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Tubo redondo de alumínio: calculadora de peso

Tubo redondo em liga de alumínio: 10 medidas correntes com a massa por metro e uma calculadora para a sua. O alumínio pesa menos de 35 % do aço da mesma secção.

Medidas correntes e peso por metro

Alumínio, tubo redondo: massa calculada a partir da secção e de uma densidade de 2,70 g/cm³
Medida, mmSecção, mm²kg/m
12×1350,09
16×1,5680,18
20×21130,31
25×21450,39
30×21760,48
35×22070,56
40×22390,64
50×34431,20
60×35371,45
80×37261,96

De onde vem o número

A secção calcula-se como F = π/4 · (D² − (D − 2t)²). Para 35×2 mm dá 207 mm², o que a uma densidade de 2,70 g/cm³ resulta em 0,56 kg/m.

O alumínio solda-se com TIG em corrente alternada ou com MIG e fio de alumínio; a película de óxido funde perto dos 2050 °C, muito acima do próprio metal, e tem de sair com uma escova de aço inoxidável imediatamente antes de soldar. Os pormenores estão em soldar alumínio.

Como calcular à mão o peso de um tubo

A fórmula F = π/4 · (D² − (D − 2t)²) tira o furo ao círculo cheio. Simplificada, fica F = π · (D − t) · t: o perímetro a meio da parede vezes a espessura da parede. As duas dão o mesmo; a segunda fixa-se melhor.

Exemplo: tubo 50×3, vara de 6 m.

  1. Secção: π · (50 − 3) · 3 = π · 141 ≈ 443 mm². Verificação: π/4 · (2500 − 1936) = π/4 · 564 ≈ 443 mm².
  2. Massa por metro: 443 × 2,70 / 1000 = 1,196 kg/m.
  3. Vara de 6 m: 7,18 kg. Um corrimão de três varas são pouco mais de 21 kg de tubo.

A segunda forma mostra que, com parede fina, a massa cresce quase na proporção do diâmetro: um tubo 40×2 pesa 0,645 kg/m, um 25×2 0,390 kg/m. Dobrar a parede dobra a massa quase exactamente — um pouco menos, porque o perímetro médio diminui.

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Tubo de alumínio contra tubo de aço

Um tubo 50×3 pesa 3,477 kg/m em aço e 1,196 kg/m em alumínio, 0,344 da massa do aço. À flexão, porém, o alumínio é três vezes mais flexível (70 000 contra 210 000 MPa). O momento de inércia de um tubo de parede fina cresce com o cubo do diâmetro, mas só linearmente com a parede — daí a mesma regra do tubo rectangular:

  • o triplo da parede com o mesmo diâmetro — massa ≈ 1,03 da do aço, a poupança desaparece;
  • cerca de 1,44 vezes o diâmetro com a mesma parede — massa ≈ 0,50 da do aço.

Um tubo de aço de Ø50 trocado por um de alumínio de Ø70–75 com a mesma parede flecte mais ou menos o mesmo e pesa cerca de metade. Os elementos resistentes precisam, ainda assim, de verificação de resistência segundo a EN 1999-1-1, não só de flecha. O tubo de aço tem a sua própria calculadora de tubos de aço.

Liga do tubo e massa

Os tubos de alumínio são sobretudo extrudidos em ligas da série 6xxx; na tabela de densidades do site a 6060 e a 6082 têm 2,70 g/cm³, pelo que a tabela acima serve sem correcção. Um tubo 50×3 em 5083 (2,66 g/cm³) pesaria 1,178 kg/m, em 7075 (2,81 g/cm³) 1,245 kg/m. Uma diferença de 1,5–4 % conta quando um lote grande se liquida ao quilo, não numa estrutura isolada.

Soldar tubo de alumínio

  • Posição. Um tubo que se pode rodar solda-se ao baixo, rodando-o continuamente — fica mais regular e mais rápido do que contornar uma junta fixa. As posições de tubo estão explicadas na página das posições de soldadura.
  • Limpeza por dentro. O óxido tira-se com escova de inox também por dentro do bordo, até onde chegar; uma ponta de tubo suja é o caminho directo para a porosidade.
  • Consumível. Para ligas 6xxx a tabela de consumíveis do site aponta o ER 4043 como mais resistente à fissuração a quente; o ER 5356 dá um cordão mais forte e mantém a cor após anodização, mas não acima de 65 °C.
  • Parede de 1–2 mm. O tubo fino fura facilmente no fim do cordão, onde o calor já se acumulou; o final faz-se mais depressa ou com menos corrente.

Os pormenores da técnica estão no artigo sobre soldar alumínio. As secções quadradas e rectangulares ficam na página do tubo quadrado de alumínio, e todas as formas na calculadora de peso do alumínio.

Erros típicos com tubos

  • Diâmetro nominal em vez do exterior. Em canalizações os tubos designam-se por vezes pelo diâmetro nominal; a fórmula precisa do exterior medido com paquímetro.
  • Diâmetro interior no campo D. 50 de interior com parede de 3 mm são 56 por fora — mais 12,8 % de massa.
  • Parede de 1,5 em vez de 2. Num tubo de 16 mm é quase 30 %; a parede verifica-se no corte, não a olho.
  • Tubo calculado como varão. Um varão de Ø50 pesa 5,301 kg/m — mais de quatro vezes um tubo 50×3.

Perguntas frequentes

O peso muda com a liga?

Muito pouco. A densidade das ligas de alumínio vai de 2,66 a 2,80 g/cm³, e nos cálculos comerciais usa-se 2,70. Numa palete inteira a diferença é menor do que a tolerância de laminagem, por isso 2,70 chega para orçamentar e transportar.

Porque é que não bate com o peso do armazém?

Porque a tolerância dimensional funciona nos dois sentidos, e chapas e perfis raramente têm exactamente a espessura nominal. Em parede fina a diferença chega a alguns por cento — ao encomendar à tonelada, conte com margem.

Como calculo um tubo se souber o diâmetro interior?

Some-lhe duas paredes: D = d + 2t. Um tubo com 50 mm de interior e parede de 3 mm é um tubo 56×3 — pesa 1,349 kg/m, não 1,196 kg/m como o 50×3. A fórmula e a calculadora usam o diâmetro exterior.

Um tubo de alumínio é mais rígido do que um varão da mesma massa?

Sim, e bastante. O metal do tubo está longe do eixo, onde mais trabalha à flexão. Um tubo 50×3 (443 mm²) tem mais ou menos a secção de um varão de Ø24, mas à flexão é várias vezes mais rígido — por isso estruturas e corrimãos fazem-se com tubo e não com varão.

Autor: , soldador e serralheiro civil Actualizado:

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