Matemática melhora reciclagem do alumínio
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.
