Cum se fabrică conductorii din aluminiu?
Aluminiul este un element, ceea ce înseamnă că nu este «fabricat» în sensul propriu – deși nu există în natură sub forma metalului strălucitor la care ne gândim cu toții. Acesta trebuie extras și procesat din forma sa brută.
Deși aluminiul este un element foarte răspândit pe Pământ, reprezentând 8,23% din masa scoarței terestre, este foarte rar să găsim aluminiu pur în sol. Aluminiul are o afinitate puternică pentru oxigen, ceea ce înseamnă că, de obicei, se găsește sub formă de oxid sau silicat.
Extracția Aluminiului
Cea mai comună sursă de aluminiu se află într-o rocă sedimentară numită bauxită. Aceasta este extrasă din sol și constă în principal din oxid de aluminiu și alte minerale. În prezent, bauxita este principala sursă de aluminiu, unele dintre cele mai mari rezerve aflându-se în țări precum Australia, Brazilia, China, Guineea și India. Bauxita poate avea diverse consistențe și culori – alb, galben, verde sau maro – dar este asociată cel mai adesea cu o rocă roșiatică, de la un stacojiu mat până la un roșu aprins, datorită conținutului ridicat de oxizi de fier (goethit și hematit).
Rafinarea
Odată ce bauxita a fost extrasă, aceasta trebuie rafinată pentru a crea aluminiu pur, procesând materia primă în oxid de aluminiu (cunoscut și sub numele de alumină). Acest lucru se realizează printr-o metodă numită procesul Bayer: prin încălzirea și presurizarea bauxitei și adăugarea de hidroxid de sodiu, procesul separă oxidul de aluminiu de restul masei de bauxită.
Oxidul de aluminiu este apoi topit: încălzirea cu un agent reducător, de obicei un combustibil fosil sau o altă sursă de carbon, pentru a elimina oxigenul din minereu, lăsând în urmă aluminiu pur. În acest punct, aluminiul pur (care are în general o puritate de aproximativ 99,8%) este turnat în lingouri și vândut companiilor pentru a fi utilizat în producție.
Conductorii din Aluminiu
Pentru a transforma acel lingou de aluminiu într-un fir destinat utilizării în cabluri, se folosește un proces numit trefilare. Trefilarea presupune tragerea metalului printr-o filieră care reduce treptat diametrul metalului, crescându-i în același timp lungimea. Prin tragerea metalului prin filiere din ce în ce mai mici, aluminiul poate fi transformat în final într-un fir subțire și flexibil – care poate fi apoi utilizat ca și conductor de aluminiu în cablurile electrice.
Pe lângă conductori, aluminiul are și alte utilizări în componența cablurilor: oferind protecție mecanică sub formă de armătură din fire de aluminiu (AWA). Aceasta este utilizată în special la cablurile unifilare pentru a preveni curentul indus în armătură – un curent care ar putea atinge un nivel care, în sine, ar putea fi fatal.
Cablurile din aluminiu sunt mai ușoare decât echivalentele lor din cupru, dar deoarece metalul este mai puțin conductiv, acestea trebuie să fie cu aproximativ o treime mai mari ca secțiune transversală pentru a atinge paritatea în ceea ce privește capacitatea de transport a curentului. Acestea sunt utilizate în mod obișnuit pentru liniile aeriene și, de asemenea, în instalațiile unde furtul de cupru poate fi un risc, cum ar fi industria feroviară.