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
| Medida, mm | Secção, mm² | kg/m |
|---|---|---|
| 12×1 | 35 | 0,09 |
| 16×1,5 | 68 | 0,18 |
| 20×2 | 113 | 0,31 |
| 25×2 | 145 | 0,39 |
| 30×2 | 176 | 0,48 |
| 35×2 | 207 | 0,56 |
| 40×2 | 239 | 0,64 |
| 50×3 | 443 | 1,20 |
| 60×3 | 537 | 1,45 |
| 80×3 | 726 | 1,96 |
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.
- Secção: π · (50 − 3) · 3 = π · 141 ≈ 443 mm². Verificação: π/4 · (2500 − 1936) = π/4 · 564 ≈ 443 mm².
- Massa por metro: 443 × 2,70 / 1000 = 1,196 kg/m.
- 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.
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.
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