A importância dos metais na sociedade actual

Química
Setembro 2007
A importância dos metais na
Professora Alda Ceia
sociedade actual
Trabalho realizado por:
Ricardo Ferreira
Vera Patrício
12ºA

Índice
Pag.
Introdução 2
Perspectiva Histórica da utilização dos metais 3
Aplicações dos metais 6
Exploração mineira 8
Reciclagem 9
Conclusão 11
Bibliografia 12

Introdução
Este trabalho tem como objectivo explorar a importância dos metais na sociedade.
Vamos assim estudar os metais em várias vertentes: como influenciaram a evolução da
Humanidade ao longo da história; que aplicações têm os metais actualmente e onde
serão mais usados no futuro; como se faz a exploração mineira e quais as suas
consequências e, por fim, a importância da reciclagem dos metais e como esta se
processa

Perspectiva Histórica da utilização dos metais
Historicamente o fim da Idade da Pedra e início da Idade dos Metais data de cerca de
4500 aC, quando começaram a ser utilizados os primeiros utensílios de metal. Estes
novos objectos constituíam uma vantagem tecnológica, já que as armas e ferramentas de
metal eram mais resistentes e mais sofisticadas, o que levou a uma melhoria na
qualidade de vida dos povos que as usavam.
Os metais vieram modificar
profundamente a sociedade
humana ao acentuar a
hierarquização social que
viria a dar origem à nossa
Os metais constituem 80% da tabela periódica e a maior
parte destes encontram-se combinados com outros
elementos como o Oxigénio.
sociedade moderna, já que os adornos e armas de metal eram objectos preciosos só
possuídos por alguns. Além disso, permitiram um maior desenvolvimento do comércio.
O domínio da técnica de trabalhar os metais foi sendo uma aprendizagem progressiva,
em que o metal mais utilizado foi variando de época para época, razão pela qual a Idade
dos Metais é geralmente dividida em várias eras.
Era do Cobre
• 4500aC
• Anatólia
• Dúctil e maleável, encontra-se concentrado em numerosos minérios (pepitas),
embora seja pouco abundante na crosta terrestre (cerca de 0.068% em peso)
Um dos primeiros objectos de metal a serem produzidos eram pequenas contas de metal
brilhantes. Essas contas eram obtidas através de martelamento: eram moldadas a frio
usando pedras. A técnica de derreter o metal surgiu posteriormente.
Pensa-se que essas contas fossem usadas como objectos de adorno.
Foi apenas a partir de 4500aC que o metal passou a ser derretido
nascendo assim a metalurgia. Foi esta nova técnica que permitiu o
aparecimento das ligas metálicas.
Taças de cobre recuperadas
Chaves
Era do Bronze
• 1500aC
• Mediterrâneo Oriental
• É uma liga metálica de cobre e estanho com maior resistência e mais
facilmente fundível que o cobre.
Nesta era o processo de fundição, em que o metal é moldado a quente, estava já
aperfeiçoado. Depois de separar os metais das rochas estes eram moídos e vazados para
um recipiente de terracota. Eram assim levados a um forno (aquecido até cerca de
1200ºC por meio de foles ligados a fogueiras) onde fundiam, sendo se seguida
colocados em moldes de pedra. Depois de sólidos o artífice aperfeiçoava o objecto,
limando-o e decorando-o.

O Ouro
• Características: mais resistente, inalterável e fácil de trabalhar.
Embora não exista uma era do ouro este metal também teve um importante papel
histórico. Muito mais raro que os outros metais, é mais simples de trabalhar e, devido
ao seu brilho e beleza passou a ter grande valor.
Idade do Ferro
• 1200aC
• Irão, Síria, Anatólia, Palestina…
• Dúctil e maleável a frio torna-se plástico a quente. Pode ligar-se directamente a
muitos não metais.
Na Europa, a idade do Ferro encontra-se dividida em Primeira Idade do Ferro, que dura
até 500aC, e Segunda Idade do Ferro, que dura até a conquista romana. Pensa-se que o
primeiro ferro produzido tenha sido por acaso, quando algum do seu minério tenha sido
usado nas fogueiras em vez de pedras. Embora este metal já fosse conhecido desde
3000Ac, só passou a ser usado por volta de 1200Ac quando as reservas de cobre e
estanho começaram a rarear.
Foi já no século XVII que o ferro passou a ser produzido através de um novo método –
a “incarbonização” – em que se adicionava carbono ao metal de modo a este ser mais
resistente, dando origem ao aço.
Aço
• 1857
• Liga ferrosa (com cerca de 0.03% a 1.4% de carbono) de baixo custo e muito
resistente.
O aço é conhecido desde a antiguidade (o aço mais antigo provem de Riaz, África, e
data de 1400Ac), mas só se tornou verdadeiramente importante depois de 1857, quando
Henry Bessemer desenvolveu um novo método de produção que permitiu baixar muito
o custo do material. Assim o aço pode, por exemplo, substitui o ferro fundido nas
construções o que permitiu a construção de arranha-céus, já que é mais rígido que o
ferro.
Novos materiais
• Alumínio
Embora seja o metal mais abundante da crosta terrestre, o aluminio foi pela primeira vez
isolado apenas em 1827, por Friedrich Wöhler, e só no final desse século que passou a
ser produzido em escala industrial, quando um novo método de extracção, mais barato,
foi descoberto. Desde o início do século XX que se recicla alumínio, mas foi apenas a
partir da década de 60 que esse processo passou a ser largamente utilizado.

