Estructuras de aluminio: ¿cómo ayudan en la sostenibilidad de la ingeniería?

El aluminio es uno de los metales del siglo XXI. La tendencia de la industria a fabricar estructuras de metal ligeras y reciclables convierte a este metal en uno de los preferidos para lograr los objetivos de la Unión Europea de sostenibilidad medioambiental. Podemos encontrar estructuras de aluminio en ingeniería aeroespacial, como aviones o satélites, pero también en transporte terrestre, con los coches eléctricos a la cabeza, por su necesidad de ser lo más ligeros posible para potenciar la autonomía de las baterías, donde este material también es imprescindible, en construcción civil, en electrodomésticos, y un largo etcétera.

El boom del aluminio en ingeniería civil

Algunos ejemplos célebres de estructuras de aluminio los tenemos en la estatua de Eros erigida en la fuente Shaftesbury Memorial de Londres en Piccadilly, en las láminas que revisten la cúpula de la iglesia de San Gioacchino de Roma y en los interiores y exteriores del Empire State Building de Nueva York. De hecho, este último exhibe en los frescos del techo y en las paredes del vestíbulo aluminio y oro de 23 kilates. Todos ellos fueron construidos a raíz de la mejora de los procesos de obtención de aluminio en grandes lotes en los años 20 del siglo pasado, mediante electrólisis, que hacía que fuera mucho más barato que hasta entonces.

Después de la Segunda Guerra Mundial el aluminio experimentó un declive en su uso por su escasez después de emplearlo en la industria militar, pero volvió a ser protagonista en puentes y edificios de gran altura, así como en componentes como marcos de ventanas, paneles y techos por su ligereza, su facilidad de uso, su resistencia a la corrosión y su reciclabilidad, que permitían aprovechar el máximo de luz solar en edificios y minimizar los costes energéticos.

Para la Expo de Bruselas de 1958, se construyó el icónico Atomium, una estructura de más de 100 metros de altura totalmente revestida de aluminio, que evoca 9 átomos de hierro magnificados 165.000 millones de veces. De hecho, su cobertura de aluminio, que estaba inicialmente pensada para durar seis meses, duró casi 50 años y cuando se renovó, el metal original utilizado ha probado una vez más su reciclabilidad pudiendo utilizarse para nuevos usos.

Actualmente el uso del aluminio está fuera de discusión en muchos ámbitos: no se puede volar o ir a gran velocidad por vía férrea, por mar o por carretera sin este metal.

Estructuras de aluminio y estructuras de acero: ¿hacia dónde apunta la tendencia?

Como hemos explicado en posts anteriores, el acero es el símbolo de la industrialización y la vida moderna. No se puede entender la era contemporánea sin él. El acero es un metal tenaz (no se deforma ni se rompe fácilmente al aplicar fuerza), y lo es todavía más si se trata. Eso lo ha hecho el metal preferido para estructuras y equipos industriales y de construcción durante casi dos siglos. Sin embargo, el acero es pesado y tendente a la corrosión, hecho que hace necesarias aleaciones y tratamientos adicionales como la galvanización o el zincado, que aumentan su precio, de base más económico que el aluminio.

El aluminio no es tan tenaz, pero no se corroe, y va en consonancia con la tendencia a reducir el peso de los vehículos para ahorrar la energía necesaria para moverlos, a minimizar la corrosión de las estructuras en las que impacta la humedad, la temperatura, etc. (carreteras, puentes…) y a construir edificios ligeros, que aprovechen la luz solar para ser más eficientes energéticamente. Además, al ser totalmente reciclable, ahorra un 90% de energía en comparación con la producción del aluminio nuevo y por lo tanto puede insertarse más fácilmente en una economía circular. Por eso muchos foros del metal consideran el aluminio el metal del futuro.

Todo esto no significa que el aluminio pueda ser intercambiado por el acero, así, sin más. Como hemos apuntado, el acero es mucho más tenaz, por lo que el aluminio no lo puede reemplazar en usos donde la resistencia es fundamental. Sin embargo, cada vez más es posible crear aleaciones, como las presentes en las series 6000 y 7000 de aluminio, que tienen buenas características de tenacidad y resistencia que pueden ser estructurales en ingeniería civil si se diseñan correctamente. Suelen tener un coste superior al del acero pero suele verse amortizado con los años.

