Aço galvanizado vs. alumínio: Principais diferenças, aplicações e como escolher

Está a preso tentando escolher entre aço galvanizado ou alumínio para o seu próximo projeto? Ambos os metais oferecem boas resistência à corrosãomas funcionam melhor em situações diferentes. Este guia ajudá-lo-á a fazer a escolha certa com base em factos e não em suposições.

O que é o aço galvanizado?

Propriedades e produção

O aço galvanizado é um aço normal com uma revestimento de zinco adicionados através de um processo denominado galvanização por imersão a quente. Isto significa que o aço é mergulhado em zinco fundido a cerca de 840°F. O zinco adere ao aço e forma uma camada protetora que impede a ferrugem.

Aspectos importantes a saber sobre o aço galvanizado:

• Tem uma elevada resistência à tração (450-550 MPa)
• O revestimento de zinco funciona como um proteção sacrificial - enferruja primeiro, poupando o aço
• Segue normas como ASTM A123 e ISO 1461

Prós e contras

Coisas boas sobre o aço galvanizado:

• Baixo custo em comparação com outros metais resistentes à corrosão
• Durabilidade extrema sob cargas pesadas
• Fácil de soldadura com os métodos corretos
• Ótimo capacidade de carga para utilizações estruturais

Problemas com o aço galvanizado:

• Pesado (7,8 g/cm³) - cerca de três vezes mais pesado do que o alumínio
• Escorrimento de zinco pode ocorrer em zonas costeiras
• Não tão reciclável como o alumínio (apenas cerca de 60% de conteúdo reciclado)

O que é o alumínio?

Propriedades e produção

O alumínio forma naturalmente uma fina camada de óxido quando exposto ao ar, o que o protege da corrosão. Esta camada reconstrói-se a si própria se for riscada, tornando o alumínio muito duradouro em muitos ambientes.

O alumínio apresenta-se em diferentes ligas (como 6061-T6 e 5052) que aumentam a sua resistência para utilizações específicas. Estas ligas seguem as normas da Associação do Alumínio e AMS 2772.

Prós e contras

Coisas boas sobre o alumínio:

• Leve (2,7 g/cm³) - cerca de um terço do peso do aço
• Excelente resistência à água do mar sem necessidade de revestimento especial
• 100% reciclável com cerca de 75% de alumínio produzido ainda em utilização atualmente
• Ótimo condutividade térmica - transfere o calor rapidamente

Problemas com o alumínio:

• Custo mais elevado mais barato do que o aço galvanizado
• Resistência inferior exceto se forem utilizadas ligas especiais
• Pode ser danificado por ácido ou alcalino ambientes

Comparação frente a frente

Quando escolher o aço galvanizado

Escolha aço galvanizado quando:

• O seu orçamento é apertado
• É preciso algo muito forte
• Está a construir estruturas como estruturas, torres eléctricas ou condutas
• O projeto não está perto de água salgada

Por exemplo, o aço galvanizado é perfeito para quadros estruturais que necessitam de suportar pesos pesados sem se dobrarem.

Quando escolher o alumínio

Escolher alumínio quando:

• O projeto será realizado na proximidade de ambientes marinhos ou de água salgada
• O peso é importante (por exemplo, em automóveis, aviões ou equipamento portátil)
• É necessária uma boa transferência de calor (como nos radiadores)
• O valor a longo prazo é mais importante do que o custo inicial

O alumínio é especialmente bom para maquinagem de precisão personalizada de metais projectos em que o peso e a resistência à corrosão são factores críticos.

Considerações críticas

Risco de corrosão galvânica

Quando se coloca aço galvanizado e alumínio juntos, podem causar um problema chamado corrosão galvânica. Isto acontece porque os metais têm propriedades eléctricas diferentes. O alumínio irá corroer-se mais rapidamente do que o normal.

Para o evitar:

• Utilização uniões dieléctricas (separadores de plástico ou de borracha)
• Evitar que os metais entrem em contacto direto
• Utilizar revestimentos ou barreiras adequados

Necessidades de manutenção

Aço galvanizado necessidades:

• Re-galvanização após 20-25 anos na maioria dos ambientes
• Inspeção do desgaste do revestimento de zinco, especialmente nas arestas de corte
• Proteção contra certos produtos químicos que atacam o zinco

Alumínio necessidades:

• Quase sem manutenção em ambientes normais
• Apenas uma limpeza básica para manter o seu aspeto
• Proteção contra substâncias muito ácidas ou alcalinas

Custo ao longo do tempo

Enquanto alumínio custa mais no início, mas muitas vezes poupa dinheiro a longo prazo:

• Custo inicial: O alumínio custa 3-5 vezes mais do que o aço galvanizado
• Custo vitalício: O alumínio necessita de menos substituições e menos manutenção
• Valor da sucata: O alumínio tem um valor de reciclagem muito mais elevado ($1.500+/tonelada contra $100-$150/tonelada para o aço)

Para projectos que durarão muitos anos, o custo total de propriedade favorece frequentemente o alumínio, apesar do seu preço de compra mais elevado.

