Calculadora de Peso de Aço - Peso Instantâneo para Barras, Chapas e Tubos

Calculadora de peso do aço

Uma calculadora de peso do aço determina a massa de uma peça de aço a partir de seu formato e de suas dimensões. Ela funciona para três formatos comuns: barras maciças, chapas planas e tubos ocos. A calculadora multiplica o volume da peça pela densidade do aço e informa o resultado em quilogramas, gramas e libras.

Saber o peso de uma peça de aço é importante antes de encomendá-la, içá-la ou transportá-la. Uma oficina precisa desse dado para calcular o preço de um corte. Um engenheiro precisa dele para verificar se uma viga não excede a carga de projeto de uma estrutura. Um operador de guindaste precisa dele para confirmar que a carga está dentro da capacidade nominal da máquina.

Fórmula do peso do aço

A fórmula geral é:

$\text{Peso} = \text{Volume} \times \text{Densidade}$

Densidade é a massa concentrada em um determinado volume de um material. O aço carbono comum tem densidade de 7,85 gramas por centímetro cúbico (g/cm³). Isso significa que um centímetro cúbico de aço comum, um cubo menor que um cubo de açúcar, pesa 7,85 gramas.

O volume é medido em centímetros cúbicos (cm³) e depende do formato. Os três formatos abaixo usam fórmulas de volume diferentes, portanto é importante escolher a fórmula correta.

Fórmula do volume de uma barra (cilindro)

Uma barra é um cilindro maciço, como uma barra redonda ou um segmento de vergalhão.

$V = \pi \times r^2 \times L$

• V = volume (cm³)
• r = raio da barra (cm), igual ao diâmetro ÷ 2
• L = comprimento da barra (cm)

Fórmula do volume de uma chapa (placa plana)

Uma chapa é uma peça retangular plana, como uma chapa de aço ou uma chapa metálica.

$V = L \times W \times T$

• L = comprimento (cm)
• W = largura (cm)
• T = espessura (cm)

Fórmula do volume de um tubo (cilindro oco)

Um tubo é um cilindro com o centro oco. Seu volume é o volume do cilindro externo menos o volume do cilindro interno (oco).

$V = \pi \times L \times (R_o^2 - R_i^2)$

• L = comprimento (cm)
• R_o = raio externo (cm), igual ao diâmetro externo ÷ 2
• R_i = raio interno (cm), igual ao diâmetro interno ÷ 2

Quando o volume é conhecido, o peso em quilogramas é obtido por:

$\text{Peso (kg)} = \frac{\text{Volume (cm}^3\text{)} \times 7.85}{1000}$

Como calcular o peso do aço

1. Identifique o formato: barra, chapa ou tubo.
2. Meça as dimensões necessárias em centímetros (diâmetro e comprimento para uma barra; comprimento, largura e espessura para uma chapa; diâmetro externo, diâmetro interno e comprimento para um tubo).
3. Aplique a fórmula de volume correspondente acima.
4. Multiplique o volume por 7,85 g/cm³ para obter o peso em gramas e, em seguida, divida por 1000 para obter o peso em quilogramas.
5. Para obter libras, divida o peso em gramas por 453,59237. Uma libra é definida como exatamente 0,45359237 quilogramas, portanto 453,59237 gramas equivalem a uma libra.

Em um tubo, o diâmetro interno deve ser menor que o diâmetro externo. Se um tubo tiver diâmetro externo de 5 cm e paredes de 0,3 cm, o diâmetro interno será 5,0 − (2 × 0,3) = 4,4 cm, e não 4,7 cm, porque a parede existe nos dois lados do furo.

Exemplo prático

Exemplo 1: uma barra de aço

Uma barra tem 2,5 cm de diâmetro e 300 cm de comprimento.

1. Raio = 2,5 ÷ 2 = 1,25 cm
2. Volume = π × 1,25² × 300 ≈ 1.472,6 cm³
3. Peso = 1.472,6 × 7,85 ÷ 1000 ≈ 11,56 kg (11.560,1 g ÷ 453,59237 ≈ 25,49 lb)

Exemplo 2: uma chapa de aço

Uma chapa mede 120 cm de comprimento, 80 cm de largura e 0,3 cm de espessura.

