Engenharia Sustentável
UFMG
EM BREVE

Digite sua senha para ver o site:

Metálicos

Alumínio

Tamanho da letra:
Compartilhe:

O alumínio e suas ligas são caracterizados por uma densidade relativamente baixa (cerca de 2,7g/cm3 para o metal puro) quando comparada à do aço carbono comum (7,9g/cm3), alta condutividade elétrica (cerca de 62 % da do cobre) e térmica, e uma resistência à corrosão em alguns ambientes, incluindo o ambiente atmosférico. A boa resistência à corrosão é devida à estabilidade do seu principal óxido (Al2O3), que se forma na superfície do metal, tornando-se um “mecanismo de barreira” contra o avanço da corrosão. Muitas destas ligas são facilmente conformadas mecanicamente (por laminação, extrusão, estampagem, etc.) em virtude da alta ductilidade, o que é evidenciado pela lâmina muito fina em que o material relativamente puro pode ser laminado.

Em função da estrutura cristalina cúbica de faces centradas (CFC) do alumínio, sua ductilidade é mantida mesmo em temperaturas abaixo da ambiente. A limitação principal do alumínio é a sua baixa temperatura de fusão (660oC), que restringe a temperatura máxima na qual ele pode  er usado; por outro lado, facilita a sua fundição e moldagem. A resistência mecânica do alumínio na forma de metal puro é relativamente baixa, podendo ser melhorada por conformação mecânica a frio e por adição de elementos de liga (associados ou não a tratamentos térmicos). Entretanto, ambos os processos tendem a diminuir sua resistência à corrosão. Os principais elementos de liga do alumínio incluem cobre, magnésio, silício, manganês e zinco. O módulo de elasticidade do alumínio puro é da ordem de 70 GPa.

O alumínio está conquistando destaque dentro das aplicações na construção civil. Anteriormente encontrado principalmente em esquadrias e telhas, tornou-se uma tendência na arquitetura como opção para revestimentos internos e de fachadas. É encontrado ainda em peças de acabamento, como é o caso de molduras para pontos de eletricidade. Atualmente, o alumínio e suas ligas estão presentes em telhas, revestimentos, caixilharia, divisórias, forros e em muitos detalhes de concepções arquitetônicas modernas, com   facilidade de manutenção, o que reflete diretamente na projeção de custos de uma obra. Os extrudados de alumínio são frequentemente destinados à fabricação de produtos para a construção civil, podendo ser transformados em esquadrias (portas e janelas), forros, divisórias, acessórios para banheiros, estruturas pré-fabricadas e elementos decorativos de acabamento. As chapas e laminados são utilizados principalmente para a produção de telhas e elementos de fachadas (ABAL, 2007). Também têm aplicações em transmissão de energia elétrica, ponteiras de para-raios, elementos de ligação, revestimentos impermeabilizantes, ferragens de esquadrias, elemento de remates (cantoneiras e tiras) e componente de tintas. Geralmente, as ligas de alumínio são classificadas como ligas trabalhadas mecanicamente ou como ligas fundidas.

Segundo classificação baseada na nomenclatura da Aluminum Association dos Estados Unidos, a composição das ligas trabalhadas mecanicamente é designada por um número de quatro dígitos que indica a impure   principal e, em alguns casos, o nível de pureza. Para ligas fundidas, um ponto decimal é localizado entre os dois últimos dígitos. As ligas trabalhadas mecanicamente podem ser subdivididas em ligas não tratáveis termicamente e ligas tratáveis termicamente. As ligas não endurecíveis por tratamento térmico podem ser endurecidas por solução sólida e por trabalho a frio (encruamento). Para as ligas tratáveis termicamente, o principal tratamento é o de solubilização e envelhecimento, para causar endurecimento por precipitação. Esse tratamento pode ser combinado com um encruamento antes do envelhecimento, para maximizar o ganho de resistência mecânica.

