FORUM PERNAMBUCANO DE CONSTRUÇÃO SUSTENTAVEL SINDUSCON 2014 RECIFE/PE IMPACTO DO CUSTO DA GALVANIZAÇÃO A QUENTE 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 matériaprima 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/m 3 Espessura média do revestimento de zinco = 85 µm. Peso do revestimento de zinco = 7.200,00 x 85 x 10-6 = 0,61 kg/m 2.
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 (CO 2 ) 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 obra V c = 0,55 x 1,30 x 60,00 x 10,00 = 429,00 m 3 ; f) Peso total da armação de Aço CA-50 P a = 429,00 x 130,00 = 55.770,00 kg; g) Preço de custo / m 2 da construção = R$ 3.000,00 / m 2 h) Preço de custo / kg da galvanização = R$ 1,50 / kg (sem frete); i) Preço total da construção P c = 60,00 x 10,00 x 3.000,00 = R$ 1.800.000,00; j) Preço total da galvanização do aço CA-50 P g = 55.770,00 x 1,50 = R$ 83.655,00;
k) Percentual do aumento de preço de custo P 1 = 83.655,00 / 1.800.000,00 = 0,0465 = 4,65 %; l) Percentual de aumento de preço de venda (BDI do DNIT = 26,70%) P 2 = 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 m 2 ; c) Área total de construção A c = 1,30 x 10,00 x 400,00 = 5.200,00 m 2 d) Volume de concreto da obra V c = 5.200,00 x 0,20 = 1.040,00 m 3 ; e) Peso da armação de aço CA-50 P a = 1.040,00 x 100,00 = 104.000,00 kg; f) Preço de custo / m 2 da construção = R$ 2.000,00 / m 2 g) Preço de custo / kg da galvanização = R$ 1,50 / kg (sem frete); h) Preço de custo da construção
P c = 5.200,00 x 2.000,00 = R$ 10.400.000,00; i) Preço de custo da galvanização do Aço CA-50 P g = 104.000,00 x 1,50 = R$ 156.000,00; j) Percentual de aumento do preço de custo P 1 = 156.000,00 / 10.400.000,00 = 0,015 = 1,5 %; k) Percentual de aumento do preço de venda (Empresa Pública) P 2 = 0,015 / 1,267 = 0,0118 = 1,18 %; l) Percentual de aumento do preço de venda (Empresa Privada) P 3 = 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 m 2 ; c) Área total de construção = 2 x 150,00 = 300,00 m 2 ;
d) Volume de concreto da obra V c = 150,00 x (0,10 + 0,12 + 0,12) = 51,00 m 3 ; e) Peso da armação de aço CA-50 P a = 51,00 x 90,00 = 4.590,00 kg; f) Preço de custo / m 2 da construção = R$ 2.200,00 / m 2 g) Preço de custo / kg da galvanização = R$ 1,50 / kg (sem frete); h) Preço de custo da construção P c = 300,00 x 2.200,00 = R$ 660.000,00; i) Preço de custo da galvanização de aço CA-50 P g = 4.590,00 x 1,50 = R$ 6.885,00; j) Percentual de aumento do preço de custo P 1 = 6.885,00 / 660.000,00 = 0,0104 = 1,04 %; k) Percentual de aumento do preço de venda (Empresa Pública) P 2 = 0,0104 / 1,267 = 0,0082 % = 0,82 %; l) Percentual de aumento do preço de venda (Empresa Privada) P 3 = 0,0104 / 3,00 = 0,0035 % = 0,35 %;
11.4 Resumo Tipo de obra Percentual de acréscimo 1) 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 Quente A 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 2,54 2 / 4,00 = 5,07 cm 2 /m P = 5,07 x 0,785 = 3,98 kg = 4,00 kg/m L = 3,14 x 2,54 = 7,98 = 8,00 cm/m P = 0,08 x 85 x 10-6 x 7.200,00 = 0,049 kg/m 2 /m b) Tubo com Ø = 2 x 1/8 d 1 = 2 x 2,54 = 5,08 m d 2 = 5,08 2,00 x 0,3175 = 4,45 cm e = (1/8) x 2,54 = 0,3175 cm
A = 3,14 x (5,08 2 4,45 2 ) / 4,00 = 4,71 cm 2 /m P = 4,71 x 0,785 = 3,70 kg/m L = 3,14 x (5,08 + 4,45) = 29,92 cm = 30,00 cm P = 0,30 x 85 x 10-6 x 7.200,00 = 0,184 kg/m 2 /m c) Cantoneira L3 x 3 x 1/8 L 1 = 3,00 x 2,54 = 7,62 cm L 2 = 7,62 0,3175 = 7,30 cm e = (1/8) x 2,54 = 0,3175 cm A = 2,00 x 7,62 x 0,3175 = 4,84 cm 2 P = 4,84 x 0,785 = 3,80 km/m L = 2,00 x (7,62 + 7,30) = 29,84 cm = 30,00 cm P = 0,30 x 85 x 10-6 x 7.200,00 = 0,184 kg/m 2 /m
d) Resumo Material Descrição Peso(kg/m) Per.(cm/m) Peso (kg/m 2 /m) Rel. Peso 1) Vergalhão Ø = 1 4,00 8,00 0,049 1,00 2) Tubo Ø = 2 x 1/8 3,70 30,00 0,184 3,76 3) 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 Recomendações A 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. Eng. Ilo Dias Borba da Costa Crea: 4430 D/PE Fone: (81) 9138-8932 E-mail: iloborba@yahoo.com.br