L'aluminium peut être plus présent dans votre vie quotidienne que vous ne le pensez

Image: Bernard Hermant dans Unsplash

L'aluminium est l'un des métaux les plus abondants, les plus importants et les plus présents de la société moderne. Si vous regardez autour de vous, il sera difficile de trouver un objet qui n'a pas au moins une partie en aluminium. Mais, après tout, qu'est-ce que l'aluminium? Connaître les impacts environnementaux de l'aluminium, les raisons pour lesquelles il est si utilisé, savoir comment le recycler et quelles sont ses propriétés.

Aluminium

L'élément chimique Al , l'aluminium, lorsqu'il est pur, a la forme d'un métal argenté, léger et inodore. L'aluminium est considéré comme le troisième élément chimique le plus abondant dans la croûte terrestre et le plus abondant parmi les éléments métalliques. Cependant, il ne se trouve pas sous la forme métallique telle que nous la connaissons, mais dans plusieurs minéraux et argiles.

Processus d'extraction d'aluminium

La principale matière première de l'aluminium métallique est l'alumine. L'alumine est extraite d'une classe de roches appelées bauxite, par le procédé Bayer. On estime que les réserves mondiales de bauxite totalisent environ 34 milliards de tonnes - le Brésil détient 10% de ce total (environ 3,6 milliards de tonnes).

Après avoir obtenu de l'alumine, qui est un oxyde d'aluminium (Al2O3), il est nécessaire d'obtenir de l'aluminium métallique pur. Cela se produit par un processus appelé électrolyse, dans lequel un courant électrique traverse l'alumine, l'amenant à se transformer en aluminium métallique, l'aluminium primaire.

Regardez la vidéo qui explique de manière simplifiée la production d'aluminium, depuis l'extraction de la bauxite.

Propriétés de l'aluminium

Lorsque l'aluminium est présenté dans un format métallique et pur, il présente certaines caractéristiques qui permettent son application dans plusieurs domaines. Parmi ses propriétés figurent:

Force et point de fusion élevé (660 ºC);
Faible densité (pratiquement quatre fois plus légère que le cuivre métallique);
Haute résistance à la corrosion;
Bonne conductivité électrique (environ 60% de la conductivité du cuivre, étant indiquée pour les installations fixes de plus grand volume, telles que les installations de transmission électrique, car elle est plus légère et moins chère);
Il a la capacité de réfléchir la lumière;
Facile à être traité et moulé;
Imperméable, inodore et ininflammable (sauf aluminium en poudre);
Possibilité d'ajouter d'autres éléments au matériau, formant ainsi des alliages aux propriétés variées;
Extrêmement abondant dans l'environnement;
100% recyclable.

L'aluminium, non seulement sous sa forme métallique, est extrêmement utilisé dans plusieurs domaines, tels que dans les bâtiments, les matériaux, la céramique, les processus industriels, l'alimentation, les produits pharmaceutiques, les cosmétiques, les traitements de l'eau, les emballages, les véhicules, les ustensiles ménagers et les avions, entre autres.

L'aluminium est également très important pour le marché des pierres précieuses. Le rubis, le saphir, le grenat , le jade et la topaze ont de l'aluminium dans leurs compositions.

L'aluminium était et reste très important pour le développement de la société moderne. Bien qu'elle soit considérée comme une ressource naturelle pratiquement inépuisable, son exploitation constante et croissante affecte l'environnement, en plus de présenter des risques pour la santé humaine.

Profil de l'industrie brésilienne de l'aluminium

Actuellement, le Brésil occupe la quatorzième place dans le classement des pays qui produisent le plus d'aluminium primaire et est à la quatrième place parmi les plus grands producteurs d'alumine au monde. En outre, l'industrie brésilienne de l'aluminium participe de manière significative au PIB du pays, représentant environ 4,9% du PIB industriel.

Impacts environnementaux de l'aluminium

Consommation d'énergie

Du fait que l'aluminium est un métal très stable, l'énergie nécessaire à sa production est extrêmement élevée, atteignant 16,5 kWh pour chaque kilogramme d'aluminium produit. Traduction de ces données: un kilo d'aluminium produit à partir d'alumine consomme de l'énergie, en moyenne, pour faire fonctionner un ordinateur pendant 8 heures, chaque jour, pendant un mois.

Pour chaque tonne d'aluminium produite au Brésil, l'industrie consomme en moyenne 14,9 mégawatts / heure (MWh) d'électricité par an. Cette quantité d'énergie représente 6% de toute l'électricité produite dans le pays. L'énergie utilisée pour transformer la bauxite et l'alumine en aluminium est telle que cette branche d'industrie est en tête du classement des plus grands consommateurs industriels d'énergie électrique du pays.

