Materiais e Tecnologias

Modulo nº5 Tema: Metais

Introdução

Os metais são actualmente essenciais para o nosso quotidiano. Os que são mais utilizados são o alumínio (em latas), o cobre (nos cabos de telefone), o chumbo (em baterias de automóveis), o níquel (em baterias de telemóveis), o zinco (em telhas) o ferro e o aço (automóveis e construções). Os metais são geralmente divididos em dois grandes grupos: os ferrosos, em que se inserem o ferro e o aço, e os não-ferrosos, de que fazem parte todos os outros. Uma vez que têm um tempo de decomposição muito alargado, por exemplo, o aço demora mais de 100 anos a ser reabsorvido pela natureza, enquanto que o alumínio demora entre 200 a 500 anos, é essencial reciclar estes materiais de modo a reduzir os impactes ambientais. Por outro lado, como os metais são recursos finitos e cada vez mais utilizados a reciclagem, torna-se cada vez mais uma necessidade reciclar os metais. Além disso este processo mesmo ser economicamente vantajosa.

As principais características dos metais:

Maleabilidade: Capacidade que os metais têm de produzir lâminas e chapas muito finas.

Dutibitlidade: Se aplicarmos uma pressão adequada em regiões específicas na superfície de um metal, esse pode se transformar em fios e lâminas.

Condutibilidade: Os metais são excelentes condutores de corrente elétrica e de calor.

Os metais possuem a capacidade de conduzir calor e eletricidade de 10 a 100 vezes mais rápido do que outras substâncias. Exemplos: Os fios de transmissão elétrica são feitos de alumínio ou cobre, panelas que usamos para cozinhar alimentos são feitas de alumínio.

Tipos de metais

Os metais podem ser classificados em dois grandes grupos:

Metais Ferrosos

Metais cuja composição é basicamente o ferro e o aço.

De entre outros, podemos destacar os utensílios domésticos, ferramentas, peças de automóveis, estruturas de edifícios, latas de alimentos e bebidas, etc.

Metais não Ferrosos

Metais cuja composição se baseia em alumínio, cobre, latão , bronze, chumbo, níquel, zinco e estanho.

De entre outros podemos destacar o alumínio, as latas de bebidas, o cobre, os cabos telefónicos, o chumbo, as baterias de carros, o zinco, etc.

Definição e característica do Ferro

O ferro (do latim ferrum) é um metal muito utilizado pelas indústrias. É encontrado na natureza na forma de minério. O minério de ferro apresenta-se nas jazidas misturado com impurezas e terra.

Após passar por um processo de limpeza e purificação, o minério de ferro é levado para fornos de alta temperatura nas siderúrgicas. Neste processo ele é transformado em ferro gusa, de consistência dura, porém quebradiça.

Como o ferro é extraído da natureza?

Os minérios de ferro são encontrados em muitos tipos de rocha no mundo inteiro, sendo os principais a hematita, a magnetita (pedra-ímã) e a siderita. Sua extração não é fácil. Para extraí-lo, não basta aquecê-lo. É necessário aquecê-lo em contato com carvão, produzindo uma liga de ferro e carvão. Por essa razão, o uso do ferro só se tornou comum muito depois do cobre, há cerca de 3.500 anos. Nessa época, descobriu-se que era preciso aquecer uma mistura de ferro e carvão para obter uma liga mais resistente do que as de cobre. Atualmente, empregam-se fornos especiais (altos-fornos), com temperaturas muito altas. O minério é moído e aquecido em altas temperaturas formando um líquido vermelho e incandescente (ferro gusa), formado de ferro e carbono. Quando o excesso de carbono é eliminado do ferro gusa, forma-se o aço.

O cobre

Origem

A palavra cobre é derivada cuprum, que significa

metal da ilha de Chipre, onde foi descoberto em estado

natural durante a Antiguidade. Atualmente, é obtido a

partir de minérios, sendo os mais divulgados os minérios

sulfurados. Existem minas na Inglaterra, Rússia, Egito,

Japão, Estados Unidos e Congo.

Características do cobre

Metal não ferroso e inquestionavelmente um dos metais mais nobres usados na construção, dado oferecer um vasto leque de soluções tanto do ponto de vista técnico como financeiro.

