo uno studio accademico pubblicato nel 2016, a partire dagli anni Sessanta del Novecento, le leghe in alluminio sono state considerate dagli architetti e dai progettisti come un sostitutivo del legno, assai più versatile e dotato di una maggiore durata. L’alluminio ha quindi progressivamente sostituito il legno nella realizzazione di serramenti e infissi. Più o meno nello stesso periodo, le finiture in alluminio anodizzato hanno reso disponibile all’industria edilizia e dei serramenti un alluminio di nuovo tipo, argenteo o colorato, inalterabile all’usura e agli agenti atmosferici, resistente e leggero. Per questi motivi sono stati proprio i progettisti dell’edilizia pubblica e monumentale a sfruttare le potenzialità delle leghe di alluminio. Con le nuove tecniche progettuali, oggi riusciamo a realizzare porte e finestre, pergole, ringhiere e verande, pareti divisorie e facciate continue. I vantaggi dell’uso di alluminio nella realizzazione dei serramenti consistono nella spiccata resistenza agli agenti atmosferici e all’inquinamento, la necessità minima di manutenzione e pulizia, la leggerezza e, senza dimenticare, la qualità estetica delle superfici e dei particolari.
Esistono numerosi campi di applicazione di questa tipologia di leghe, nell’industria automotive, negli accessori da cucina, nella costruzione di serbatoi e tubi in pressione per applicazioni criogeniche e anche nella costruzione di telai di biciclette, che grazie alle leghe in alluminio risultano più resistenti e meno pesanti. Proprio per questa ragione, la maggior parte dei componenti strutturali di un velivolo è costruita utilizzando leghe in alluminio: la loro bassa densità, che si traduce in una notevole leggerezza, e la loro resistenza meccanica consentono di reggere carichi significativi riducendo al massimo il peso complessivo. Per avere un’idea dell’importanza delle leghe di alluminio nell’industria aeronautica può valere questo esempio: secondo una recente statistica, in un Boing B757 il 78% dei materiali usati per la sua costruzione è costituito dall’alluminio e dalle sue leghe.
Dall’automotive alla costruzione di macchine per ogni settore, le parti in alluminio sono sempre presenti, dalle semplici strutture fatte di elementi profilati di ogni forma, legati tra loro da bulloni, a piccoli pezzi di levismi, protezioni,spalle ect.
L’alluminio è il più giovane tra i metalli di uso industriale, essendo stato prodotto per la prima volta su scala industriale poco più di 100 anni fa. Come altri metalli, come il piombo, lo stagno e il ferro, l’alluminio esiste in natura solo sotto forma di composto.
Il nome alluminio deriva da Alum, più tardi allume, un solfato di alluminio conosciuto ed utilizzato sin dall’antichità per la preparazione di tinture e medicinali.
La ‘scoperta’ dell’Alluminio risale al 1807 quando il chimico inglese Sir Humphrey Davy (1778 –1829) ipotizzò che l’”alum” fosse il sale di un metallo ancora sconosciuto a cui diede il nome di “alumium”, successivamente modificato in “aluminium”.
Il tentativo di Davy di ottenere l’alluminio attraverso un processo di elettrolisi di una soluzione di ossido di alluminio e potassa non diede, però, esiti positivi.
Solo nel 1825 il fisico danese Hans Cristian Oersted riuscì a produrre alcune gocce di alluminio, tramite l’applicazione di una fonte di calore ad un amalgama di potassio e alluminio.
Le ricerche furono proseguite in Germania da un suo
discepolo, Freidirich Wohler, che dimostrò molte delle proprietà del metallo,
non ultima la sua leggerezza.
Fu proprio questa scoperta ad animare il mondo scientifico e ad attrarre
maggiori fondi per la ricerca.
Nel 1854, il francese Henri Sainte-Claire Deville sviluppò un complesso processo termo-chimico che permetteva una limitata produzione industriale. Tuttavia il processo, diffuso in tutta Europa, era estremamente costoso e rendeva il metallo addirittura più caro dell’oro.
Nonostante i miglioramenti conseguiti nel tempo, il metodo usato fino ad allora non consentiva la produzione a carattere industriale.
Occorre arrivare al 1886 perché l’americano Charles Martin
Hall e il giovane scienziato francese Paul Heroult, scoprissero
contemporaneamente, seppur in modo indipendente, il primo processo di fusione
elettrolitica per la produzione di alluminio metallico dall’allumina.
Il loro metodo consentì la produzione di elevati quantitativi di alluminio a
basso costo dati anche gli enormi progressi avvenuti nella produzione di
energia elettrica dovuti alle moderne dinamo.
Il metodo di Hall – Heroult, è ancora oggi il sistema utilizzato per la produzione di alluminio ed è stato migliorato dalle successive scoperte, quale quella dell’austriaco Karl Bayer, che nel 1888 brevettò la tecnica per l’estrazione dell’ossido di alluminio dalla bauxite.
La storia dell’alluminio, tuttavia, non finisce qui poiché ancora oggi continuano la ricerca e la scoperta di nuove applicazioni di questo metallo.
L’importanza strategica di questo metallo determina la recente corsa alla Bauxite, vedasi le ultime operazioni della Cina che in Guinea fa man bassa di questo minerale, che costituisce la principale fonte per la produzione dell’alluminio. E’ l’ “oro rosso” del quale il paese africano è diventato il terzo produttore mondiale. Dalla Guinea viene caricata sui vettori per trasportarla in Cina, di gran lunga il più grande produttore e il più grande consumatore di alluminio del mondo.