SM 3725 — Heroult e Hall, padri dell’alluminio — 2014

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La Gazzetta del Mezzogiorno, martedì 30 dicembre 2014: http://www.lagazzettadelmezzogiorno.it/le-analisi/cent-anni-fa-morivano-i-papa-dell-alluminio-no780393/

Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

 Cento anni fa morivano, a pochi mesi di distanza, il francese Paul Héroult e l’americano Charles Hall, nati entrambi nel 1863, ai quali si deve l’invenzione contemporanea, nel 1886, del processo per ottenere industrialmente l’alluminio dai minerali. Oggi gli oggetti di alluminio sono banali e diffusissimi, ma ai primi dell’Ottocento l’alluminio era ancora una sostanza misteriosa, benché fosse e sia il terzo elemento più diffuso sulla crosta terrestre, dopo l’ossigeno e il silicio.

Il suo carattere misterioso è dovuto al fatto che l’alluminio si è trasformato, nella lunga storia geologica della Terra, in ossidi e idrati difficilmente attaccabili da altre sostanze chimiche: le terre rosse così diffusa anche nell’Italia meridionale, sono ossidi di alluminio miscelati con ossidi di ferro; le argille che, scaldate ad alta temperatura, si trasformano nei mattoni di coloro rosso vivo, sono idrati e ossidi di alluminio, ferro e silicio.

La scoperta che tanti diffusi minerali nascondevano un “nuovo” metallo si deve al chimico tedesco Friedrich Wöhler (1800-1882), che nel 1827 riuscì a trasformare l’ossido di alluminio in cloruro di alluminio e ad ottenere, trattando l’ossido con potassio metallico, un metallo bianco, argenteo, leggero e molto bello, resistente alla corrosione. Ci volle un altro bel po’ di tempo per ottenere quantità apprezzabili di alluminio con processi lenti e complicati, tanto che, quando arrivò in commercio, l’alluminio costava più dell’oro.

Soltanto nel 1854 il francese Saint-Claire Deville (1818-1881) scoprì che era possibile scomporre il cloruro di alluminio con sodio metallico, meno costoso del potassio usato da Wöhler. La scoperta fu salutata come rivoluzionaria e l’alluminio e le sue proprietà ebbero l’onore delle prime pagine dei giornali. Napoleone III, imperatore dei francesi dal 1852 al 1870, comprendendo l’importanza dell’alluminio, sponsorizzò le imprese per la sua produzione industriale.

Questi incentivi e la grande pubblicità assicurata alla novità scatenarono la corsa alla produzione dell’alluminio a costi sempre più bassi. Ormai si trattava di cercare una materia prima abbondante e sicura; un ufficiale francese di stanza nella Guinea aveva scoperto un minerale uguale a quello che si trovava anche in Francia a Le Baux, nella Provenza, chiamato bauxite. La bauxite divenne, ed è ancora oggi, la materia prima per la produzione dell’alluminio. La messa a punto di un processo industriale per tale produzione richiese vari altri anni.

Il primo successo si ebbe con la scoperta dell’austriaco Karl Josef Bayer (1847-1904), brevettata nel 1888, che era possibile purificare la bauxite trattandola con acqua e idrato sodico; la soluzione contenente idrato di alluminio può essere scomposta in modo da ottenere una polvere di idrato di alluminio molto puro e da questo l’ossido di alluminio. Adesso si trattava di scomporre l’ossido di alluminio puro ottenendo alluminio.

Quando l’elettricità divenne disponibile a basso prezzo i due giovani sperimentatori, entrambi di 23 anni, Héroult in Francia e Charles Hall negli Stati Uniti, scoprirono indipendentemente e brevettarono, nel 1886, a poche ore di distanza, uno da una parte e uno dell’altra dell’Oceano, il processo elettrolitico che si segue ancora oggi. L’invenzione consisteva nello “sciogliere” ad alta temperatura l’ossido di alluminio in una sostanza, la criolite, costituita da fluoruro di alluminio e potassio; il passaggio della corrente elettrica attraverso questa soluzione scompone l’ossido di alluminio in alluminio e in ossigeno che reagisce con l’elettrodo di carbone e da luogo alla formazione di ossido di carbonio.

Con questo processo l’alluminio si avviava a diventare il nuovo metallo strategico e compariva sul mercato proprio nel momento in cui nascevano l’industria automobilistica e quella aeronautica; gli aeroplani avrebbero potuto sollevarsi e volare soltanto se la loro struttura fosse stata sufficientemente “leggera” e l’alluminio, che pesa tre volte meno del ferro, divenne subito il metallo favorito. Nel 1903 fu costruito il primo blocco motore per aereo in lega di alluminio e rame. La produzione mondiale di alluminio è aumentata continuamente.

Nel 2013 nel mondo sono state estratte 260 milioni di tonnellate di bauxite, in Australia, seguita dall’immancabile Cina e da Brasile, India e Guinea, e sono stati prodotti 48 milioni di tonnellate di alluminio; quasi metà in Cina; si tratta del secondo metallo come importanza industriale; la produzione del primo, l’acciaio, è di circa 1600 milioni di tonnellate all’anno. Con l’alluminio è possibile preparare migliaia di leghe con altri metalli, ciascuna delle quali ha speciali proprietà. L’alluminio può essere reso resistente alla corrosione mediante un trattamento elettrolitico superficiale da cui si ottiene alluminio “anodizzato”. La maggioranza degli impieghi dell’alluminio sono nell’industria automobilistica, motociclistica, aeronautica, dove le proprietà di “leggerezza”, cioè di basso peso specifico, sono particolarmente importanti, nell’industria elettrica, in edilizia, nella produzione di contenitori anche alimentari, e in innumerevoli altri campi nella vita domestica.

Dal riciclo di rottami e imballaggi, nel mondo si ottengono ogni anno circa 20 milioni di tonnellate di alluminio “secondario”, molto “ecologico” perché il consumo di energia per ottenerlo è venti volte inferiore a quello che si ha quando si produce alluminio primario dalla bauxite ed è anche minore l’inquinamento ambientale. Con la loro sigla AL, alluminio appunto, dentro un esagono, le “lattine” di molte bevande dicono ad alta voce di che cosa sono fatte e invitano a raccoglierle separatamente, dopo l’uso, per poter ridiventare presto nuovo alluminio. Buona raccolta differenziata e buon anno a lettrici e lettori.