CARPINTERÍA DE ALUMINIO

PRINCIPALES MERCADOS DEL ALUMINIO

Si miramos a nuestro alrededor resulta prácticamente imposible no encontrar algún objeto que no sea parcial o talmente de aluminio. Utensilios de cocina, electrodomésticos, elementos de decoración, bisutería, envolturas de alimentos, ventanales, etiquetas, tubos de pasta, automóviles, etc. Efectivamente el aluminio ha entrado en nuestras vidas estando presente en cualquiera que sea el tipo de actividad de mercado.

Esto viene a corroborar el enorme consumo mundial, tanto de aluminio primario, o de primera fusión, que se obtiene directamente de la alúmina en las cubas de electrolisis, como de aluminio secundario o de segunda fusión, que se obtiene de la recuperación o reciclaje de productos de aluminio desechados. 

EL ALUMINIO EN LA EDIFICACIÓN

Son muchas las razones y ventajas que explican el porqué el aluminio sigue teniendo un crecimiento espectacular en la Industria de la Construcción.Si nos referimos al uso de perfiles, el 54% del total de perfiles extruidos en Europa van destinados a la construcción de edificios.Entre las más importantes se pueden citar las siguientes:

La relación peso-resistencia mecánicaque tienen las aleaciones de aluminio utilizadas en este Sector permite a los arquitectos utilizar amplias superficies de vidrio. Los marcos y hojas de aluminio soportan sin problema alguno la acción del viento sin que se produzcan deformaciones. Las grandes fachadas de aluminio y cristal reducen considerablemente el peso en la estructura del edificio. Lo mismo sucede en la construcción de claraboyas, cubiertas y paredes en naves industriales, etc. No sufre ninguna dilatación diferencial que altere la estanqueidad de puertas y ventanas.

La vida o duración del aluminio es casi ilimitada y sin apenas mantenimiento, solamente se recomienda una limpieza periódica con agua y jabón neutro. Ello es debido a la gran resistencia que este material presenta a la corrosión. Unos claros ejemplos los encontramos en la cúpula de la iglesia de San Gioacchino de Roma, finalizada en el año 1897 y en la que el aluminio que se empleó en la misma no tenía la misma pureza y calidad que la que se consigue actualmente. A pesar de todo sigue conservándose en buen estado. En el famoso rascacielos newyorkino Empire State Building, construido en 1935, se utilizó por vez primera aluminio anodizado y sigue desafiando a la atmósfera contaminante de esta enorme ciudad

Resistente a la corrosióndebido a que la fina capa de óxido natural que se forma en su superficie protege al resto del metal. Si además ha sido previamente anodizado, el espesor de la capa de óxido se aumenta hasta mil veces el espesor de esta capa de óxido. No absorbe humedades, ni se hincha ni se entumece, ni se resquebraja ni se rompe. No tiene límite de duración como los materiales orgánicos ni necesita protección contra la luz de los rayo ultravioleta. 

Decorativodebido a su aspecto natural brillante. Si además de ello es sometido aun tratamiento de anodizado en su color natural o en otros colores añadidos electrolíticamente y procedentes de sales metálicas totalmente estables, el aspecto decorativo queda en manos de la propia creación del arquitecto. Esta gama de colores puede ser mucho más amplia si se le aplica un tratamiento de lacado.

Resistente al fuegoes la catalogación que tiene el aluminio entre los materiales de construcción no combustibles. Las aleaciones de aluminio, en este caso concreto la 6063, funde alrededor de los 650ºC, temperatura alcanzada en un fuego después de un cierto tiempo. Este comportamiento es considerado como una ventaja por las autoridades competentes. Cada vez son más los tejados de naves industriales y fachadas las que se hacen con paneles cubiertos de aluminio, los cuales están diseñados para fundirse si el fuego es de grandes dimensiones Esto abre el edificio, permite el escape de gases y así minimiza la temperatura en la estructura de carga y facilita la extinción del incendio.

