CONGRESSO BRASILEIRO DE GALVANIZAÇÃO

GALVABRASIL 2013 – SÃO PAULO/SP

A GALVANIZAÇÃO NAS EDIFICAÇÕES, PONTES E VIADUTOS

AUTOR: ENG. ILO BORBA

1 – Introdução

Estima-se que os custos com a corrosão, representem cerca de 4% do PIB das nações industrializadas, percentual que tende a ser maior, na economia dos países emergentes.A cada 90 segundos, em todo o mundo, uma tonelada de aço é consumida pela corrosão.De cada duas toneladas de aço produzido, uma é para substituir o aço corroído.

2 – Tipos de Galvanização a) Á Frio – (pintura ou spray);b) Á Quente – (Imersão).

 3 - Características da Galvanização por Imersão a Quente

O zinco é o 17º elemento mais comum na crosta terrestre, sendo a principal matéria-prima da galvanização.O revestimento do aço com zinco, é possivelmente o processo mais ecológico de prevenção contra a corrosão.Peso específico do zinco = 7.200 kg/m3

Espessura média do revestimento de zinco = 85 µm.Peso do revestimento de zinco = 7.200,00 x 85 x 10-6 = 0,61 kg/m2.

4 - Áreas de Utilização da Galvanização por Imersão a Quente

A galvanização a fogo (zincagem por imersão a quente) vem sendo cada vez mais utilizada em nosso país.Ao proteger uma tonelada de aço contra a corrosão através da galvanização por imersão a quente, economiza-se energia suficiente para atender ás necessidades de uma família média por várias semanas.A mesma é utilizada nos seguintes segmentos de mercado:a) Nas rodovias;b) Nas ferrovias;c) Nas Obras Marítimas;d) Na Obras de Saneamento;e) Nos Portos;f) Na Mineração;g) Na Petroquímica;h) Na Construção civil.

5 – Considerações sobre a Galvanização por Imersão a Quente

Na maioria das áreas acima citadas, a galvanização por imersão a quente é utilizada.Como exemplo, pode-se citar a sua utilização, nos seguintes tipos de obras:a) Barreiras de segurança e de sinalização, bem como, postes de iluminação;b) Estruturas metálicas de aeroportos, hangares e galpões;c) Estruturas metálicas de obras industriais;d) Estruturas metálicas de plataformas submersas.Nas áreas de óleo e gás, bem como, de saneamento (ETE, ETA, RDE e RDA), a mesma é muito pouco utilizada.Também na área de construção civil, a galvanização por imersão a quente das armações de aço CA-50, praticamente não existe.Ressalte-se que, quando é realizada a galvanização por imersão a quente em uma estrutura de aço, a manutenção da mesma poderá ser praticamente eliminada.Além de proporcionar uma incomparável proteção anti-corrosiva as peças metálicas, confere um visual mais bonito a mesma (prata brilhante), durável por muitas décadas.

6 – Processo de Galvanização por Imersão a Quente - Desengraxe;- Lavagem em água;- Decapagem química em ácido;- Lavagem em água;- Fluxagem;- Secagem;- Imersão em zinco fundido;- Resfriamento.

7 – Benefícios da Galvanização por Imersão a Quente - Custo competitivo;- Durabilidade;- Confiabilidade;- Rapidez do processo;- Resistência mecânica satisfatória;- Dupla proteção;- Facilidade de inspeção;- Versatilidade de aplicações;- Baixo custo de manutenção;- Aumento de vida útil;- Dureza do revestimento;- Proteção completa;- Utilização rápida;- Acabamento estético.

8 – Corrosão do Aço no Concreto Armado Para minorar o efeito da corrosão, a ABNT recomenda a utilização do recobrimento mínimo para as armações de aço, de pelo menos 3,00 cm.A corrosão do aço no concreto armado, se inicia e se mantém, devido as duas causas principais:- Redução da alcalinidade devido a presença de dióxido de carbono (CO2) atmosférico e/ou outros elementos ácidos;- Ação de íons despassivantes como cloretos (CL-) na presença de oxigênio.Isso resulta em um processo destrutivo contínuo, com as seguintes etapas:- A corrosão da armação provoca a redução da seção do aço ou até mesmo a sua completa conversão em óxido;- A aderência entre a armação e o concreto diminui ou desaparece;- O óxido de ferro (FeO) tem um efeito expansivo, o que resulta em tensões de tração no concreto que provocam fissuras, e finalmente, o seu desprendimento da estrutura;- Essas fissuras podem constituir um caminho rápido para a entrada de mais elementos agressivos, gerando um círculo vicioso que compromete a integridade da estrutura.