Metálicos

Cobre

Tamanho da letra:
Compartilhe:

O cobre é um metal muito importante em aplicações de engenharia, sendo utilizado em condições de metal puro (com teores muito baixos de impurezas) ou na forma de ligas. O cobre na forma de metal puro possui estrutura cristalina cúbica de faces centradas (CFC), ponto de fusão de 1085°C, densidade de 8,93g/cm3, módulo de elasticidade de cerca de 110GPa, elevada condutividade térmica e elétrica (após a prata, o cobre é o melhor condutor de calor e eletricidade), boa resistência à corrosão em diversos ambientes (como o ambiente atmosférico e marinho), boa ductilidade, facilidade de conformação mecânica a frio e resistência mecânica mediana.

As propriedades mecânicas e de resistência à corrosão do cobre podem ser melhoradas por elementos de liga. Muitas ligas de cobre não podem ser endurecidas por meio de tratamentos térmicos. Por isso, mecanismos usuais de aumento da resistência mecânica são o endurecimento por trabalho a frio e por solução sólida.

Existem centenas de ligas de cobre com elementos como zinco, níquel, estanho, alumínio, manganês, fósforo, berílio, cromo, ferro e chumbo. Dentre as principais aplicações do cobre na construção civil, destaca-se o seu emprego em fios e cabos para condução de energia elétrica. Nesse caso, mais comum é o uso do cobre de alta pureza (normalmente, o cobre eletrolítico). As ligas de cobre (principalmente latões e bronzes) são muito utilizadas na fabricação de tubulações (para condução de água potável, gás, água quente e água fria) e de suas conexões rosqueáveis e soldáveis. Essas ligas também são utilizadas como componentes de sistemas de combate a incêndio (hidrantes, sprinklers) e de sistemas de aquecimento (solar, a gás e elétrico) e, adicionalmente, na confecção total ou parcial de ferragens para esquadrias (fechos, puxadores, fechaduras, dobradiças, etc.) e de metais sanitários (válvulas, torneiras e acessórios).

Metálicos

Zinco

Tamanho da letra:
Compartilhe:

O zinco, na forma de metal puro, possui estrutura cristalina hexagonal compacta (HC), ponto de fusão baixo de 420°C, densidade de 7,14g/cm3, módulo de elasticidade de cerca de 95.000MPa, condutividade térmica razoável, pequena dureza e boa maleabilidade, sendo, assim, um metal com facilidade de moldagem e de conformação mecânica (pode ser laminado em chapas e trefilado em fios). Possui boa resistência à corrosão quando exposto ao ambiente atmosférico, sendo, contudo, reativo com ácidos (como clorídrico e sulfúrico).

O zinco caracteriza-se por um baixo potencial de oxidação (potencial padrão de eletrodo). Por isso, é muito utilizado para revestir metais de potencial mais alto (principalmente o aço), conferindo-lhes uma proteção contra a corrosão eletroquímica. Nesse caso, o zinco é corroído preferencialmente (torna-se um metal de sacrifício) ao substrato revestido que se deseja proteger. O aço galvanizado é um substrato de aço carbono comum que foi revestido por uma fina camada de zinco. O processo de galvanização pode ser feito por simples imersão do substrato de aço em um banho de zinco fundido (galvanização a quente) ou por técnicas de eletrodeposição (galvanização eletrolítica).

Uma das principais aplicações do zinco na  construção civil é exatamente na galvanização de produtos siderúrgicos constituídos por aço carbono comum (aço carbono ou aço carbono-manganês), tais como telhas, chapas lisas ou onduladas, arames, telas comuns ou soldadas, tubos para encanamentos e seus acessórios, elementos de ligação (pregos, parafusos e seus complementos e rebites), calhas, rufos, condutores verticais de águas pluviais e eletrocalhas. Os principais elementos de liga do zinco incluem alumínio, cobre e magnésio. Na construção civil, as ligas à base de zinco são utilizadas principalmente em alguns componentes fundidos de ferragens para esquadrias. O zinco (na forma de óxido) também pode ser utilizado como pigmento em tintas. Como descrito anteriormente, o zinco é componente de outras ligas metálicas, como, por exemplo, das ligda  de cobre-zinco (latões).