Galvanização – processos e custos em comparação

O que é a galvanização?

A galvanização é uma forma de revestimento superficial que protege o aço de forma particularmente eficaz contra a corrosão. Na galvanização, aplica-se diretamente sobre o metal, através de diferentes processos, uma fina camada de zinco.

Que vantagens oferece a galvanização em relação à pintura?

Enquanto os revestimentos convencionais, como pinturas líquidas ou a pó, protegem um componente impedindo a reação com o oxigénio (oxidação), a galvanização oferece adicionalmente uma proteção catódica contra a corrosão. Assim, o aço continua protegido contra a corrosão mesmo em caso de pequenos danos, como riscos, cortes, furos ou nas arestas.

O aço galvanizado pode estar exposto às intempéries durante muitos anos sem problemas e mesmo pequenos danos não têm qualquer influência na estabilidade do aço. Nos componentes pintados, pelo contrário, os danos têm de ser reparados para evitar a corrosão perfurante.

O que se entende por proteção catódica contra a corrosão?

O zinco do revestimento é menos nobre do que a estrutura de aço subjacente. A camada de zinco atua, por isso, como o chamado ânodo de sacrifício, que oxida primeiro. Desta forma, a estrutura de aço subjacente fica protegida contra a corrosão até a camada de zinco se esgotar. Esta proteção mantém-se mesmo quando a superfície está danificada e dura muito tempo.

Os componentes galvanizados podem enferrujar?

A galvanização oferece uma proteção anticorrosiva muito boa; ainda assim, com o tempo pode surgir ferrugem. Na utilização de componentes galvanizados, devem ter-se em conta os seguintes pontos:

• Para evitar a corrosão, os danos de superfície maiores devem ser reparados. Para isso, pode utilizar-se tinta de pó de zinco.
• O ambiente em que se encontram os componentes influencia a vida útil da camada de zinco. A humidade ou os sais aumentam a condutividade e favorecem a corrosão. Este aspeto deve ser tido em conta sobretudo em regiões costeiras.
• A corrosão galvânica (de contacto) é igualmente favorecida por uma maior condutividade do ambiente. Para evitar a corrosão galvânica, deve ter-se em conta o potencial eletroquímico na escolha dos elementos de ligação e na utilização de materiais diferentes. É problemática, entre outras, a ligação com cobre ou aço inoxidável. A massa da camada de zinco enquanto ânodo de sacrifício também desempenha um papel. Parafusos de aço inoxidável para fixar uma chapa galvanizada não são, em regra, problemáticos; no entanto, se se fixar uma chapa de aço inoxidável com um parafuso galvanizado, surge corrosão.

Mais pormenores sobre a galvanização tecnicamente correta e o manuseamento de estruturas de aço galvanizadas encontram-se nas normas indicadas no final do texto.

Que processos de galvanização existem?

Galvanização por imersão a quente

Na galvanização por imersão a quente, a estrutura de aço ou os componentes são mergulhados num banho de zinco fundido. A temperatura do zinco é de cerca de 450 °C. As espessuras da camada de zinco situam-se entre 50 e 150 micrómetros. Em linhas de galvanização contínua de banda, como as utilizadas, por exemplo, para galvanizar chapas ou tubos de aço, obtêm-se também espessuras de zinco consideravelmente menores.

Os componentes grandes são mergulhados no banho de zinco suspensos individualmente. Os componentes pequenos são galvanizados por centrifugação: são mergulhados no banho de zinco em cestos e, em seguida, o zinco em excesso é removido numa centrifugadora.

Pode ver como funciona a galvanização por imersão a quente no vídeo explicativo ao lado, do Institut Feuerverzinken.

O que se deve ter em conta na galvanização por imersão a quente?

Para a galvanização por imersão a quente, os componentes têm de ser preparados de forma adequada. É necessário garantir que o zinco fundido chega a todos os pontos do componente e que consegue também voltar a escoar. Para isso, são feitos furos de entrada e de ventilação. Além disso, os componentes têm de estar limpos antes da galvanização. Tintas, óleo e outros resíduos têm de ser totalmente removidos. A limpeza também pode ser feita na própria galvanizadora.

O aquecimento pode provocar deformações. Isto é problemático sobretudo em componentes soldados, bem como em chapas de parede fina e de grande superfície. Por isso, as tolerâncias apertadas têm de ser retrabalhadas. As roscas têm de ser repassadas após a galvanização.

Na galvanização por imersão a quente, as peças são mergulhadas num banho de zinco fundido. É perfeitamente normal que a espessura da camada de zinco não seja igual em todo o lado. A superfície não é comparável a uma superfície pintada. Podem surgir, por razões inerentes ao processo, defeitos que, segundo a norma EN ISO 1461, devem ser tolerados. São problemáticas, em especial, as arestas vivas e as depressões.