Dado ser um material que não se deteriora por os componentes de poluição presentes na atmosfera, ao contrário de outros metais, o Cobre com o passar do tempo auto protege-se, ou seja com a exposição ao tempo, começa por formar uma fina camada de sais de cobre que dão constantemente tonalidades diferentes, ficando menos brilhante até ficar com uma tonalidade verde, a qual não implica a perda da sua espessura inicial, o que garante o material por um período muito mais elevado de tempo. O que torna a construção a longo prazo muito mais económica dado que não carece de manutenção periódica ao contrário de outras soluções.

O cobre sendo um material extremamente maleável, dá uma extrema liberdade a nível de concepção arquitectónica, visto poder ser utilizado em qualquer forma ou inclinação.

Preparação

É pelo calor que são geralmente tratados o minério de

cobre, mas a par da Termo metalurgia, existe um processo

de extração electrolítico.

Antes de se submeter aos diversos tratamentos

térmicos, os minérios são submetidos a uma preparação

mecânica que tem por objetivo enriquecer aqueles,

eliminando a ganga, isto é, todos os elementos não

contendo metal ou em quantidade insuficiente para

merecer um tratamento térmico. Entre estas operações,

citam-se a moagem, a lavagem e a flotação. Neste último

método, o metal é pulverizado na presença de um óleo que

só envolve os elementos sulfurados. O conjunto é em

seguida colocado na água: os elementos sulfurados

envolvidos no óleo flutuam, enquanto que a ganga afunda.

Extração do cobre

Os tratamentos térmicos sucessivos para obter cobre são

os seguintes:

Calcinação do minério (15 a 25%)

Fusão para obter uma massa contendo cerca de

25 a 45 % de cobre

Refinação ao conversor, a saída do qual aparece o

cobre em bruto Refinação do cobre bruto

Técnicas de transformação

O banco de trabalho é dos utensílios mais usado. Todo o trabalho de aplicação de técnicas é feito com base no banco.

Técnicas de transformação

No fim de cada dia de trabalho o banco deve ficar limpo e arrumado e na gaveta arrumados todos os utensílios usados.

Técnicas de transformação

Não se deve dar pancadas desnecessárias no banco sob pena de o danificarmos.

Técnicas de transformação

A limpeza e arrumação define um bom e responsável aluno.

Técnicas de transformação

O torno é normalmente feito em aço. Entre os tornos encontra-se frequentemente o torno de pé. É usado especialmente para os trabalhos

pesados como seja a cinzelagem e a forragem.

Técnicas de transformação

O torno paralelo é uma ferramenta polivalente, tanto pode servir para trabalhos pesados como mais ligeiros. É também chamado de torno de ajustador.

Técnicas de transformação

Não de deve usar alavancas para aumentar a força de aperto. Nem martelar o braço do torno com o fim de fazer o aperto.

Aplicações dos metais

Os metais são utilizados com frequência no nosso dia a dia. Quando vamos a passar na rua podemos ver inúmeras utilizações dos metais. Dos carros, candeeiros de rua às portadas das janelas e aos portões das nossas casas, em todos encontramos na sua constituição metais. O nosso telemóvel, o nosso computador, instrumentos musicais, entres outros objectos que todos utilizamos tanto na nossa vida pessoal como profissional são alguns dos muitos exemplos de objectos que são constituídos, mesmo que não seja na totalidade, por metais. Se tentássemos imaginar as nossas vidas sem essas utilizações de metal provavelmente não iríamos reconhecer as nossas casas (se estas resistissem) nem os nossos carros, que não deveriam continuar a funcionar, e por ai fora.

Tratamento dos metais

O primeiro passo na tratamento das colecções é a compreensão e a minimização das condições que lhes podem provocar danos.

O segundo passo é o seguimento das linhas de orientação básicas

da conservação, manejamento e limpeza.

Conclusão

Ao longo deste trabalho compreendi que os metais foram essenciais á evolução da sociedade e que a modificaram profundamente, dele poder ser feita a reciclagem dos mesmos, porque diminui os impactes ambientais e pode mesmo ser rentável ( isto é que se pode dar lucro) e que os metais são usados em quase todas as actividades humanas sendo por isso essenciais ao nosso quotidiano.