Buen conductor del calorEsta propiedad del aluminio podría ser una desventaja en aquellos casos en los que se necesite conseguir un aislamiento térmico, como en los cerramientos de fachadas. El diseño de Perfiles con Rotura Térmica ha resuelto este problema alcanzando unos valores de aislamiento similares a los de otros materiales aislantes utilizados en cerramientos. La solución consiste en unir dos perfiles de aluminio con unas barras depoliamida vitrificada, con una fuerza al deslizamiento de entre 60 y 80 Kg/mm

ANODIZADO Y LACADO DE LOS PERFILES

Los tratamientos de superficie más importantes que se le aplican a los perfiles que van a ser destinados a la construcción de Carpintería de Aluminio son el Anodizado el tratamiento de Lacado.

AnodizadoSe trata de un proceso electrolítico en el que se provoca la producción de una capa de óxido de aluminio artificial en la superficie de los perfiles y que aumenta hasta mil veces el espesor de la capa natural de óxido que tiene el aluminio. 

Esquemáticamente el proceso consiste en una preparación previa de la superficie del perfil en baños ácidos o alcalinos para después sumergirlo en una cuba de electrolísis, en la que el propio perfil hace de ánodo, en ella se produce una capa superficial brillante y transparente de óxido de aluminio, mucho más profunda, duradera y decorativa que la capa de óxido natural. Finalmente se somete a una hidratación o sellado en un baño de agua desionizada en torno a los 100ºC.

También se puede hacer esta operación en frío en un baño específico. La profundidad de capa de óxido que se puede conseguir dependerá del uso final que vaya a dársele al perfil. Para usos interiores basta con que sea de 8 micras, para exteriores de ambiente poco agresivo, como zonas rurales o poco industrializadas, son suficientes 15 micras y ya para zonas industriales o costeras se recomienda 20 micras. También con este tratamiento se pueden conseguir superficies en diferentes colores.Para conseguir estos colores se usaban en un principio sales orgánicas con las que no se obtenía la estabilidad y duración deseada. Actualmente se utilizan sales metálicas mucho más estables y duraderas. Entre los colores más comunes se encuentran el color oro, el bronce, el negro, el gris metalizado, el verde, el granate, y algunos otros en periodo de investigación

Lacado

El lacado de perfiles de aluminio es otro de los tratamientos de superficie que, además de protegerle aún más de la corrosión natural, permite obtener una gran variedad de colores mates, brillantes, metalizados, etc., con los que los arquitectos pueden disponer de un amplio abanico de posibilidades de obtener armónicos conjuntos en fachadas e interiores. Esta técnica, posterior a la del anodizado, empezó a adquirir un importante desarrollo a partir de los años de la década de los 80. El proceso de este tratamiento consiste fundamentalmente en una limpieza previa de la superficie del perfil, sumergiéndolo en un baño ácido o alcalino.

Posteriormente se aplica sobre la misma una capa de óxido de cromo que mejorará significativa-mente la resistencia a la corrosión y permitirá un buen anclaje para la aplicación posterior de la pintura. Finalmente el perfil es introducido en un horno, llamado de polimerización, a una temperatura en torno a los 200ºC, finalizando así el proceso de lacado. Las pinturas más utilizadas son de poliéster en polvo, que se aplican en la superficie de los perfiles por medio de pistolas electrostáticas. Existen otro tipo de pinturas, a base de resinas de fluoruros de polivinilideno, que garantizan hasta una duración de cinco veces superior a las pinturas de poliester en polvo.

GENERALIDADES TÉCNICAS DEL ALUMINIO

El aluminio es un metal no ferroso, y es el más abundante de los metales, constituyendo cerca del 8% de la corteza terrestre.Sus propiedades han permitido que sea uno de los metales más utilizados en la actualidad. Es de color blanco y es el más ligero de los metales producidos a gran escala.La alúmina, que es extraída de la bauxita y mezclada con la criolita es la fuente del aluminio. El aluminio puro es demasiado blando, debidamente aleado se obtienen resistencias comparables al acero, por lo cual es útil para toda industria, desde la construcción, decoración, minería, iluminación hasta la industria aeronáutica.

