História da Obtenção de Metais

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Antes do metal
Primeiro metal:
• 8.00AC na Turquia
 Cobre nativo
PEÇAS ERAM MOLDADAS PELA “PANCADA”
“HEURECA”
• A teoria mais aceita é a de que, por 
acidente, um minério de cobre tenha 
caído nas brasas de uma fornalha; a 
“heureca” se deu quando alguém 
notou o derretimento e o posterior 
endurecimento do material numa 
forma diferente
Extraído dos minerais
MALAQUITA CALCOPIRITA
Fornos para o cobre
O BRONZE
• 3.000 a.C
• Cobre + estanho (de 3% a 25%)
• Mesopotâmia (atual Oriente Médio)
• Descoberta também acidental
• Metal mais duro e mais resistente
• FUNDIÇÃO: Fornos mais elaborados, com paredes de pedra, 
permitiam atingir temperaturas de até 1 200 ºC
FERRO
Considerdo pedra dos deuses, já era 
conhecido desde 5.000AC
Enfeite de siderito - meteóro
Primeiros registros do ferro
Adaga com a lâmina 
de ferro encontrada no
enxoval funerário do 
túmulo de Tutancâmon 
(1.324 A.C)
Primeiros minerais utilizados
Hematita Magnetita
Usadas para ajudar a eliminar impurezas da 
fundição do cobre, seus resíduos nos fornos 
começaria a siderurgia. 
Registros
• Há antigos achados de ferro fundido pelo homem da Síria ao 
Azerbaijão, Contudo, nenhum revela como foram obtidos nem as 
técnicas usadas.
• Povos HITITAS (Turquia) primeiros a controlar e, até mesmo, 
monopolizar os produtos de ferro... 
• Império Hitita foi destruído pelos por volta de 1200 a.C
FERRO
• Também descoberto “no acaso”
• Era mais valioso que o ouro e a prata
• Após dominado a técnica, a dispersão dos artesãos e a abundância
do ferro, se tornou mais barato que o cobre espalhando para todo o 
Oriente.
• O ferro facilitou a vida na agricultura graças à aparição da grade de 
arado e do machado de ferro 800 a.C
Utilização do Aço
• Índia: 700 a.C – 300 a.C, variante do aço:
• O “wootz” era extraído a partir do minério de ferro, no qual o 
material era derretido, limpo de impurezas e recebia a adição de 
outros ingredientes que incluíam alta quantidade 
de carbono (aproximadamente 1,5%, segundo um cálculo baseado 
no peso do ferro, o qual costuma ter apenas 1% deste minério)
• Os chineses também aprenderam a misturar ferro fundido com ferro 
forjado para obter aço autêntico por volta de 200 a.C.
METAIS - OBTENÇÃO
Introdução
A primeira obtenção de um material 
metálico pode ter ocorrido por acaso 
numa fogueira: 
Pedras contendo oxido de cobre
foram reduzidas a metal, pelo contato 
com madeira carbonizada sob ação 
do calor.
Reação química:
2Cu2O + C = 4Cu + CO2
EVARILDO
METAIS - OBTENÇÃO
Introdução
Minerais: 
Podem ser compostos por 2, 3, 
4 ou mais elementos. Quando 
um deles apresenta valor 
econômico (% mínimo de 
interesse), o mineral é 
chamado de minério. 
Para obtê-lo devemos separa-
lo dos outros minerais 
(gangas) 
Principais Metais:
1) Metais ferrosos: Ferro, Aço
2) Metais não ferrosos:
Cobre, Alumínio, Estanho, 
Chumbo e Zinco.
Exemplo: Estanho (Sn)
Minério: Cassiterita
Óxido de Estanho (SnO2)
Sn = 78,7% 
O = 21,3%
Devemos fazer o óxido reagir com algum elemento ou 
composto (C) que seja mais ávido pelo oxigênio do que 
o estanho, de forma que ele “roube” o oxigênio ali 
contido através de uma reação do tipo: 
SnO2 + C = Sn + CO2
METAIS - OBTENÇÃO
Fabricação
Geralmente obedece duas fases: a Mineração e Metalurgia.
Mineração: Extração do minério feita a céu aberto ou subterrânea (mecânica ou com 
explosivos), e a Concentração (purificação do minério), feita com processos mecânicos
(Cominuição (britagem e moagem), classificação(levigação, flotação, separação magnética, 
lavagem, etc.), ou químicos (ustulação (aquecimento sob forte jato de ar) e calcinação 
(aquecimento sob fogo direto).