1. Volume = 120 × 80 × 0,3 = 2.880 cm³
2. Peso = 2.880 × 7,85 ÷ 1000 ≈ 22,61 kg

Exemplo 3: um tubo de aço

Um tubo tem diâmetro externo de 4,2 cm, diâmetro interno de 3,8 cm e comprimento de 250 cm.

1. Raio externo = 2,1 cm; raio interno = 1,9 cm
2. Volume = π × 250 × (2,1² − 1,9²) = π × 250 × 0,8 ≈ 628,3 cm³
3. Peso = 628,3 × 7,85 ÷ 1000 ≈ 4,93 kg

Densidade do aço por tipo

O valor de 7,85 g/cm³ aplica-se ao aço carbono comum, composto principalmente de ferro com uma pequena quantidade de carbono. Outras ligas de aço e outros metais diferem:

Para estimar o peso de outro metal, multiplique o resultado do aço por (a densidade desse metal ÷ 7,85).

Perguntas frequentes

Por que o peso calculado difere do peso informado pelo fornecedor?

Vários fatores causam pequenas diferenças. As usinas siderúrgicas produzem barras e chapas dentro de uma tolerância de fabricação, portanto uma barra de “10 mm” pode, na realidade, medir 9,8–10,2 mm. Os revestimentos também acrescentam peso: a galvanização por imersão a quente adiciona aproximadamente 3–5%, e a carepa de laminação, a camada escura de óxido deixada pela laminação a quente, adiciona aproximadamente 0,5–1%. O peso calculado normalmente fica dentro de 2–3% do peso medido em uma balança, o que é suficientemente próximo para cotações e planejamento de materiais.

Esta fórmula pode ser usada para aço inoxidável ou alumínio?

Sim, ajustando a densidade. Multiplique o resultado do aço comum pela razão entre a densidade do outro metal e 7,85. Para aço inoxidável, acrescente aproximadamente 2%. Para alumínio, divida por aproximadamente 2,9. A tabela de densidades acima fornece os fatores de ajuste para outros metais comuns.

Como é calculado o peso do vergalhão?

O peso do vergalhão é calculado da mesma forma que o de uma barra maciça, usando seu diâmetro nominal. O vergalhão nervurado, que tem saliências para melhorar a aderência, pesa aproximadamente 1–2% mais que uma barra lisa do mesmo diâmetro; essa diferença é pequena o suficiente para ser ignorada na maioria das estimativas. Um vergalhão de 10 mm resulta em aproximadamente 0,62 kg por metro usando a fórmula da barra; um vergalhão de 16 mm resulta em aproximadamente 1,58 kg por metro.

Como é calculado o peso de tubos quadrados ou retangulares?

Tubos quadrados e retangulares não são cilindros, portanto as fórmulas de barra e de tubo não se aplicam diretamente. Em vez disso, subtraia o volume interno oco do volume externo maciço: o volume externo é comprimento × largura externa × altura externa, e o volume interno é comprimento × (largura externa − 2 × espessura da parede) × (altura externa − 2 × espessura da parede). Para um comprimento de 100 cm, dimensões externas de 5 cm × 3 cm e paredes de 0,3 cm, o volume externo é 1.500 cm³, o volume interno é 100 × 4,4 × 2,4 = 1.056 cm³, portanto o volume de aço é 444 cm³, resultando em um peso de aproximadamente 3,49 kg.

Por que um pequeno erro de medição tem tanta importância?

O volume de uma barra ou de um tubo depende do quadrado do raio, portanto um pequeno erro no diâmetro é ampliado. Um erro de 1 mm em um diâmetro de 10 cm altera o peso calculado em aproximadamente 2%. Medir com paquímetros, em vez de uma fita métrica, mantém os resultados mais próximos do peso medido em uma balança.

Referências

1. ASTM A6/A6M-19, Especificação padrão para requisitos gerais de barras, placas, perfis e estacas-pranchas de aço estrutural laminados, ASTM International, 2019.
2. American Institute of Steel Construction, Manual de construção em aço, 15.ª edição.
3. BS EN 10025-1:2004, Produtos laminados a quente de aços estruturais — Condições técnicas gerais de fornecimento, British Standards Institution.
4. B. N. Taylor e A. Thompson (eds.), Publicação especial 811 do NIST: Guia para o uso do Sistema Internacional de Unidades (SI), edição de 2008, Apêndice B.8 (1 lb avoirdupois = 0,453 592 37 kg exatamente).