En general, el acero y el aluminio suelen combinarse en la industria donde mejores prestaciones aporta cada uno, teniendo también en cuenta los costes, mediante un diseño y una fabricación adecuados.

Reducir la huella de carbono a nivel industrial es un reclamo de ventas imprescindible para futuras generaciones que comprarán sus productos pensando en el impacto que tienen en el planeta.

¿Por qué, el aluminio?

Como ya hemos apuntado hasta ahora, el aluminio tiene propiedades físicas que lo hacen único, como su ligereza y su resistencia a la corrosión. Además, podemos añadir que tiene una buena maleabilidad, una excelente conductividad eléctrica (que hace a este metal idóneo para cableado, como el cobre) y una buena conductividad térmica. Pero lo que hace al aluminio un metal del futuro son principalmente tres virtudes.

Un material muy versátil…

Más allá de su uso en estructuras, el aluminio es uno de los materiales más versátiles, con un sinfín de aplicaciones. En Ferros Planas hemos tratado ampliamente el uso industrial del aluminio. En este post, detallamos algunos de sus usos en la industria.

…y también un material ecológicamente sostenible…

El aluminio es fácil de incorporar en una economía circular, porque es uno de los metales más fáciles de reciclar, pudiendo aprovechar casi la totalidad de la materia original. Como vimos en nuestro post sobre el reciclado del aluminio, este proceso permite reusar el material para el mismo uso para el que fue destinado el original reduciendo drásticamente las emisiones de CO2 y el uso de agua.

Hay que tener presente que reducir la huella de carbono a nivel industrial no sólo es un objetivo teórico, también es un reclamo de ventas imprescindible para futuras generaciones que comprarán sus coches, sus casas, sus billetes de avión, etc., pensando en el impacto que tienen en el planeta.

…¡además de abundante!

En los casos en los que no es posible cubrir la totalidad de la demanda de aluminio con aluminio reciclado, se utiliza aluminio procedente de la corteza terrestre, y la buena noticia es que este elemento es uno de los más abundantes.

Además, hay una característica del aluminio que también juega a su favor y esta es la gran abundancia de este elemento que encontramos en nuestro planeta: hacia un 1,59% de la Tierra por masa es aluminio. A diferencia de otros elementos, como explica la Wikipedia, el aluminio permanece en la corteza terrestre porque forma óxido que se une a las rocas, no se hunde en el núcleo. Es el elemento metálico más abundante (8,23% por masa) y el tercer elemento más abundante de todos (tras el óxido y el silicio).

Las estructuras de aluminio en los objetivos de sostenibilidad de 2050

El sector del aluminio espera que la demanda de este metal aumente considerablemente para 2050, gracias a sus propiedades únicas, será el material de elección para una infinidad de aplicaciones, especialmente la movilidad (por tierra, mar y aire), la construcción y el embalaje. Una gran proporción de esta demanda, que la organización European Aluminium prevé en 107,8 millones de toneladas (un aumento de un 50% respecto a la actualidad), la cubrirá el aluminio reciclado (hacia la mitad), hecho que reducirá las emisiones de CO2 a la atmósfera (entre un 60 y un 70% respecto a 2014). Sin embargo, el sector reclama una mejora del acceso a la chatarra de aluminio tanto en cantidad como en calidad para lograr este potencial, además de oportunidades a la inversión para mejorar el proceso de fundición y unas políticas que acompañen a todo el proceso de transformación industrial que se necesita, como las que permitan a la Unión Europea competir en precios con otros países productores con una huella de carbono más alta. Puede leerse la contribución de esta organización a los objetivos de sostenibilidad de mediados de siglo en este documento.

El gráfico anterior muestra, en verde, la cantidad de aluminio reciclado prevé European Aluminium que se use en la UE, en azul, el aluminio importado, y en naranja, el aluminio producido.

Ferros Planes, partner estratégico en la transición del aluminio

En Ferros Planes trabajamos con metales como el aluminio en nuestros mecanizados destinados a la industria automovilística, aeroespacial, aeronáutica, de la construcción y más, comprometidos con la reducción de las emisiones de CO2 y la transición energética.

Bibliografía y trabajos de interés:

• Visión estratégica de los objetivos de sostenibilidad de 2050 de European Aluminium

Photo by Neil Cooper on Unsplash