Da sucata e das peças usadas aos materiais de alto desempenho
O Fraunhofer IWU abre novos caminhos circulares para a espuma de alumínio
Anúncios
O alumínio é um material essencial para a mobilidade sustentável e para produtos que utilizam os recursos de forma eficiente; no entanto, a sua produção requer quantidades substanciais de energia. Investigadores do Instituto Fraunhofer de Máquinas-Ferramentas e Tecnologia de Conformação (IWU) demonstraram agora como os resíduos de produção, as limalhas de alumínio e os componentes de espuma de alumínio em fim de vida podem ser sistematicamente reintegrados no processo de fabrico. As suas descobertas abrem novas oportunidades para a produção circular de espuma de alumínio e poderão reduzir significativamente a necessidade de matérias-primas primárias.
A espuma de alumínio é um dos materiais estruturais mais leves disponíveis. Graças à sua baixa densidade, elevada capacidade de absorção de energia e excelentes propriedades de amortecimento, é adequada para aplicações na engenharia automóvel, estruturas de máquinas, construção e sistemas leves energeticamente eficientes, entre outras. Atualmente, porém, a espuma de alumínio é produzida principalmente a partir de pós de ligas de alumínio, cuja fabricação é relativamente complexa e dispendiosa.
Os investigadores do Fraunhofer IWU centraram-se, por isso, num fator de sustentabilidade amplamente negligenciado: a utilização de materiais circulares na produção de espuma por metalurgia dos pós. O seu trabalho centrou-se em aparas de alumínio limpas e de liga única, resíduos de produção e materiais em fim de vida que podem ser processados mecanicamente e reutilizados como matéria-prima para novas espumas de alumínio.
Lascas processadas em vez de pó virgem
Uma abordagem particularmente promissora envolve a substituição parcial ou total do pó virgem de liga de alumínio, que consome muita energia, por aparas de alumínio processadas. As investigações demonstraram que a trituração e a classificação das aparas produzem uma matéria-prima semelhante a pó que pode ser convertida com sucesso em produtos semiacabados espumáveis. As espumas resultantes apresentam estruturas e densidades comparáveis às das espumas de alumínio fabricadas de forma convencional.
«A utilização direta de resíduos de produção no ciclo do material oferece um potencial ambiental e económico substancial», explica o Dr.-Ing. Jörg Hohlfeld, chefe do Grupo de Espumas Metálicas do Fraunhofer IWU.
De particular importância é o facto de a produção de alumínio secundário exigir muito menos energia do que a produção de alumínio primário. Consequentemente, tanto os custos dos materiais como as emissões de CO₂ podem ser reduzidos.
Transformar resíduos de produção em materiais funcionais
Os investigadores também estudaram o processamento de resíduos de alumínio de maiores dimensões, tais como folhas, bobinas e material de jantes. Através de processos mecânicos em várias etapas, incluindo corte, trituração, moagem e peneiramento, geraram tamanhos de partículas definidos, adequados para a produção de espuma. Os componentes de espuma de alumínio em fim de vida podem também, em princípio, ser reintegrados no ciclo de materiais. Para o efeito, a equipa desenvolveu estratégias adequadas para a trituração, triagem e reprocessamento específico do material.
Um aspeto particularmente importante é que a reciclagem não se limita à simples refundição. Em vez disso, o Fraunhofer IWU está a apostar nas chamadas abordagens de reciclagem em estado sólido. Nestes processos, grande parte da estrutura do material existente é mantida, permitindo poupanças de energia adicionais e minimizando as perdas de material.
Novas perspetivas para a economia circular na engenharia de materiais leves
Os resultados mostram que a sucata de alumínio em forma de pó pode servir como uma alternativa tecnicamente equivalente ao pó de liga de alumínio recém-produzido. Isto coloca ao nosso alcance uma produção de espumas de alumínio significativamente mais eficiente em termos de recursos. Os investigadores consideram isto um elemento fundamental para as cadeias de valor circulares na indústria de transformação de metais, particularmente em setores com requisitos rigorosos de construção leve, tais como a engenharia automóvel, a engenharia mecânica e o transporte ferroviário.
O trabalho será agora prosseguido com vista à implementação industrial. As futuras atividades de investigação centrar-se-ão, em particular, na estabilização das propriedades do material, apesar das flutuações na qualidade da sucata, bem como na realização de avaliações abrangentes do ciclo de vida. Estes esforços visam quantificar os benefícios ambientais da produção de espumas à base de sucata e preparar a tecnologia para uma ampla adoção industrial.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
Outras notícias do departamento ciência