El aluminio es el único metal que proporciona dureza con bajo peso, es sumamente fácil de pulir, tenaz, dúctil y maleable, posee una gran resistencia a la corrosión y alta conductividad térmica y eléctrica, teniendo la mejor relación beneficios – costo que cualquier otro metal común.El aluminio brinda a los ingenieros, arquitectos, diseñadores ,etc., la posibilidad de desarrollar una gran variedad de diseños, ya sea con el uso de perfiles estándares o a través del desarrollo de perfiles personalizados.

COLOREs un metal blanco, con una alta reflectividad de la luz y el calor.

DENSIDADLa ligereza de la masa (peso) del aluminio es una de laspropiedades más conocidas que este metal posee.Un centímetro cúbico de aluminio puede tener una masa deaproximadamente 2,699 g, comparado con los 7,85 g del acero y 8,46 g del cobre. Su peso es casi un tercio del acero.Esta ventaja ha permitido el desarrollo de muchas industriascomo la aeronáutica y el transporte, además de facilitarla manipulación de los perfiles, reduciendo los costos detransporte y mano de obra.

CONDUCTIVIDAD ELECTRICA

Aparte del cobre, el aluminio es el único metal común que posee una alta conductividad como para ser usado como conductor eléctrico.Su conductividad puede llegar a representar el 63,8% de la del cobre (en la aleación 6063 llega al 54%), sin embargo con igual masa de base, el aluminio dobla la capacidad conductiva del cobre. Para una misma capacidad de conducción eléctrica, un conductor de aluminio puede tener la mitad de la masa, que la que podría tener la sección transversal de un conductor de cobre.

CONDUCTIVIDAD TERMICA

El aluminio tiene una alta conductividad térmica, que sólo es superada por el cobre, siendo además cuatro veces más grande que la conductibilidad del acero. Su temperatura de fusión es de 660,2 °C. Por ello ofrece grandes ventajas al ser usado en utensilios decocina, industria química, aire acondicionado, disipadores decalor entre otras industrias

REFLECTIVIDADEl aluminio es muy reflectivo en la luz y con la radiación solar, más que ningún otro metal corriente. La reflectividad varía de acuerdo al grado de energía o las condiciones superficiales del metal, siendo la más alta del 75% en un rango de rayos ultravioleta, 85% en el rango de luz visible y sobre un máximo del 95% en el rango de radiación infrarroja.

RESISTENCIA A LA CORROSION

Se debe a la formación espontánea de una película muy delgada de óxido de aluminio que es insoluble en agua, la cual la protege del medio ambiente y la corrosión, tanto en forma de metal puro como cuando forma aleaciones, la cual le da las mismas ventajas que el acero inoxidable y lo hace verse muy bien en comparación con el acero.Una característica de esta capa, es que si es removido por algún medio mecánico, se formará una nueva capa protectora de óxido.

NO ES TOXICOEl aluminio y sus derivados son eternamente no tóxicos. Enefecto una prueba de ello es que está presente en los utensilios de cocina, envases industriales, etc. los que no producen efectos nocivos.

APARIENCIAEl aluminio es uno de los metales blancos que posee brillonatural de apariencia atractiva, siendo muy utilizado porarquitectos y diseñadores. Sin embargo adicionalmente asus condiciones naturales, se le puede dar diversos tiposde acabado de textura y color, que se caracterizan por suresistencia al paso del tiempo.

PROPIEDADES MECÁNICAS

Resistencia a la RupturaEl aluminio puro comercial posee una resistencia a la ruptura sobre los 90 Megapascales, y este valor puede aproximarse al doble cuando es trabajado en frío. Sus propiedades mejoran largamente al someter al aluminio a aleaciones con pequeñosporcentajes de otros metales como el cobre, magnesio, silicio, manganeso o zinc. Algunas de estas aleaciones pueden incrementar su resistencia y dureza mediante tratamiento térmico, especialmente con aleaciones de silicio - magnesio.