Os componentes galvanizados por imersão a quente podem depois ser também pintados a pó ou com tinta líquida. Para obter uma boa qualidade de superfície, têm de ser preparados após a galvanização. Com um acabamento fino, eliminam-se os defeitos e regulariza-se a superfície. Para que a tinta adira à camada de zinco, a superfície tem de ser tratada quimicamente.

Onde se encontram prestadores de galvanização por imersão a quente?

No diretório Stahlbau-Lieferant.de encontra alguns prestadores de galvanização por imersão a quente da Áustria e da Europa de Leste. Uma lista de galvanizadoras da Alemanha está disponível junto da Industrieverband Feuerverzinken (associação industrial alemã de galvanização por imersão a quente). Para manter baixos os custos de transporte da galvanização, recomenda-se escolher uma galvanizadora próxima do fornecedor ou do cliente.

Zincagem eletrolítica

Na zincagem eletrolítica, os componentes não são mergulhados em zinco fundido, mas sim num banho eletrolítico. Na zincagem eletrolítica, a estrutura de aço ou os componentes funcionam como cátodo. Como ânodo serve um elétrodo de zinco puro. Ao aplicar uma tensão, deposita-se então uma camada de zinco sobre a estrutura de aço.

A espessura desta camada de zinco pode ser controlada através da duração do processo. No entanto, a camada de zinco não fica com uma espessura uniforme em todo o lado. Em regra, obtêm-se espessuras de camada entre 5 e 40 micrómetros, consideravelmente menos do que na galvanização por imersão a quente.

A proteção anticorrosiva conferida pela zincagem eletrolítica é, por isso, em princípio inferior à da galvanização por imersão a quente, mas o processo oferece também muitas vantagens.

Quais são as diferenças entre a zincagem eletrolítica e a galvanização por imersão a quente?

• Devido à reduzida espessura da camada de zinco, a precisão dimensional dos componentes é melhor na zincagem eletrolítica do que na galvanização por imersão a quente.
• Na zincagem eletrolítica, as roscas não precisam de ser retrabalhadas.
• A zincagem eletrolítica pode também ser aplicada a peças sensíveis à temperatura. Na galvanização por imersão a quente, estas deformar-se-iam devido à ação do calor.
• Para melhorar ainda mais a proteção anticorrosiva, os componentes podem ainda ser cromatizados ou pintados a pó.

A galvanização por imersão a quente oferece uma proteção anticorrosiva consideravelmente melhor do que a zincagem eletrolítica. Quando está em causa a resistência à corrosão de componentes simples, a galvanização por imersão a quente é a melhor escolha. Se os componentes tiverem de ser precisos ou ter uma superfície o mais uniforme possível, a zincagem eletrolítica é mais adequada. Em componentes com forte tendência para empenar, a zincagem eletrolítica é igualmente vantajosa.

Metalização por projeção de zinco

Na metalização por projeção de zinco, o arame de zinco é fundido e aplicado sobre a peça com ar comprimido, tal como na pintura. As espessuras de camada são semelhantes às da galvanização por imersão a quente e situam-se entre 80 e 150 micrómetros. As principais desvantagens são o facto de não poder ser aplicada em cavidades e de o esforço de trabalho ser comparativamente elevado. Em contrapartida, a metalização por projeção de zinco pode ser aplicada também em componentes que não são adequados para a galvanização por imersão a quente e pode ainda ser realizada diretamente em obra. A metalização por projeção de zinco não requer tempos de secagem, porque o zinco solidifica de imediato.

Na galvanização por imersão a quente, a dimensão dos componentes depende das dimensões do banho de zinco. Muitas galvanizadoras só conseguem galvanizar componentes com até 8 m de comprimento, algumas até 15 m. Através da metalização por projeção de zinco, podem também revestir-se componentes demasiado grandes para a galvanização por imersão a quente.

Na metalização por projeção de zinco, a espessura da camada pode ser ajustada individualmente. Um componente pode ter uma espessura de camada maior nos pontos críticos.

Quanto custa a galvanização em 2023?

Os custos da galvanização dependem do processo utilizado. Em princípio, no contexto industrial, para componentes feitos de perfis ou tubos, há que contar com custos de 0,25 – 0,6 € por kg de estrutura de aço acabada. A galvanização de componentes mais pequenos é consideravelmente mais cara. Os particulares com pequenas quantidades têm também de contar com preços consideravelmente mais elevados.

Em componentes de parede fina, como chapas, o preço depende também da geometria. Uma estimativa mais exata dos custos encontra-se em cada um dos processos.

