Materiais Elétricos

Trabalho de Materiais Elétricos

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Grupo:

Arthur Cabral Fleischman

Caio Mendes

Sara Rejane Araujo de Albertim

 

APLICAÇÕES DO ALUMÍNIO NA ENGENHARIA ELÉTRICA

 

Aplicações do alumínio na engenharia elétrica, trabalho pertencente à cadeira de Materiais Elétricos da Universidade de Pernambuco, Escola Politécnica de Pernambuco, lecionada pelo professor Carlos Salviano.

 

RECIFE 2021

Sumário

Introdução        2

Materiais condutores        4

Características dos materiais        5

Características Mecânicas:        5

Características Elétricas:        6

Características Químicas:        6

Reservas        6

Mineração e Refinaria        9

Dissolução da alumina em soda cáustica:        10

Produção primária do alumínio        11

Consumo de Energia        13

Impactos Ambientais e reciclagem        15

Aplicações gerais do alumínio        17

Aplicações na Engenharia Elétrica        19

Vantagens do Alumínio X Cobre        21

Considerações Finais        22

Bibliografia        23

Introdução

 

Numa exposição internacional realizada em Paris, em 1855, foram exibidos quatro grandes blocos de alumínio, que não tinham outra função além da decorativa. Apesar de ser um dos metais mais abundantes da crosta terrestre, o alumínio só tinha sido descoberto 28 anos antes e várias décadas ainda passariam antes de serem desenvolvidos processos que permitissem sua obtenção industrial em um estado razoavelmente puro.

Desde épocas remotas, já se sabia da sua existência no alúmen (sulfatos duplos de metais) e em outros minerais um metal de características específicas. Entretanto, somente em 1825, o dinamarquês Hans Christian Örsted isolou o alumínio, através da redução do cloreto de alumínio em uma amálgama de potássio. Posteriormente, outros químicos realizaram diversas experiências que permitiram um estudo mais preciso das propriedades desse metal. Destacam-se nesse sentido os trabalhos do alemão Friedrich Wöhler, que conseguiu obter pós e glóbulos de alumínio puro.

O alumínio é um elemento químico de símbolo Al e número atômico 13 (treze prótons e treze elétrons) com massa 27 u; na temperatura ambiente é sólido. Sua leveza, condutividade elétrica, resistência à corrosão e baixo ponto de fusão lhe conferem uma multiplicidade de aplicações, especialmente nas soluções de engenharia aeronáutica. Entretanto, mesmo com o baixo custo para a sua reciclagem, o que aumenta sua vida útil e a estabilidade do seu valor, a elevada quantidade de energia necessária para a sua obtenção reduz sobremaneira o seu campo de aplicação, além das implicações ecológicas negativas no rejeito dos subprodutos do processo de reciclagem, ou mesmo de produção do alumínio primário.

Como iremos discutir neste trabalho, o alumínio pode ser aplicado em diversas áreas da sociedade, com ênfase na elétrica (a exemplo das linhas de transmissão de energia), suas propriedades e produção também serão expostos. 

Materiais condutores

 

Chamamos de condutores aqueles materiais pelos quais é permitida a passagem da corrente elétrica com bastante facilidade quando submetidos a uma diferença de potencial elétrico, nos materiais condutores os elétrons da última camada estão fracamente ligados ao núcleo, dessa forma podem ser expelidos facilmente dele, é o que chamamos de “elétrons livres”.

 

Características dos materiais

Todo material possui suas propriedades e características. No caso do alumínio não seria diferente, ele possui três diferentes propriedades que se correlacionam: Mecânica, Elétrica e Química.

 

Características Mecânicas:

• Brilho: Todo material possui brilho característico, ou seja, conseguimos identificar com precisão absoluta qual composição de cada corpo.
• Ductibilidade: é a capacidade de uma amostra de um material sofrer grandes esforços. Trata-se da aptidão de transformar uma amostra de material em fios, por meio do processo de trefilação.
• Maleabilidade: é a capacidade de transformar amostras em chapas, como alumínio todo material dúctil é também maleável, mas nem todo material maleável é dúctil.
• Dureza: É a capacidade de se opor à penetração, ou seja, a capacidade dos metais em riscar e ser riscado, o que risca é o mais duro e o que é riscado é mais macio.
• Resistência à Tração: é o limite de tensão mecânica na qual se obtém a ruptura da amostra de material sobre determinadas condições de ensaio.
• Resistência à Fadiga:  é o limite da energia mecânica na qual se obtém a ruptura de uma determinada amostra de um material, sob determinada condições de ensaio (normas técnicas).

Características Elétricas:

• Resistividade/Condutividade: É a característica Elétrica que quantifica a dificuldade/facilidade que um fluxo de portadores de carga atravessa uma amostra de um material.

Características Químicas:

• Corrosão: são reações exotérmicas, quase sempre, espontâneas. É a degradação eletroquímica de um material condutor, por reação com: ácidos, bases, sais, calcogênios e halogênios.

• Oxidação: é a corrosão pela presença do elemento químico oxigênio.

Reservas

 

O Brasil detém aproximadamente 20% das reservas mundiais conhecida de bauxita, o principal minério de alumínio das jazidas no Brasil.

Ocupando o terceiro lugar em reservas, atrás apenas de Austrália e Guiné como primeiro e segundo respectivamente. O Brasil ocupa a segunda posição em termos de produção, a maior parte das reservas se localiza no estado do Pará, principalmente próximas ao rio Trombetas, em Oríximiná, onde a extração mineral e o beneficiamento são realizados pela Companhia Vale do Rio Doce.