Ao se mencionarem as estruturas metálicas como solução estrutural, é comum surgirem questões relacionadas com a durabilidade das peças usadas. O receio da corrosão leva muitos a duvidarem da integridade estrutural do edifício, especialmente com o passar dos anos. Daí a importância de conhecer a durabilidade dos materiais usados por forma a saber responder às dúvidas de técnicos e clientes.
Nesse sentido, o American Iron and Steel Institute (Instituto Americano do Ferro e do Aço), a principal associação profissional dos produtores e transformadores de aço dos Estados Unidos, Canadá e México, já com mais de 140 anos de actividade, publicou em 1996 o documento com o título “Durability of Cold-Formed Steel Framing Members” (Durabilidade das Peças Estruturais em Aço Enformado a Frio).
Este documento com quinze páginas foi elaborado com o propósito de prover informação aos projectistas que os auxiliasse na escolha do tipo certo de chapa de aço revestido a usar na fabricação de perfis e vigas destinadas à construção de estruturas.
Para benefício dos nossos visitantes, decidimos efectuar a tradução deste documento e publicá-lo no nosso site. O texto colocado entre parêntesis rectos, [tal como neste exemplo], são informações que não constam do original mas que adicionamos para melhor compreensão do texto ou para adaptá-lo ao nosso mercado.
DURABILIDADE DAS PEÇAS ESTRUTURAIS EM AÇO ENFORMADO A FRIO
Copyright 1996 by the American Iron and Steel Institute
Objectivo
O propósito deste documento é fornecer aos engenheiros, arquitectos, construtores e proprietários um melhor entendimento de como a galvanização (revestimento com zinco ou ligas metálicas que incluem zinco) provê uma protecção de longa duração às peças estruturais de aço.
Este documento também sugere linhas de orientação para a escolha, manuseamento e utilização do aço a utilizar em peças estruturais.
1.0 Vida expectável
Um edifício destinado à habitação é um dos poucos bens que os consumidores esperam que dure uma vida inteira ou mais. É portanto fundamental que o material usado na estrutura cumpra a sua função durante tanto tempo quanto os outros componentes básicos, tal como o revestimento do telhado, das paredes ou dos pisos. Para durar uma vida inteira, a estrutura em aço leve precisa de uma adequada protecção contra a corrosão. A galvanização tem provado ser o mais económico e eficiente meio de proteger o aço. Todas as peças metálicas estruturais usadas na construção residencial podem ser eficientemente protegidas através de um revestimento galvanizado.
2.0 Galvanizar
2.1 Definição
Galvanizar é o termo que define o processo pelo qual o aço é imerso num banho de zinco derretido (a 450 Cº) formando assim uma união metalúrgica entre o aço e o revestimento em zinco. Este mesmo processo de imersão a quente é também usado para os revestimentos com a liga zinco-alumínio. A maior parte do aço de baixa espessura é galvanizado por se desenrolarem as bobines fazendo passar a chapa através de um banho de zinco derretido a uma velocidade que pode chegar aos 200 metros por minuto. Ao sair da imersão, “facas” de ar sopram o excesso de revestimento da superfície da chapa controlando assim a espessura que se pretende atingir. O aço revestido é então oleado e rebobinado para transporte até ao transformador.
2.2 Tipos adequados de revestimento
O processo de galvanização contínua pode ser aplicado a diferentes tipos de revestimento que poderão variar na espessura, aparência e composição da liga metálica.
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2.2.1 Galvanização
O termo “galvanização” é usualmente empregue com referência ao revestimento contínuo “padrão” que praticamente é de zinco puro. Cerca de 0,2% de alumínio é adicionado ao banho de zinco com o objectivo de formar uma fina camada de ferro-alumínio na superfície do aço o que assegura a boa aderência do revestimento de zinco. O revestimento final tem uma boa maleabilidade e resistência à corrosão e provê uma excelente protecção sacrificial (secção 4.2).