Grâce à cette consommation d'énergie extrême, l'usine industrielle qui transformera l'alumine en aluminium doit disposer de centrales énergétiques exclusives pour sa production. Selon le type de conversion d'énergie, cela peut avoir encore plus d'impacts sur l'environnement. Souvent, ces centrales sont hydroélectriques, qui, contrairement à ce que beaucoup pensent, ne sont pas considérées comme une source d'énergie totalement «propre».

Qu'est-ce que l'énergie hydroélectrique?

Émission de gaz polluants

La production d'aluminium, de l'extraction de la bauxite à la transformation de l'alumine en aluminium, génère certains gaz polluants, tels que le dioxyde de carbone (CO2) et les perfluorocarbures (PFC). L'émission fréquente de ces gaz dans l'atmosphère contribue à l'effet de serre et intensifie le processus de réchauffement climatique. Il est important de noter que les gaz PFC sont de 6 500 à 9 200 fois plus puissants que le dioxyde de carbone (CO2) pour créer l'effet de serre.

Equivalent carbone: qu'est-ce que c'est?

Boue rouge

La boue rouge est le nom populaire du résidu insoluble généré lors de la production d'alumine lors de l'étape de clarification du procédé Bayer. La composition de la boue rouge varie en fonction de la composition de la bauxite utilisée dans le procédé. Les éléments les plus courants présents dans la boue rouge sont le fer, le titane, la silice et l'aluminium qui ne peuvent pas être extraits avec succès.

La boue rouge est formée de particules très fines et est extrêmement alcaline (pH 10 ~ 13). En raison du pH élevé, ces boues peuvent provoquer des brûlures au contact de la peau. Les données de la littérature montrent qu'une variation entre 0,3 et 2,5 tonnes de boue rouge est générée pour chaque tonne d'alumine produite. Chaque année, environ 90 millions de tonnes de ces déchets sont produites dans le monde. Ils doivent être éliminés dans des endroits appropriés, généralement des bassins de stockage, construits avec des techniques coûteuses, qui empêchent le lessivage de leurs composants et la contamination consécutive des plans d'eau de surface et des eaux souterraines.

L' Environmental Protection Agency (EPA) , l'agence américaine de protection de l'environnement, ne considère pas la boue rouge comme un déchet toxique. Cependant, comme il s'agit d'un résidu extrêmement riche en métaux et d'une très forte alcalinité, la boue peut avoir une très forte influence sur l'environnement, en modifiant ses propriétés et sa stabilité.

Comme dans le cas des barrages de résidus de minerai de fer, les résidus de la production d'aluminium peuvent également causer des accidents graves. En 2010, un déversement de boue rouge a fait neuf morts et une scène de dévastation dans un village de Hongrie. Découvrez le résultat de cet accident dans la vidéo.

Les particules présentes dans la boue rouge sont très fines, ce qui leur confère une vaste surface, une caractéristique très intéressante pour les applications technologiques. Plusieurs recherches sont menées pour rechercher des utilisations possibles de la boue rouge, comme dans l'industrie céramique, la construction civile, le traitement de surface et le traitement des effluents, entre autres.

Recyclage de l'aluminium

L'aluminium est considéré comme un matériau 100% recyclable, car il ne se dégrade pas lors du processus de recyclage. Si un kilo d'aluminium est recyclé, théoriquement un kilo sera récupéré. De plus, pour recycler une tonne d'aluminium, seuls 5% de l'énergie qui serait nécessaire pour produire la même quantité d'aluminium primaire sont utilisés, c'est-à-dire que le recyclage de l'aluminium permet une économie d'électricité de 95%. Par conséquent, le Brésil occupe une place de choix dans la liste des pays qui recyclent le plus les canettes en aluminium.

Parmi les avantages du recyclage de l'aluminium figurent:

Capacité à être recyclé à l'infini sans perdre ses propriétés;
Le recyclage d'un kilogramme d'aluminium ne consomme que 5% de l'énergie nécessaire pour produire un kilogramme d'aluminium à partir de zéro;
Chaque tonne d'aluminium recyclé permet d'économiser neuf tonnes de CO2 (chaque tonne de CO2 équivaut à parcourir environ 4800 km);
Chaque tonne d'aluminium recyclé préserve cinq tonnes de bauxite.
Chaque canette d'aluminium recyclé économise suffisamment d'énergie pour laisser un téléviseur allumé pendant 3 heures.