A isto acrescem ainda os custos de transporte e os custos de preparação e acabamento dos componentes.

Em comparação com materiais e processos alternativos, a galvanização é muito atrativa numa perspetiva de longo prazo. Os componentes galvanizados custam menos do que os componentes de aço inoxidável e a proteção anticorrosiva da galvanização é superior à dos componentes pintados. Especialmente para aplicações no exterior, a galvanização é muitas vezes a alternativa mais económica a longo prazo. Neste artigo encontra também exemplos do preço por kg de estrutura de aço para diferentes componentes.

Custos da galvanização por imersão a quente

Os custos da galvanização por imersão a quente dependem do volume da encomenda e da dimensão e complexidade dos componentes. Além disso, os preços da galvanização dependem fortemente dos custos energéticos e do preço do zinco. Atualmente, o preço do zinco é muito elevado, razão pela qual muitas galvanizadoras tiveram de aumentar os preços em 2022.

Os preços da galvanização por imersão a quente de estruturas de aço muito pesadas começam em cerca de 0,40 €/kg. Para construção metálica ligeira no contexto industrial, um quilograma de galvanização por imersão a quente custa cerca de 0,60 €. A galvanização por centrifugação de componentes mais pequenos, com menos de 3 kg, custa para clientes industriais cerca de 1,30 €/kg.

Em pequenas quantidades para clientes particulares, há que contar com preços superiores a 1 €/kg.

Para o acabamento fino, há que contar com custos adicionais de 0,20 – 0,30 €/kg.

Custos da metalização por projeção de zinco

Os custos da metalização por projeção de zinco são de cerca de 10-12 €/m². A isto acrescem ainda os custos da decapagem prévia por jato de areia. Estes dependem muito do estado da superfície e da geometria do componente. Além disso, após a metalização por projeção de zinco, os componentes têm ainda de ser revestidos ou pintados. O esforço de trabalho na metalização por projeção de zinco é muito elevado, pelo que os custos de mão de obra são um fator decisivo.

Custos da zincagem eletrolítica

Os custos da zincagem eletrolítica dependem sobretudo da espessura da camada e começam em cerca de 0,25 €/kg. Em muitas aplicações, a zincagem eletrolítica é mais barata do que a galvanização por imersão a quente. Com a mesma espessura de camada, porém, a zincagem eletrolítica é muito mais cara do que a galvanização por imersão a quente.

A galvanização é mais barata no estrangeiro?

Ao contrário dos trabalhos de soldadura, os custos da galvanização no estrangeiro não são, em regra, inferiores aos da Europa Ocidental, pelo que, nesses países, as estruturas pintadas são consideravelmente mais baratas do que as galvanizadas. Na Europa Ocidental passa-se o contrário: aqui, os componentes metálicos galvanizados custam geralmente menos do que os pintados.

Galvanizar componentes por conta própria

Construir instalações de galvanoplastia por conta própria

Para trabalhos de bricolagem e peças pequenas, como joias, existem kits para zincagem eletrolítica em casa. Estes são geralmente utilizados para pratear ou dourar, mas com os eletrólitos adequados e um ânodo de zinco apropriado servem também para zincar. Para além dos banhos de galvanoplastia, existem também aparelhos de galvanoplastia manuais mais simples.

Tinta de pó de zinco ou zinco líquido

A tinta de pó de zinco e o zinco líquido são formas simples de aplicar posteriormente ou reparar uma proteção catódica contra a corrosão. Trata-se de um primário que contém partículas finas de zinco. Este pó de zinco confere as propriedades anticorrosivas. Existem tanto para aplicação a pincel como em práticos sprays de zinco. No caso dos sprays, deve ter-se em conta que a espessura da camada de zinco é menor.

Bibliografia complementar sobre a galvanização do aço:

Maaß, Peter / Peißker, Peter

Handbuch Feuerverzinken, 4.ª edição, 2016

Wiley-VCH, Weinheim

Fontes

• DIN EN ISO 1461 – Revestimentos por galvanização por imersão a quente sobre produtos acabados de ferro e aço (galvanização à peça) – Especificações
  e métodos de ensaio – e respetivo suplemento 1
• DIN EN ISO 14713 – Proteção contra a corrosão de estruturas de ferro e aço – Revestimentos de zinco e alumínio –
  Linhas de orientação
• DIN EN 2063 – Thermal spraying – Metallic and other inorganic coatings – Zinc, aluminium and their alloys (ISO 2063:2005)
• COST EFFECTIVE GALVANISING IN REMOTE AREAS – Mr. Stuart Anthony McInally – University of Queensland 2013
• Wikipedia

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