• Ligas com memória
São várias ligas, das quais a mais conhecida é o Nitinol (liga de níquel e titânio),
descobertas nos anos 30 do século XX, que possuem a capacidade de, depois de serem
severamente deformadas, recuperarem a sua forma original ao serem aquecidas. Têm
sido aplicadas em várias áreas tais como aeronáutica, robótica e medicina.
• Compósitos
Os compósitos surgiram em meados do século XX e são materiais compostos por dois
ou mais materiais diferentes, tais como um metal e um polímero. Os compósitos têm
assim características diferentes dos materiais que os originaram sendo, por exemplo,
mais resistente e rígidos, com grande capacidade de amortecimento, resistem bem a
altas temperaturas, não corroem nem se desgastam. São usados na aeronáutica, industria
automóvel e construção civil, mas prevê-se que tenham mais aplicações no futuro.
• Outros materiais
Actualmente começam a ser desenvolvidos outros materiais, com novas propriedades
tais como os semi-condutores (sólidos cristalinos com uma condutividade térmica entre
os condutores e os isolantes, muito usados em electrónica), o Kevlar (um polímero sete
vezes mais resistente que o aço e muito leve usado em coletes a prova de bala, aviões,
cordas, entre outros) os nanomateriais (materiais desenhados à escala atómica), e claro
os polímeros, entre outros.

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.
O Ferro, um metal muito utlilitizado:
A palavra “Ferro” pode ter vários sentidos, dependendo do contexto em que a
utilizarmos. Por um lado podemo-nos referir ao material que é utilizado por exemplo
para construir linhas de caminhos-de-“ferro”, na construção de edifícios e até em
alguns utensílios domésticos. Por outro, podemo-nos referir aos iões Ferro que
constituem, por exemplo, a ferrugem. Esses iões são iguais ao átomo correspondente
mas com carência de electrões e formam-se quando o ferro se oxida. A ferrugem não
tem a consistência do ferro e ocupa mais espaço. Esse processo, a oxidação, é um
processo lento principalmente se se tomar algumas medidas anti-corrosão o que
diminui muitos dos prejuízos causados pela ferrugem. Mas essa oxidação não tem só
efeitos prejudiciais, por exemplo, sem a sua existência não existiam as pilhas.
Utilizações actuais:
O Cobre e o Ferro são metais muito importantes na vida do Homem porque são
muito utilizados. Outros metais importantes, que se podem ligar anteriores tornando-os
mais resistentes e com probabilidades menores de haver corrosão, são por exemplo o
Zinco, o Estanho, o Berílio, o Níquel e o Crómio. Outros metais indispensáveis na vida
moderna são o Alumínio e o Titânio.
O Ferro (que corresponde a cerca de 95% da produção mundial de metal) é
largamente usado em automóveis, barcos e edifícios, devido ao seu baixo preço e
resistência. É por vezes substituído pelo aço, quando uma maior dureza é necessária
O Cobre é especialmente usada em equipamentos eléctricos tais como: motores
eléctricos, electroímanes, nas instalações eléctricas (cabos, interruptores, etc.). Há
também muitas moedas de cobre.
O Zinco era muito usado na produção de latão e pelo seu baixo consumo
energético.
O estanho é principalmente usado em ligas como o bronze, o metal de sino , o
metal Babbitt, a liga de carcaça, o pelter, o bronze fosforoso, a solda macia, e metal
branco. È também essencial a produção de vidro, sabões e sabonetes, perfumes, papel,
medicamentos e fungicidas. As folhas que embrulham o chocolate ou os cigarros, por
exemplo, são de estanho.
O berílio é usado nos reactores nucleares e também para filtrar a radiação visível
quando fazemos um raio X. é também usado em vários equipamentos de informática
O Alumínio era usado pela facilidade com que se lhe dava forma, pela sua baixa
densidade e pela sua elevada resistência à corrosão. O alumínio foi muito importante no
desenvolvimento dos transportes e da aeronáutica principalmente quando se deu a crise