Aplicações no mundo real

Vejamos o desempenho destes metais em situações reais:

Infra-estruturas marítimas

Num estudo de caso de auto-estradas costeiras na Florida:

• Aço galvanizado as barreiras de proteção precisavam de ser revestidas de novo após apenas 15 anos
• Alumínio as peças e plataformas para barcos mantiveram-se em bom estado durante mais de 30 anos

Isto mostra porque é que o alumínio é preferido para aplicações marítimas.

Aplicações de construção

Na construção de edifícios:

• Aço galvanizado as vigas custam 40% menos à cabeça para estruturas de armazém
• Alumínio os telhados reduziram os custos de manutenção em 60% ao longo de 20 anos

Isto explica porque é que muitos construtores escolhem o aço para a estrutura oculta e o alumínio para as partes expostas, como o telhado e o revestimento.

Indústria automóvel

No fabrico de veículos:

• Alumínio reduziu o peso dos veículos em 25%, tornando os automóveis mais eficientes em termos de combustível
• Chassis de aço proporcionou uma melhor proteção contra acidentes a um custo mais baixo

É por esta razão que os automóveis modernos utilizam frequentemente uma mistura de aço para resistência e alumínio para reduzir o peso.

Análise ambiental e económica

Pegada de carbono

• Aço galvanizado produção: 1,8-2,5 toneladas de CO2 por tonelada de material
• Alumínio primário produção: 12-17 toneladas de CO2 por tonelada de material
• Alumínio reciclado produção: Apenas 5% da energia da produção primária

No entanto, o peso leve do alumínio significa frequentemente que é necessário menos material, e a sua elevada capacidade de reciclagem reduz o seu impacto ao longo da vida.

Utilização de energia

• Aço galvanizado requer 20-25 MJ de energia por kg
• Alumínio requer 210-250 MJ de energia por kg para a produção primária

Esta diferença de energia é importante para projectos com objectivos de sustentabilidade.

Secção FAQ

Fazer a sua escolha: Guia de seleção de materiais

Para projectos pesados e orçamentais

Escolher aço galvanizado quando:

• Força é a sua principal preocupação
• Está a trabalhar com um orçamento apertado
• O projeto encontra-se numa ambiente não costeiro
• A estrutura tem de suportar cargas pesadas

O aço galvanizado funciona muito bem com Corte CNC para componentes estruturais precisos e resistentes.

Para projectos de água salgada e de longevidade

Escolher alumínio quando:

• O projeto será exposto a salitre ou condições costeiras
• Redução de peso é importante
• Quer manutenção mínima
• Valor a longo prazo é mais importante do que o custo inicial

O alumínio é ideal para maquinagem de precisão quando necessita de componentes que não corroem em ambientes agressivos.

Para aplicações de uso misto

Para projectos com necessidades variadas:

• Utilizar aço galvanizado para componentes estruturais ocultos
• Utilizar alumínio para elementos expostos em ambientes agressivos
• Considerar o custo total do ciclo de vida, e não apenas o preço inicial do material

Conclusão

A escolha entre aço galvanizado e alumínio depende das suas necessidades específicas:

• Aço galvanizado ganha em força e custo inicial
• Alumínio ganha em resistência à corrosão, pesoe valor a longo prazo

Para obter os melhores resultados, combine o material com o ambiente e o objetivo. Por vezes, a utilização de ambos os materiais no mesmo projeto - cada um onde os seus pontos fortes são mais importantes - é a abordagem mais inteligente.

Não se esqueça de verificar as normas do sector, como ASTM A123 para aço galvanizado ou trabalhar com Associação do Alumínio diretrizes para aplicações críticas. Quando o peso é importante mas a resistência não pode ser comprometida, peças para maquinagem de alumínio criados com métodos CNC de precisão oferecem o melhor de dois mundos.

Ao compreender o relação peso/força, galvanização por imersão a quente benefícios e necessidades específicas do seu projeto, fará uma escolha que equilibra o desempenho, o custo e a durabilidade.