Carajás/PA:
Maior mina de ferro do mundo
Britado
r
Moinho
Levigação: água corrente onde o metal mais
pesado afunda e a ganga escoa.
Flotação: A ganga mais pesada afunda, o minério
em mistura de água e óleo sobe com a espuma)
METAIS - OBTENÇÃO
Mineração (Fluxograma)
Carajás/PA:
Maior mina de ferro do mundo
METAIS - OBTENÇÃO
Metalurgia: São 3 processos básicos
Hidrometalurgia: Utiliza a lixiviação. Tratamento do 
minério com solução aquosa para dissolver e reprecipitar
os metais. Ex. Alguns minérios de cobre, níquel e zinco.
Pirometalurgia: Usa altas temperaturas com auxílio de um 
agente redutor. O calor é fornecido por combustível (coque, 
gás, energia elétrica). Ex. Alto-forno para fundição do ferro.
Eletrometalurgia: Corrente elétrica aplicada a uma 
solução (aquosa ou de sais fundidos) que contém o metal. 
Ex. Extração do alumínio a partir da criolita. cobre, etc.
ALTO-FORNO
METAIS – OBTENÇÃO
Fabricação: Cobre (Cu)
Calcosita(Cu2S)79% Cuprita(Cu2O) 89%
Minérios:
Calcopirita(CuFeS2)35%
Maiores produtores mundiais: Chile (34%), Peru (8%), EUA (7,5%) e a China (6%). 
Brasil é o 15º com 1,4% da produção mundial
Reação de obtenção: Cu2S + O2 = 2Cu (l) + SO2 (g) (para Sulfetos)
2Cu2O + C = 4Cu (l) + CO2 (g) (para Óxidos)
METAIS - OBTENÇÃO
Fabricação: Cobre (Cu) Fluxograma
Após britagem, moagem,
flotação e secagem,
obtêm-se o Concentrado
(Cu=30%). Levado ao
Forno Flash, obtêm-se o
Mate (Cu=60%), depois
do Conversor, obtêm-se
o Blister (Cu=98,5%).
Dependendo do cobre
desejado, o blister pode
ser apenas refinado a
fogo, chegando a 99,7%
ou moldado (anodo) e
ser refinado em cela
eletrolítica, atingindo
pureza = 99,9% (catodo).
METAIS - OBTENÇÃO
Fabricação: Alumínio (Al)
Bauxita (Al2O3 . 2H2O) 35 a 55% Alumina
Minério:
Reação de obtenção: Al2O3 (l) + 3C (s) = 4Al (l ) + 3CO2 (g)
Maiores produtores mundiais: 
Austrália (29%), Brasil (12%), Índia 
(11%), China (10%), Guiné (9%), 
Indonésia (8%), Jamaica (7%).
METAIS - OBTENÇÃO
Fabricação: Alumínio (Al) Fluxograma
A bauxita moída é dissolvida num digestor em
solução cáustica e aquecida sob forte pressão.
Após filtragem, resulta na alumina (Al2O3). Depois
é misturada com criolita (Al2O3 +Na3Al F3) e sofre
uma eletrólise num tanque de ferro (cátodo) com
eletrodos de carbono (ânodo) resultando
alumínio líquido no fundo do tanque.
METAIS - OBTENÇÃO
Fabricação: Bronze (Cu+Sn)
Calcopirita(CuFeS2) Cassiterita(Sn2O)
Minérios:
Bornita(Cu5FeS5)
Após a cominuação e concentração, misturam-se os minerais de cobre e estanho em um alto-
forno alimentado com carvão vegetal ou coque. O anidrido carbônico reduz os minerais a 
metais, o cobre e estanho se fundem a percentual de estanho de 2 a 11%. 
O estanho aumenta a resistência mecânica e dureza do cobre sem alterar a sua ductibilidade.
Poucas são as fábricas que utilizam tecnologia na produção do bronze. Sua composição é 
basicamente cobre mais estanho.
