O aço é um dos metais mais usados no planeta. Quando pensamos nele, logo vêm à cabeça as grandes estruturas que sustentam a indústria moderna – de pontes e galpões até fachadas, brises e telhados metálicos.
E para todas essas aplicações, existe um dado essencial que ajuda a prever o desempenho e o custo das peças: o peso específico do aço. Com esse valor em mãos, é possível estimar o peso teórico de chapas, perfis e componentes metálicos sem precisar usar uma balança – o que é fundamental na hora de projetar, fabricar ou transportar materiais.
Continue lendo para entender o que é o peso específico do aço, como calculá-lo corretamente e por que ele varia conforme a liga utilizada.
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Afinal, qual é o peso específico do aço?
O peso específico do aço (γ) é o peso por unidade de volume. O cálculo é feito ao multiplicar a densidade do aço pela aceleração da gravidade: γ=ρ×gγ = ρ × gγ=ρ×g
onde:
- γ é o peso específico (em N/m³),
- ρ é a densidade (em kg/m³),
- g é a aceleração da gravidade (9,81 m/s², arredondada para 10 m/s² em cálculos práticos).
Na prática da construção civil e metalurgia, é comum que os profissionais usem o valor da densidade diretamente para estimar o peso de chapas e peças – já que a diferença entre densidade e peso específico é apenas o fator gravitacional.
A densidade média do aço carbono, a variação mais comum do material no mercado, é de 7,85 g/cm³, ou 7.850 kg/m³. Assim, o peso específico pode ser considerado como aproximadamente 78.500 N/m³, o que equivale a dizer que 1 metro cúbico de aço pesa cerca de 7,85 toneladas.
Qual o cálculo do peso teórico do aço?
Sabendo o peso específico, é possível calcular o peso teórico de uma peça – ou seja, o peso estimado conforme suas dimensões. Para uma chapa de aço retangular, a fórmula se dá da seguinte forma:
Peso (kg) = Largura (m) × Comprimento (m) × Espessura (m) × ρ [densidade]
Vamos considerar uma chapa com as seguintes medidas:
- Largura = 1,0 m
- Comprimento = 5,0 m
- Espessura = 0,025 m (25 mm)
- Densidade do aço = 7.850 kg/m³
1,0 × 5,0 × 0,025 × 7.850 = 981,25 kg
Ou seja, essa chapa pesa aproximadamente 981 kg. Se fosse feita de alumínio (que tem uma densidade de 2.600 kg/m³), o peso cairia para apenas 325 kg – uma diferença de quase 70%.
Veja a seguir uma tabela de referência para futuras estimativas envolvendo outros tamanhos de chapa (cálculo aproximado, baseado em densidade média de 7.850 kg/m³):
| Espessura (mm) | Peso por m² (kg/m²) |
|---|---|
| 0,8 | 6,28 |
| 1,0 | 7,85 |
| 1,5 | 11,78 |
| 2,0 | 15,70 |
| 3,0 | 23,55 |
| 4,0 | 31,40 |
| 5,0 | 39,25 |
| 6,0 | 47,10 |
| 10,0 | 78,50 |
| 25,0 | 196,25 |
Por que encontramos diferentes pesos específicos para o aço?
O valor do peso específico pode variar ligeiramente conforme o tipo de aço e sua composição química. O próprio aço carbono, por exemplo, é composto de ferro e carbono – e seu peso varia justamente por conta da concentração dos metais na sua liga. Veja só:
| Tipo de Aço | Composição e Características | Peso Específico Médio (kg/m³) |
|---|---|---|
| Aço Carbono Baixo | Até 0,20% de carbono – mais dúctil e maleável | 7.850 |
| Aço Carbono Médio | 0,20% a 0,50% de carbono – mais resistente | 7.830 |
| Aço Carbono Alto | 0,50% a 2,11% de carbono – mais rígido | 7.800 |
| Aço Inox | Com cromo e níquel – resistente à corrosão | 7.900 |
| Aço Galvanizado | Revestido com zinco – leve aumento de peso | 7.870 |
Leia também: Aço usado como revestimento – o que saber?
Diferença de peso específico para peso teórico
O peso específico do aço diz respeito ao peso universal de uma liga, sendo calculado com a massa do material multiplicado pela gravidade. Sua unidade de medida, geralmente, é de quilo por metro cúbico.
Já o peso teórico diz respeito ao peso de um determinado objeto – levando em consideração suas medidas. Para chegar até ele, é necessário saber o peso específico do material. Entender tudo isso ajuda em várias etapas da construção e fabricação metálica, como:
- Dimensionamento estrutural: garante que as vigas, suportes e fundações suportem as cargas permanentes (NBR 6120);
- Cálculo de custo: o preço de chapas e perfis é calculado por peso, então estimar corretamente evita surpresas;
- Logística e transporte: permite prever o peso total da carga e planejar fretes com segurança;
- Escolha da liga: ligas mais densas podem ser mais resistentes, mas também mais caras e pesadas.
O que é importante avaliar na escolha da liga de aço?
Há alguns pontos importantes para levar em conta na escolha do aço. Esses incluem:
Tenacidade
A tenacidade do aço refere-se a tendência da liga em decrescer em virtude do aumento do teor de compostos presentes nela.
Resistência ao desgaste
Determinados compostos aumentam a resistência e o desgaste da liga. Os carbonetos apresentam um papel fundamental na resistência ao desgaste do aço. Quanto maior o percentual de carbonetos, maior a resistência.
Tensão limite de compressão
A tensão refere-se à resistência compressiva, influenciada pelo teor da liga e sua dureza. Quanto mais alta a dureza, maior seu limite de compressão.
Lembre-se de que determinados tratamentos, como a galvanização, aumentam a resistência e dureza das ligas de aço, mas também influenciam seu peso específico. Portanto, é importante avaliar a composição da liga antes de fazer o cálculo.
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