Finalmente, o concreto perde parte ou o total da sua armação, e sem ela, a sua capacidade de resistência as cargas são reduzidas.

9 – Atenuação do Efeito da Corrosão do Aço

Para atenuar estes efeitos, a galvanização por imersão a quente oferece, entre outras, as seguintes vantagens:- O aço fica protegido contra corrosão antes de ser imerso no concreto;- Retarda o início da corrosão do aço, reduzindo os riscos de fissuras e de desagregação do concreto;- Reduz a frequência dos reparos do concreto e a magnitude dos respectivos custos;- Aumenta a vida útil da estrutura;- Proporciona segurança e sustentabilidade a obra;

10 – Desempenho do Aço Galvanizado por Imersão a Quente

- A aderência do aço galvanizado a quente com o concreto não se altera;- As propriedades mecânicas do aço galvanizado a quente também são mantidas;- As características para dobramento do aço galvanizado a quente são as mesmas do aço sem galvanização;-A expectativa de durabilidade do aço galvanizado a quente é 80 a 100 anos;

11 – Impacto da Galvanização por Imersão a Quente no Custo de Obras

Nos estudos a seguir apresentados, não será considerada a influência do custo do frete no percurso siderúrgica, galvanizadora e cliente, uma vez que, para um raio máximo de 100 km, o mesmo não é cobrado.

11.1 – Nas pontes e viadutos;

Considere-se uma ponte ou um viaduto, com as seguintes características:a) Extensão total = 2 x 30,00 m = 60,00 m;b) Largura do tabuleiro = 10,00 m;c) Super-estrutura = concreto protendido;d) Meso e infra-estrutura = concreto armado;e) Volume total de concreto da obraVc = 0,55 x 1,30 x 60,00 x 10,00 = 429,00 m3;f) Peso total da armação de Aço CA-50Pa = 429,00 x 130,00 = 55.770,00 kg;g) Preço de custo / m2 da construção = R$ 3.000,00 / m2

h) Preço de custo / kg da galvanização = R$ 1,50 / kg (sem frete);i) Preço total da construçãoPc = 60,00 x 10,00 x 3.000,00 = R$ 1.800.000,00;j) Preço total da galvanização do aço CA-50Pg = 55.770,00 x 1,50 = R$ 83.655,00;

k) Percentual do aumento de preço de custoP1 = 83.655,00 / 1.800.000,00 = 0,0465 = 4,65 %;l) Percentual de aumento de preço de venda (BDI do DNIT = 26,70%) P2 = 0,0465 x 1,2670 = 0,0367 = 3,67 %

11.2 – Em edificações residenciais, empresariais ou comerciais;Considere-se uma edificação de médio porte, com as seguintes características:a) Número de pavimentos = 10;b) Área de cada pavimento = 400,00 m2;c) Área total de construçãoAc = 1,30 x 10,00 x 400,00 = 5.200,00 m2

d) Volume de concreto da obraVc = 5.200,00 x 0,20 = 1.040,00 m3;e) Peso da armação de aço CA-50Pa = 1.040,00 x 100,00 = 104.000,00 kg;f) Preço de custo / m2 da construção = R$ 2.000,00 / m2

g) Preço de custo / kg da galvanização = R$ 1,50 / kg (sem frete);h) Preço de custo da construção

Pc = 5.200,00 x 2.000,00 = R$ 10.400.000,00;i) Preço de custo da galvanização do Aço CA-50Pg = 104.000,00 x 1,50 = R$ 156.000,00;j) Percentual de aumento do preço de custoP1 = 156.000,00 / 10.400.000,00 = 0,015 = 1,5 %;k) Percentual de aumento do preço de venda (Empresa Pública)P2 = 0,015 / 1,267 = 0,0118 = 1,18 %;l) Percentual de aumento do preço de venda (Empresa Privada)P3 = 0,015 / 3,00 = 0,005 % = 0,50 %.

