O alumínio é um metal bastante utilizado comercialmente e bem visto na realização de projetos mecânicos. Porém, como todo material, possui uma série de vantagens e desvantagens ao optar pela sua aplicação.
Vantagens
Baixa densidade
O alumínio é conhecido por ser um material leve em comparação a outros metais convencionais. Seus 2,70 g/cm³ de densidade em comparação aos 7,86 g/cm³ do aço e 8,96 g/cm³ do cobre (dados da Associação Brasileira do Alumínio) garantem peças quase 200% mais leves em relação aos outros.
Sendo assim, o uso deste metal pode ser um grande aliado na tentativa de deixar qualquer tipo de projeto mais leve. E isso pode acarretar diversos tipo de economia.
Em veículos a combustão, por exemplo, o uso do alumínio em peças diversas traz uma diminuição de peso que acarreta em economia de combustível. Neste caso, entram em jogo fatores inclusive políticos, uma vez que o mundo está buscando emitir cada vez menos CO2.
O Ford F-150 de 2014 teve uma redução de quase 350 quilogramas, causada pela adoção do material em sua cabine e chassi.
Ford F-150 2014
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Quanto a projetos de máquinas, com a diminuição de peso de um sistema, os atuadores e motores, no geral, precisam de menos força devido a diminuição da massa.
Isso pode baratear radicalmente esta parte do projeto, principalmente se não houver uma grande necessidade de resistência mecânica e as peças não tenham que ganhar robustez para aprimorá-la.
Resistência à corrosão
Peças feitas de aço precisam de alguns tipo de tratamento ou pintura para que a corrosão não seja um problema. Outra opção é a utilização do aço inoxidável (inox), que, apesar da eliminação desta problemática, custa mais caro.
O uso do alumínio não traz esta necessidade. O material, ao entrar em contato (e, automaticamente, reagir) com o oxigênio, cria uma “película” de óxido de alumínio, que o deixa resistente à corrosão.
Sendo assim, o metal pode ser utilizado nos mais diversos ambientes, desde atmosferas naturais até água do mar e substâncias químicas. Tudo isso, sem apresentar grandes problemas e sem precisar de tratamento.
Royal Huisman entrega o maior veleiro de alumínio do mundo, o Sea Eagle II via AlCircle em 15 de julho de 2020
Reciclagem
O alumínio é um metal que pode ser infinitamente reciclado sem perda de características físico-químicas. Sua baixa temperatura de fusão (660°C) em relação a outros metais garante um processo de fundição acessível a nível industrial.
A maior prova disso são as latas de alumínio consumidas no dia a dia. Como já é de conhecimento popular, no Brasil, quase 100% do alumínio utilizado em latas é retornado à produção de chapas e novos produtos por meio da reciclagem.
Ciclo de reciclagem do alumínio, via Associação Brasileira do Alumínio
Por mais que o aço também tenha propriedades que possibilitam a reciclagem, sua temperatura de fusão alta deixa esse processo mais caro e, de certa forma, mais inacessível. Além disso, a “cultura” de reciclagem de alumínio em solo brasileiro viabiliza esse processo, uma vez que o barateia e já é bem comum nos dias de hoje.
Outro ponto é a queda de peso que acarreta em economia de combustível citada anteriormente.
Sendo assim, ao optar pelo uso do alumínio em um projeto mecânico, é feita também uma escolha mais benéfica ao meio ambiente.
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Atoxidade
Outra grande vantagem do alumínio é a sua atoxidade. É devido a essa característica que o material é visto com tanta frequência em embalagens e revestimentos de embalagens, como visto anteriormente com as latinhas, e em máquinas de produção de alimentos no geral.
Suas características não-tóxicas permitem que o material seja utilizado amplamente, na maioria dos casos, na indústria alimentícia. Isso garante o uso sem efeitos nocivos ao ser humano, seguindo a NBR 15635 e, assim, atendendo os requisitos das boas práticas higiênico-sanitárias de fabricação.
Conheça mais sobre as boas práticas de fabricação neste artigo da EJEQ
Desvantagens
Resistência mecânica
Em comparação com o aço 1020, por exemplo, o alumínio tem uma resistência mecânica inferior, que pode trazer complicações no projeto.
Desse modo, a construção de peças mais robustas pode ser necessária. Assim, o peso perdido pela baixa densidade pode acabar sendo compensado pela necessidade de robustez, podendo significar uma economia menor do que a esperada.
Entretanto, o problema da baixa resistência mecânica pode ser contornado por meio de trabalho a frio, que pode dobrá-la. Porém, isso eleva, novamente, o preço.
Solda
A solda em peças de alumínio é um processo complicado.
Dos métodos mais tradicionais, o único que apresenta facilidade e taxa de erro aceitáveis para esse material é a solda TIG, que é um processo de custo bastante alto. Além disso, as peças precisam conter geometrias projetadas para isso, dificultando ainda mais o processo.
Sendo assim, a solda em componentes de alumínio não é ideal. O projetista deve, portanto, procurar outras geometrias ou maneiras de fabricação, a fim de eliminar a necessidade deste processo.
Conclusão
O uso do alumínio pode trazer várias vantagens. Sua baixa densidade garante uma leveza que pode significar boa economia em motores e atuadores, mas que pode ser derrubada caso o uso da peça exija uma alta resistência mecânica.
Sua escolha pode ser uma boa opção em casos em que corrosão ou toxicidade possam vir a ser problemas, uma vez que suas propriedades driblam isso. Outro ponto positivo são as questões ambientais: o alumínio é amplamente reciclado.
Algo que deve ser uma preocupação do projetista é a solda. Seu uso exige, preferencialmente, o afastamento desse tipo de fabricação.
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