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2.2.2 Galfan®
Galfan® é a denominação comercial de um revestimento composto de 95% de zinco e 5% de alumínio. Galfan® é conhecido pela sua maior resistência à corrosão quando comparado com a galvanização.
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2.2.3 Galvalume®
Galvalume® é a denominação comercial de um revestimento composto de 55% de alumínio, 1,5% de silicone e 43,5% de zinco. Galvalume® provê uma excelente barreira de anti-corrosão sobre revestimentos galvanizados.
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2.2.4 Tipos de acabamento da superfície
Os revestimentos de zinco ou das ligas metálicas contendo zinco poderão diferir na aparência conforme a dimensão dos cristais prateados ou do acabamento da superfície. O aspecto de ‘lantejoulas prateadas’ é o padrão que resulta do arrefecimento do zinco derretido quando o revestimento começa a solidificar. O tamanho destas ‘lantejoulas’ pode ser controlado ou elas podem mesmo ser eliminadas.
A presença ou a ausência deste aspecto cristalizado não tem qualquer influência na capacidade de resistência à corrosão nem em nenhuma propriedade estrutural do revestimento.
2.3 Pesos e espessuras do revestimento
O galvanizador controla a quantidade de revestimento que é colocado no aço. Esta quantidade de revestimento é medida por peso (gramas por metro quadrado) ou por espessura (microns, ou seja, milésimas de milímetro). A Tabela 2.1 alista vários tipos de revestimentos em contínuo disponíveis no mercado. A Tabela 2.2 refere o revestimento mínimo exigido para peças resistentes e não resistentes (ou seja, para a estrutura ou para divisórias). Mais pormenores sobre especificações do revestimento poderão ser obtidas na regulamentação com as referências ASTM A 653 (Galvanizado), A 792 (Galvalume®) e A 875 (Galfan®). Especificações para revestimento de peças estruturais também surgem em ASTM C 645 e C 955. [Estes regulamentos são emitidos pela ASTM (American Society for Testing and Materials), uma organização internacional que emite padrões para todas as áreas da indústria].
Um revestimento mais pesado pode ser aconselhável para aplicações em locais onde o ambiente é particularmente corrosivo. A Secção 3 contém mais informação sobre o desempenho dos revestimentos de zinco em vários ambientes e identifica as áreas onde protecção adicional poderá ser necessária.
3.0 Durabilidade das Estruturas em Aço Galvanizado
A durabilidade do revestimento base em zinco está relacionada com a duração da exposição à humidade e da composição da atmosfera (veja a secção 4 para mais detalhes). Visto que a estrutura metálica galvanizada de edifícios residenciais é mantida num ambiente interior seco, a taxa de corrosão do zinco é muito baixa. Considerando os índices de corrosão indicados na Tabela 3.1 e a espessura mínima de revestimento referida na Tabela 2.2, a galvanização pode proteger facilmente o aço durante toda a vida útil da habitação. Infiltrações, condensações ou humidade excessiva danificam qualquer material construtivo ao longo do tempo. De igual forma, tais condições irão acelerar a corrosão do revestimento em zinco. No entanto, se um edifício tiver sido erigido segundo as boas regras construtivas sendo adequadamente ventilado e recebendo a necessária manutenção, a humidade ambiente não será um problema para a estrutura em aço galvanizado. Protecção adicional é recomendada para casas construídas em ambientes particularmente agressivos (tal como nas zonas costeiras).
3.1 Desempenho em edifícios residenciais
O índice de corrosão dos revestimentos em zinco no ambiente interior de uma habitação é muito baixo. De acordo com um estudo de três anos efectuado pela British Steel, a corrosão do zinco é menor que 0,1 mícrons [ou seja, milésimas de milímetro] por cada período de três anos em casas localizadas em diferentes atmosferas: rurais, urbanas, marítimas e industriais, Isto indica que, em iguais circunstâncias, um revestimento em zinco com 10 mícrons deverá durar mais de 300 anos. Esta espessura corresponde à galvanização Z120.