11.3 – Em edificações de pequeno porte;

Considere-se uma edificação de pequeno porte, com as seguintes características:a) Número de pavimentos = 2 ud;b) Área de cada pavimento = 150,00 m2;c) Área total de construção = 2 x 150,00 = 300,00 m2;

d) Volume de concreto da obraVc = 150,00 x (0,10 + 0,12 + 0,12) = 51,00 m3;e) Peso da armação de aço CA-50Pa = 51,00 x 90,00 = 4.590,00 kg;f) Preço de custo / m2 da construção = R$ 2.200,00 / m2

g) Preço de custo / kg da galvanização = R$ 1,50 / kg (sem frete);h) Preço de custo da construçãoPc = 300,00 x 2.200,00 = R$ 660.000,00;i) Preço de custo da galvanização de aço CA-50Pg = 4.590,00 x 1,50 = R$ 6.885,00;j) Percentual de aumento do preço de custoP1 = 6.885,00 / 660.000,00 = 0,0104 = 1,04 %;k) Percentual de aumento do preço de venda (Empresa Pública)P2 = 0,0104 / 1,267 = 0,0082 % = 0,82 %;l) Percentual de aumento do preço de venda (Empresa Privada)P3 = 0,0104 / 3,00 = 0,0035 % = 0,35 %;

11.4 – Resumo Tipo de obra Percentual de acréscimo1) Pontes e Viadutos 3,67% < P < 4,65%2) Prédios médio porte 0,50% < P < 1,50%3) Edificações Pequeno Porte 0,35% < P < 1,04%12 – Considerações sobre o Custo da Galvanização a QuenteA seguir será apresentada a comparação do peso de zinco, que deverá ser incorporado a 3 diferentes tipos de materiais de aço, com pesos praticamente idênticos e perímetros diferenciados.a) Vergalhão com Ø = 1”A = 3,14 x 2,542 / 4,00 = 5,07 cm2/mP = 5,07 x 0,785 = 3,98 kg = 4,00 kg/mL = 3,14 x 2,54 = 7,98 = 8,00 cm/mP = 0,08 x 85 x 10-6 x 7.200,00 = 0,049 kg/m2/mb) Tubo com Ø = 2” x 1/8”d1 = 2 x 2,54 = 5,08 md2 = 5,08 – 2,00 x 0,3175 = 4,45 cme = (1/8) x 2,54 = 0,3175 cm

A = 3,14 x (5,082 – 4,452) / 4,00 = 4,71 cm2/mP = 4,71 x 0,785 = 3,70 kg/mL = 3,14 x (5,08 + 4,45) = 29,92 cm = 30,00 cmP = 0,30 x 85 x 10-6 x 7.200,00 = 0,184 kg/m2/mc) Cantoneira L3” x 3” x 1/8”L1 = 3,00 x 2,54 = 7,62 cmL2 = 7,62 – 0,3175 = 7,30 cme = (1/8) x 2,54 = 0,3175 cmA = 2,00 x 7,62 x 0,3175 = 4,84 cm2

P = 4,84 x 0,785 = 3,80 km/mL = 2,00 x (7,62 + 7,30) = 29,84 cm = 30,00 cmP = 0,30 x 85 x 10-6 x 7.200,00 = 0,184 kg/m2/m

d) Resumo Material Descrição Peso(kg/m) Per.(cm/m) Peso (kg/m2/m) Rel. Peso1) Vergalhão Ø = 1” 4,00 8,00 0,049 1,002) Tubo Ø = 2” x 1/8” 3,70 30,00 0,184 3,763) Cantoneira L3” x 3” x 1/8” 3,80 30,00 0,184 3,76

Conforme se pode observar, o peso incorporado de zinco é cerca de 4 vezes maior nos casos do tubo e da cantoneira.

13 – Conclusões e RecomendaçõesA galvanização por imersão a quente é um processo muito difundido em todo o mundo. Entretanto, em nosso país, não se pode dizer o mesmo, por uma simples questão de cultura, e principalmente, pela falta de divulgação nos meios acadêmicos, tais como, nos cursos médio, técnicos, de arquitetura e de engenharia. Ainda hoje, é muito comum encontrar profissionais das áreas de arquitetura e de construção civil, que desconhecem o processo de galvanização e suas possíveis aplicações em obras, a exemplo do vergalhão galvanizado para a fabricação das armações de aço nas construções de concreto, de perfis metálicos estruturais, de dormentes, etc.

Conforme foi apresentado acima, o impacto do custo da galvanização do aço CA-50 por imersão a quente em diferentes tipos de construção, não representa valor significativo, em comparação com o benefício que a mesma traz para a obra.Portanto, é imprescindível que se realize um trabalho de conscientização da importância da galvanização por imersão a quente nas escolas e nas universidades, bem como, junto aos gestores de empresas públicas e privadas.Também é importante, que se proceda uma revisão na forma de cobrança do preço de custo da galvanização por imersão a quente, para que não haja disparidades nos preços que são atualmente praticados.

14 – Muito obrigado.