Resistencia a la TensiónEl aluminio puede llegar a tener una resistencia a la tensión de aproximadamente 300 Mpa, en condiciones normales de tratamiento térmico, sobre el 70% de la resistencia que posee el acero.

Resistencia a la FlexiónLa resistencia típica a la flexión de la aleación 6061 - T6 es de 270 Mpa, igual que la resistencia del acero. Esta aleación estructural posee una alta resistencia considerando su reducida masa. Cuando esta es combinada con la versatilidad del proceso de extrusión, permite que el metal se distribuya sobre su eje neutral con una máxima eficiencia, lo que hace posible diseñar en aluminio con igual resistencia que el acero, pero con una masa equivalente al 50% de éste. Esto es aplicable a largas estructuras donde es más importante la menor masa posible que su contenido, debido a que la economía es significativamente mayor.

DurezaLa dureza del aluminio es la capacidad de resistencia a lapenetración que éste posee.

ElongaciónCuantifica el alargamiento lineal permanente del aluminio por efectos de una carga que actúa en tensión.

Módulo de ElasticidadMedida de la rigidez de un material. El módulo de elasticidad se mantiene constante sobre el rango elástico de un material, actuando del mismo modo para aleaciones de aluminio. En consecuencia, todas las estructuras de aleación de aluminio de la misma dimensión, sufrirán igual flexión sobre una carga, sin embargo la rigidez y la tensión no serán de igual magnitud.Con un tratamiento térmico o trabajo en frío, se incrementa el límite de resistencia a la tensión de una aleación, mas no altera su módulo de elasticidad.

Resistencia Máxima a la TensiónEs la máxima resistencia que un material es capaz de soportar en tensión bajo la aplicación de una fuerza gradual y uniforme

Productos Productos ExtruidosLa extrusión se realiza en una prensa que obliga al material caliente a pasar por una matriz cuya sección es la del perfil deseado. Entre los productos extruidos tenemos:• Barras • Tubos• Angulos • Perfiles estándares• Platinas • Perfiles arquitectónicos• Vigas • Perfiles personalizados

Productos PlanosSe producen por laminación que consiste en reducir un metal a chapa o perfilados, haciendo pasar los lingotes o barras por entre los cilindros laminadores. Entre los productos tenemos:• Láminas en planchas• Láminas en bobinas• Láminas perfiladasProductos TrefiladosEl trefilado consiste en hacer pasar las barras o hilos de metalpor orificios que reducen su diámetro.Entre los productos tenemos:• Alambres• BarrasProductos FundidosSe producen vaciando el metal en moldes de forma apropiada.Así se producen:• Accesorios para tuberías

PERFILES DE ALUMINIOLos perfiles de aluminio extruido son elementos procesados que se pueden integrar para formar puertas, ventanas, estructuras de fachadas, fachadas laminadas ligeras, etc. Proporcionando al proyectista un sistema único que combina la libertad del diseño con la funcionalidad.Los perfiles de aluminio han revolucionado la arquitectura moderna, ya que pueden ser usados en múltiples formas tanto en interiores como en exteriores y bajo condiciones climáticas diferentes, donde el aspecto y la durabilidad desempeñan un papel importante, además ha permitido el desarrollo de otras industrias como la iluminación, decoración, refrigeración entre otras.

CalentamientoEs un proceso en caliente (450 °C), en el cuál se prepara el cilindro de extrusión para el proceso de extrusión.

ExtrusiónEs un proceso en caliente (480 ~ 550 °C), en el cual el metal sólido (cilindro de extrusión), es forzado mediante una presión hidráulica a través de una matriz. Inmediatamente, el perfil extruido es tomado por un estirador que lo endereza y lo mantiene en su medida para su posterior corte.Mediante este proceso se endurecen los perfiles y se obtienen aleaciones más resistentes, el proceso se hace en un horno a 180°C durante 4 horas aproximadamente.