petrolífera e para diminuir o consumo dos transportes se teve de mudar a sua
constituição para metais mais leves.
Com o Titânio a espessura das camadas das chapas diminuiu e além disso este
metal era também mais leve e foi também utilizado na construção de veículos.
O Futuro:
A investigação e o desenvolvimento da metalurgia permite cada vez mais um
profundo conhecimento das propriedades tanto físicas como químicas dos metais o que
leva a que cada vez mais seja mais fácil de modificar a composição dos metais para se
adaptarem as nossas necessidades. Estas modificações não têm só vantagens e como as
chapas são cada vez mais finas e preciso redobrar o cuidado a ter com problemas como
a corrosão. Para tentar combater e proteger as peças formadas com esse metal foram
inventados processos como a niquelagem, a cromagem e a estanhagem.
Recentemente, os metais têm também sido muito utilizados na medicina onde
por exemplo o aço inoxidável o titânio e a prata são utilizados para reparar fracturas de
ossos.

A exploração mineira
A exploração mineira é o processo segundo o qual o homem obtém minerais
pois estes não existem de forma livre na Mãe Natureza. A exploração é dividida em
várias partes: extracção do minério, sua preparação e remoção de impurezas (ganga).
O processo de extracção divide-se em várias fases:
• Devastação de toda a vegetação da área
• Remoção da cobertura do solo
• Construção de estradas e de estacões de tratamento de minérios
. Em muitos casos esta exploração estava a ter um efeito negativo para a
saúde das populações e para o ambiente e por isso foram criadas normas que
tentavam reduzir esses efeitos, e que permitissem que a área explorada regressasse a
sua condição inicial antes de ser explorada novamente.
Alguns dos efeitos negativos são:
• contaminação da água e dos solos
• desmoronamento de terras e erosão (devido as escavações)
• doenças respiratórias (provocadas pelas poeiras)
• abandono de resíduos perigosos
• perda de alguma biodiversidade
Além da exploração mineira ter já práticas que diminuem esses efeitos, ainda
origina grandes quantidades de substâncias poluentes. Além disso essa exploração
esgota os recursos naturais e por isso devemos recorrer à reciclagem dos minerais
em vez de utilizarmos as fontes naturais. A exploração mineira é também muito
perigosa para quem nela trabalha, embora a sua segurança e eficácia terem vindo a
aumentar.

• Introdução
A reciclagem de metais
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.
• Vantagens da reciclagem
A reciclagem pode ser definida como um processo industrial que converte lixo
descartado em produtos semelhantes aos iniciais ou outros, ou seja, traz de volta os
desperdícios ao ciclo produtivo.
A reciclagem apresenta, pois, várias vantagens:
o Poupança de matérias-primas (por exemplo para produzir uma tonelada de
alumínio são necessárias 5 toneladas de bauxite)
o Poupança de energia (por exemplo para o ferro poupa-se 13,5 GJ por tonelada e
para o alumínio poupa-se 156GJ/t)
o Poupança de água (já que os efluentes resultantes da reciclagem são geralmente
baixos)
o Diminuição das áreas degradadas pela extracção de minérios
o Diminuição da poluição (as emissões atmosféricas, por exemplo, são geralmente
baixas, excepto o HCl no caso da reciclagem do alumínio)
o Diminuição de resíduos

Como os metais reciclados têm a mesma qualidade do que os metais extraídos
directamente da natureza, podem ser infinitamente reciclados porque não há degradação
da sua estrutura metálica, estas vantagens tornam também o processo de reciclagem
economicamente vantajoso.
• Alumínio
O alumínio é o elemento metálico mais abundante na crosta terrestre. No entanto
encontra-se geralmente combinado sob a forma de óxidos ou sulfatos. Obtém-se a partir
da bauxite, processo que requer uma grande quantidade de energia: cerca de 16.000 KW
por tonelada.
A maior parte do alumínio é utilizada na indústria de refrigerantes, mas também se pode
encontra-lo em tubos, cabos, papel de alumínio, automóveis, foguetões e aviões. Todos
os anos são deitados para o lixo cerca de 1.5 milhões de toneladas de alumínio.
Como se processa a reciclagem do alumínio:
1. O alumínio é separado e recolhido em fardos.
2. Os fardos de alumínio são reduzidos a peças de pequenas dimensões.
3. Um íman retira os metais ferrosos presentes.
4. O alumínio é fundido.
5. O alumínio líquido é vazado em formas e arrefece formando lingotes.
Vantagens da reciclagem do alumínio:
• Poupança de cerca de 95% de energia ( o ponto de fusão do alumínio é
reactivamente baixo: 660ºC), quando comparado com a energia necessária para
o extrair da
natureza. Ao
reciclar a
maioria das
latas de
alumínio
deitadas fora
durante um ano
podemos
poupar 20 mil
milhões de quilowatt hora (1% da potencia consumida pelos EUA num ano)
• Poupança das matérias-primas: 1 tonelada de alumínio reciclado poupa 5
toneladas do minério bauxite
• Diminuição da poluição: diminuição de cerca de 95% da poluição atmosférica e
de 97% da poluição das águas.
• É fácil reunir o alumínio para reciclar, já que a maior parte se encontra nas latas
que são facilmente identificáveis, leves e compactáveis.

