Matemática melhora reciclagem do alumínio

Redação do Site Inovação Tecnológica - 19/09/2011

Na extrusão, um bloco sólido de alumínio é prensado por uma gigantesca prensa contra um molde de aço que contém os furos no formato exato da peça desejada.
[Imagem: Wuxi Yuanchang]

O alumínio é o metal mais reciclado no mundo.

Mas, como acontece no mercado de automóveis, "alumínio usado" não é a mesma coisa que "alumínio zero km".

Liga indesejável

A reciclagem de alumínio consome apenas 5% da energia utilizada na produção do alumínio novo.

No entanto, cada vez que o alumínio é reciclado, vários elementos, como ferro, silício e zinco, bem como elementos-traço, como sódio e chumbo, juntam-se ao metal, produzindo uma espécie de "liga indesejável".

Até agora isso tem colocado limitações claras aos usos do alumínio reciclado, devido às alterações nas propriedades do metal reciclado em comparação com o metal novo.

A indústria vem dando um "jeitinho" diluindo o alumínio reciclado no alumínio novo, de forma a diminuir a concentração dos elementos indesejáveis até que eles atinjam níveis aceitáveis.

Solução nobre

Mas Yanjun Li e seus colegas do Instituto Sintef, na Noruega, acreditam que uma solução bem mais nobre pode ser obtida com a ajuda da matemática.

O alumínio reciclado hoje acaba sendo direcionado para a fundição. Mas os produtos mais nobres são feitos por laminação ou extrusão, que exigem um material mais puro e com propriedades homogêneas.

Na extrusão, por exemplo, um bloco sólido de alumínio é prensado por uma gigantesca prensa contra um molde de aço que contém os furos no formato exato da peça desejada - o alumínio deve fluir perfeitamente para não gerar peças defeituosas.

"As impurezas que se acumulam no alumínio pelos repetidos ciclos de reciclagem afetam as propriedades mecânicas do material reciclado. No entanto, mudando a composição da liga, as condições de temperatura e a velocidade do processo de homogeneização - o estágio inicial em um processo de têmpera realizado antes da laminação e da extrusão - é possível compensar isso," diz Yanjun.

Nobreza matemática

Se parece fácil, não é. Tentar encontrar a receita correta com tantos ingredientes a serem variados é praticamente impossível na base da tentativa e erro.

É aí que entra a matemática. Os cientistas estão desenvolvendo modelos matemáticos e testando-os em experimentos de laboratório. "Os resultados iniciais são animadores," diz Yanjun.

O objetivo final é desenvolver três modelos diferentes, que vão mostrar como a microestrutura do alumínio reciclado é afetada por várias modificações na homogeneização durante os processos de extrusão e laminação.

Modelo de reciclagem

"Nós demonstramos que a ponto de escoamento das ligas pode ser aumentado em 50% modificando-se o processo de homogeneização. Em linguagem simples, isto significa que o material poderá ser dobrado muito mais antes de quebrar," afirma o pesquisador.

Segundo ele, o uso dos modelos matemáticos permitirá o uso do alumínio reciclado em virtualmente qualquer aplicação.

O que é uma boa notícia, uma vez que o aumento da reciclagem do alumínio está produzindo mais matéria-prima do que o setor de fundição consegue absorver.