AnodizadoEs un proceso electrolítico por medio del cual la película protectora natural de oxido de 0,0000125 mm. de su superficie se hace de mayor espesor, esta capa puede llegar hasta los 25 micrones. El proceso de anodizado termina con el sellado, que consiste en un tratamiento de hidratación, con el fi n de reducir la porosidad y el poder absorbente de la película de alúmina, y de aumentar su resistencia química.AcabadosExisten diversos acabados como el coloreado electroquímico, la pintura, el pulido y el acabado natural.

ALEACIONES DE ALUMINIO

El aluminio puro es relativamente débil, por ello se han desarrollado diversas aleaciones con diversos metales como el cobre, magnesio, manganeso y zinc, por lo general, en combinaciones de dos o más de estos elementos junto con fierro y silicio, obteniéndose una infinidad de aleaciones para una gran variedad de aplicaciones incluso con características superiores al acero.

PRINCIPALES VENTAJAS DEL ALUMINIOLivianoMuy liviano y resistente, es el más ligero de los metales que se producen en gran escala.Debidamente aleado puede ser tan fuerte como el acero. Enlos automóviles, la reducción en peso contribuye a la economía de combustible. Facilita la mano de obra.

Resistente a la corrosiónEn presencia de aire, forma una película de óxido muy delgada que lo protege eficazmente contra la corrosión. Esta capa se puede mejorar a través del Anodizado.

Facilidad de TrabajoPuede ser trabajado por todos los métodos metal mecánicosconocidos de manera fácil y rápida, material muy dúctil.

Antimagnético y no produce chispasEs un metal que al ser golpeado no produce chispas. Evitariesgos en caso de manejo de materiales inflamables.

Apariencia Natural Agradable - Variedad de AcabadosApariencia agradable a la vista, se puede producir en variedadde acabados.

Fácil de MantenerNo requiere mayor mantenimiento, en condiciones normales es suficiente frotar periódicamente con un trapo limpio.Igualmente pueden ser limpiadas con agua jabonosa y aclarados con agua fría, secados finalmente con un paño suave.

EconómicoEs la alternativa más económica en cuanto a mantenimiento,duración y su peso en comparación con otros materiales comoel acero o la madera.

ACABADOS

Los tipos de acabados más usuales son los siguientes:NaturalEs cuando el perfil de aluminio no recibe ningún tratamiento.Su resistencia se debe gracias a una delgada capa de óxido de aluminio natural, que se forma al ser expuesto el aluminio al medio ambiente.

PintadoSe realiza el proceso de preparación de la superficie y el secado, para la posterior aplicación de la pintura, la cuál es fi jada al calor. (En horno).

Anodizado IndustrialProceso electrolítico de oxidación mediante el cual se incrementa la capa de oxido natural, mejorando su resistencia a la intemperie y acabados.PulidoConsiste en pulir con escobillones especiales la superficie del aluminio. También existe el pulido químicoColoreadoSe realiza mediante un proceso electroquímico con sales inorgánicas, luego se realiza el sellado en una tina con agua desionizada en ebullición.

APLICACIONES DEL ALUMINIOConstrucción

Ventanas, puertas, mamparas, enrejados, fachadas, estructuras, techados y placas para paredes, accesorios, casas pre fabricadas, cámaras frigoríficas, pisos, barandas, rejas, señalización y carteles de publicidad, accesorios, etc.

Cuidados del Aluminio• El aluminio es un material blando, cualquier residuo, productos de corrosión, rebabas de taladros, etc., pueden dañar sus acabados, especialmente al arrastrar el material. (Tener mucho cuidado durante el transporte).• Evitar salpicaduras de soldadura en las piezas de aluminio.• Evitar cualquier contacto con el acero para evitar una corrosión galvánica. Una corrosión galvánica puede ocurrir cuando dos o más metales están en contacto. Se caracteriza por la disolución acentuada del metal más reactivo. Para ello se recomienda el uso de recubrimientos aislantes