METAIS - OBTENÇÃO
Fabricação: Bronze Ligas
Cu+Sn+Zn (2% de Zinco)
(porcas, parafusos e válvulas)
Cu+Sn+Pb (7 a 15% de Chumbo)
(peças industriais)
Cu+Sn+Al (6 a 20% de Alumínio)
(peças irrigação, hélices, bombas)
Cu+Sn+Mn (15% de Manganês)
(Tubos de esgoto)
Cu+Sn+P (16% de Fósforo)
(eletrodos, reparo de peças de bronze)
METAIS - OBTENÇÃO
Fabricação: Ferro (Fe)
Hematita (Fe2O3) 70% ferro
Minério:
Reação de obtenção: 3Fe2O3 + CO → 2 Fe2O4+ CO2
Fe2O4 + CO → 3 FeO + CO2
FeO + CO → Fe + CO2
Maiores produtores mundiais: China 43%; Austrália 21%; Brasil 12%; outros países (24%)
Magnetita (Fe3O4) 72% ferro
METAIS - OBTENÇÃO
Fabricação: Ferro (Fe) Fluxograma
Após o processo de 
britagem, moagem e 
flotação, resulta o 
Concentrado. Este pode ser 
fundido em redução direta 
produzindo Ferro líquido
ou ser injetado em Alto-
forno junto com carvão 
coque e calcário, 
produzindo o Ferro Gusa e 
escória. O gusa líquido
segue para o Conversor LD 
e produz Aço líquido. A 
escoria serve para 
produção de cimento.
METAIS- OBTENÇÃO
Fabricação: Aço
A carga é minério de ferro, carvão 
coque (produz calor e CO(redutor) e
fundente (calcário CaCO3(elimina 
impuresas)(silicatos de difícil 
fusão). O produto da reação, o 
CaSiO3, irá formar a escória, que é a 
camada superior retirada no fundo 
do forno. O ferro-gusa (camada 
inferior) retirada, vai ao 
forno conversor. Injeta-se oxigênio 
para eliminar impurezas restantes e 
acrescenta-se outras substâncias 
para conferir propriedades. Ao 
fim do processo é produzido o aço 
na forma líquida.
Alto-forno
METAIS - OBTENÇÃO
Fabricação: Chumbo (Pb)
Galena (PbS) 86,6% Chumbo
Minério:
Reação de obtenção: 2PbS + 3O2 = 2PbO + 2SO2. 
PbO + C = Pb + CO
Maiores produtores mundiais: 
China, Austrália, Estados Unidos, 
Peru, Canadá e México, que 
respondem por 82% da produção 
mundial.
METAIS - OBTENÇÃO
Fabricação: Chumbo (Pb) Fluxograma
O minério é preparado por ustulação
ou sinterização (aquecimento do ar), 
para separação do enxofre. Pela fusão, 
o óxido de chumbo é reduzido em alto 
forno, ao qual se adicionam o coque, 
um fundente e o óxido de ferro. O 
produto obtido, chamado chumbo 
bruto, ou chumbo de obra, é separado 
dos demais elementos por diferença 
de densidade no cadinho. Em seguida, 
é submetido a refinação eletrolítica ou 
por destilação. No final do processo 
pode apresentar teor de pureza de 
99,999%
METAIS - OBTENÇÃO
Fabricação: Zinco (Zn)
Blenda ou Esfarelita (ZnS) 67% Zinco
Minério:
Reação de obtenção: 2ZnS(s)+3O2(g) 2ZnO(s)+2SO2(g) (ustulação) (1)
No alto-forno 
ZnO(s)+C(s) Zn(s)+CO(g) (2)
Maiores produtores mundiais: 
China (36%), Austrália (12%), Peru 
(10%), Brasil (1,1%) da produção 
mundial.
METAIS - OBTENÇÃO
Fabricação: Zinco (Zn) Fluxograma
Após britagem, moagem e flotação, 
resulta o concentrado que sofre 
ustulação de modo a produzir o óxido de 
zinco. Por via via seca o óxido obtido 
é reduzido a metal com carbono em alto-
forno. Por via úmida o óxido e lixiviado
com ácido sulfúrico diluído. O sulfato de 
zinco resultante é submetido à eletrólise
com ânodo de chumbo e cátodo de 
alumínio, sobre o qual se deposita o 
zinco puro. Como subprodutos, outros 
metais são obtidos (mercúrio, cádmio, 
ouro, prata, cobre e chumbo). O dióxido 
de enxofre obtido na calcinação é usado 
para produzir o ácido sulfúrico utilizado 
na lixiviação.
ANDRÉ
CLASSIFICAÇÃO DOS METAIS
A tabela periódica é composta por 87 elementos 
metálicos, o que corresponde a cerca 2/3 do total dos 
elementos. 
Entre as características comuns aos metais, as principais são as 
seguintes:
* São sólidos em temperatura ambiente, com exceção 
do mercúrio, que é essencialmente líquido;
*São bons condutores de calor e de eletricidade;
*São dúcteis, ou seja, com metais é possível formar fios. Um 
bom exemplo disso são os fios de cobre, usados em redes de 
transmissão de energia elétrica;
*São maleáveis, o que significa que podem ser moldados sem 
grandes dificuldades;
*Possuem um brilho metálico que os caracterizam.