• Aço
O Aço é uma liga ferrosa com teor de carbono entre 2,06% e 6,67%. Tal como o
alumínio é largamente reciclado porque esse processo é economicamente vantajoso,
mas também porque desse modo se reduz a necessidade de extrair o ferro da natureza.
A reciclagem do aço é feita já desde o tempo dos romanos, em que antigas armas eram
fundidas para fazer novas, mas a reciclagem do aço em grande escala começou à cerca
de 150 anos.
Vantagens da reciclagem do aço:
o É economicamente vantajoso
o Não há necessidade de extrair ferro da natureza, o que reduz os impactes
ambientais negativos e o torna economicamente vantajoso.
o Actualmente a reciclagem do aço poupa cerca de 75% de energia.
o Cada tonelada de aço reciclado poupa 1140 kg de minério de ferro, 144 kg de
carvão e 18 kg de cal .
Como se processa a reciclagem do aço:
1. aço é reduzido a pequenos pedaços
2. A sucata vai para os fornos (a cerca de1150ºC), fundindo
3. metal é moldado em placas metálicas, que serão cortadas em chapas
Os principais problemas da utilização de sucata no processo de fabrico de aço são os
níveis residuais de cobre e estanho, que devem ser mínimos de modo a evitar a alteração
acentuada das propriedades mecânicas do aço.
• Números
Em Portugal, no ano 2001 foram recicladas 2522 toneladas de embalagens de alumínio.
No ano 2000 foi reciclado 17% do aço usado em Portugal.

Conclusão
Os objectivos deste trabalho foram atingidos. Podemos assim concluir que os metais
foram essenciais á evolução da sociedade e que a modificaram profundamente; a
exploração mineira é uma actividade necessária mas poluente e perigosa pelo que
deveria ser diminuída ao máximo; de modo a suprir as necessidades actuais de metais
deve ser feita a reciclagem dos mesmos, porque diminui os impactes ambientais e pode
mesmo ser rentável; e, finalmente, que os metais são usados em quase todas as
actividades humanas sendo por isso essenciais ao nosso quotidiano.

Bibliografia
Sites:
www-wikipedia.org
http://www.brasilescola.com/historiag/idade-metais.htm
http://www.springerlink.com/content/8g91aexm19dx90qy/fulltext.pdf
http://www.pontoverde.pt
http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/scenes-p/elem/e02600.html
http://www.achetudoeregiao.com.br/lixo_recicle/metal.htm
http://www.fileirametal.pt/reciclagem/reciclar.html
http://www.cagece.com.br/meioambiente/coleta/curso_coletaseletiva/cap07d
http://domingos.home.sapo.pt/minerais_1.html
http://negocios.maiadigital.pt/hst/sector_actividade/metalomecanica/caracterizacao/esbo
co
http://www.cmm.pt/index.php?pag=lf&nf=aco
http://calle.no.sapo.pt/ideias/historia.html
http://sherpas2.blogs.sapo.pt/2007/03/ ???
http://www.google.pt/search?hl=pt-PT&client=firefox-a&rls=org.mozilla%3Apt-
PT%3Aofficial&hs=mts&q=reciclagem+de+metais&btnG=Pesquisar&meta=cr%3Dcou
ntryPT
http://www.spmateriais.pt/INEGI.htm
Obras:
Memoria do mundo, das origens ao ano 2000, dir. Nadeije Laneyrie-Dagen, Circulo de
Leitores, 2000
Enciclopédia Larousse, dir. Leonel de Oliveira, Circulo de Leitores, 1997 Manuais:
GIL, Victor et al…., 12Q, Texto Editores, Lisboa 2005
COSTA Alexandre, COSTA Ana Maria, FERREIRA Ana Margarida, Química 12,
Plátano Editora 1º Edição Maio 2005