Le processus de recyclage de l'aluminium consiste essentiellement à chauffer jusqu'à ce qu'il soit complètement fondu, lorsque l'aluminium devient liquide. Ensuite, il est mis en forme pour la génération des lingots puis refroidi jusqu'à ce qu'il soit solide. Pour les canettes de recyclage, une inspection est d'abord requise pour retirer le papier, les plastiques et tout autre matériau que l'aluminium. Après inspection, les boîtes sont pressées pour prendre moins de place et pour être «fondues» rapidement.

Il existe des légendes sur le recyclage de l'aluminium. L'un concerne la composition de la bague. Selon l'histoire, si vous remplissez une bouteille en PET d'un ou deux litres avec les anneaux des canettes, cela vaudrait plus de 100 réaux, car l'anneau contiendrait des métaux précieux, tels que l'or ou l'argent. Ce sont de fausses informations. En fait, la bague vaut moins que la boîte elle-même, car sa composition est pauvre en aluminium. C'est pourquoi certaines institutions reçoivent de grandes quantités d'anneaux et vendent le matériel sous forme d'ensemble, en utilisant l'argent pour acheter des fauteuils roulants. C'est une autre des histoires qui circulent et suscitent des doutes, mais ce n'est pas une légende. En fait, il existe des projets engagés dans ce type de don.

Pour en savoir plus, lisez l'article: "Peut sceller: le retirer ou ne pas le sortir du bidon en aluminium".

L'aluminium dans votre vie quotidienne

L'aluminium est très présent dans la vie quotidienne de la société. Actuellement, il serait impossible de maintenir le rythme du développement industriel sans cet élément. Il constitue une grande partie des objets que nous utilisons et consommons: canettes de soda, anti-transpirants, verre pare-balles, mécanismes de purification de l'eau, ailes d'avion, ainsi que des ustensiles de cuisine, tels que couverts et casseroles. L'équipement électronique que vous utilisez pour lire ce texte contient certainement de l'aluminium dans certaines de ses parties.

Dans le cas des aliments, l'aluminium réagit avec l'air et forme une couche protectrice avec l'oxygène, empêchant le transfert de l'aluminium vers les aliments. Il est à noter qu'il n'est pas recommandé de poncer ou de laver l'intérieur des pots en aluminium avec la partie rugueuse de l'éponge, car cela peut casser cette protection, laissant l'aluminium exposé. Si cela se produit, faites bouillir de l'eau pendant quelques minutes, retirez l'eau et, sans sécher la casserole, chauffez jusqu'à ce qu'elle soit complètement sèche.

Toxicité

L'aluminium est le seul élément abondant dans la nature qui n'a aucune fonction vitale pour aucun système biologique dans l'organisme, ce qui est étrange d'un point de vue évolutionnaire, car la nature choisit généralement les éléments les plus abondants comme vitaux pour les systèmes biologiques. «Nous n'avons aucune preuve qu'un organisme utilise activement l'aluminium à des fins bénéfiques», déclare Christopher Exley, professeur de chimie bio-organique et spécialiste en écotoxicologie de l'aluminium, de l'Université de Keele, au Royaume-Uni.

La Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis, l'Association brésilienne de l'aluminium (ABAL) et l'Association européenne de l'aluminium ( European Aluminium ) affirment que l'aluminium n'est pas toxique pour les personnes en bonne santé, car le métal est faible absorption intestinale - la petite partie absorbée pénètre dans le système circulatoire, puis éliminée par le système rénal.

Cependant, les personnes qui ont une fonction rénale affaiblie ou une insuffisance rénale chronique et les bébés prématurés peuvent accumuler de l'aluminium dans leur corps. Dans le tissu osseux, le métal «échange» avec le calcium, provoquant de l'arthrose, et dans le tissu cérébral, il peut provoquer une encéphalopathie. La FDA classe les sels d'aluminium dans les aliments et les vaccins comme «généralement reconnus comme sûrs (GRAS)». Dans certains vaccins, la FDA considère les sels d'aluminium comme des additifs qui améliorent les effets souhaités.

Certains universitaires et scientifiques ne sont pas d'accord avec ces affirmations et tentent de prouver le lien direct de l'aluminium avec diverses réactions et maladies. Bien qu'il n'y ait aucune preuve directe à ce jour, de nombreuses preuves établissent un lien entre l'aluminium et diverses allergies, le cancer du sein et même la maladie d'Alzheimer. Des études montrent que la présence d'aluminium est beaucoup plus élevée que la normale dans ces cas (la normale serait de ne pas avoir d'aluminium), mais aucune étude n'a prouvé que l'aluminium est directement lié à l'apparition de ces maladies, ou si des niveaux élevés d'aluminium chez ces patients ils sont une conséquence de la maladie.