De acordo com o teor de carbono na composição da liga, 
temos a seguinte classificação e denominações:
• a) aço forjado ou doce (macio, com certa maleabilidade), 
menos de 0,2% de carbono;
• b) aço, entre 0,2 e 1,7% de carbono;
• c) ferro fundido ou coado, entre 1,7 e 6,7% de carbono.
AÇOS PARA CONCRETO ARMADO E PROTENDIDO
Os aços estruturais para concreto armado ou 
protendido, fabricados no Brasil, podem ser classificados em 
três grupos principais:
• • aços de dureza natural, laminados a quente
• • aços encruados a frio
• • aço “patenting”
Aços laminados a quente: não sofrem tratamento algum após a 
laminação. Suas características elásticas são alcançadas pela 
composição química adequada com ligas. Em geral, são 
caracterizados pela existência de um patamar de escoamento no 
diagrama tensão-deformação e grandes deformações de ruptura, 
no ensaio de tração. Como são laminados a quente, não perdem 
suas propriedades se aquecidos. Por isso, podem ser soldados e 
não sofrem demais com a exposição a chamas moderadas em caso 
de incêndio.
Aços encruados a frio: são originalmente aços de dureza natural 
que passam por algum processo para se conseguir um aumento de 
resistência. Os processos mais utilizados são os de tração e de 
torção.
Aços encruados por tração: são os aços trefilados, no processo de 
trefilação, há uma compressão diametral do fio durante sua 
passagem pela fieira a uma tração elevada, ambas respondendo 
pela mudança da textura do aço e pelo aumento de sua 
resistência. Esse aumento é conseguido à custa de grande perda 
de tenacidade.
Aços encruados por torção: o importante na produção de aços 
encruados por torção é assegurar um valor mínimo do 
alongamento de ruptura. Este alongamento de ruptura está 
associado ao ensaio de dobramento e, não sendo obedecido, o aço 
vai romper ao ser dobrado.
Claudio
LIGAS METÁLICAS
As ligas metálicas são materiais formados pela mistura de dois ou
mais componentes, dos quais pelo menos um é metal. O metal
deve, ainda, ser encontrado em maior quantidade na mistura.
Elas são criadas a partir do aquecimento entre os componentes
da liga até os seus respectivos pontos de fusão, de modo
conjunto ou isolado, seguido de esfriamento e solidificação.
As ligas se caracterizam por fornecer ou modificar propriedades
que os metais não apresentam.
Características do METAL-LIGA
• Condutividade elétrica e térmica;
• Resistência à corrosão;
• Brilho;
• Resistência mecânica;
• Temperatura de fusão.
• Desse modo, as ligas oferecem propriedades que os metais 
isoladamente não possuem, contribuindo para que possam 
ser utilizados em diversas finalidades.
Produção de liga metálica
TIPOS E EXEMPLOS
As ligas metálicas são divididas em: Ligas metálicas ferrosas e Ligas
metálicas não-ferrosas
• Ligas metálicas ferrosas: Apresentam o ferro como principal
constituinte. Em geral, apresentam facilidade de sofrer corrosão.
Exemplos: aço e ferro fundido.
FERRO FUNDIDO
O ferro fundido é uma liga
de ferro em mistura eutética com
elementos à base de carbono e silício.
Forma uma liga metálica de
ferro, carbono (a partir de 2,11 e
6.67%), silício (entre 1 e 3%), podendo
conter outros elementos químicos. Os
ferros fundidos dividem-se em três
tipos principais: branco, cinzento e
nodular.
AÇO
O aço é uma liga de ferro carbono,
visto que é formado basicamente
pelos dois elementos: ferro (98,5%)
e carbono (0,008 a 2,11%), além de
pequenas quantidades de
silício, enxofre e fósforo.
Ele é usado para fabricação de
estruturas metálicas, especialmente
da construção civil, que tendem a
sofrer mais tração. Também é
encontrado em panelas, pregos,
parafusos, portas, portões e palhas
de aço.
CARACTERÍSTICAS DOS AÇOS
Existe uma grande e diversificada variedade de aços que se
diferenciam pela forma, tamanho e uniformidade dos grãos
que o compõem e, é claro, por sua composição química. Sendo
que esta pode ser alterada em função do interesse de sua
aplicação final, obtendo-se através da adição de determinados
elementos químicos, aços com diferentes graus de resistência
mecânica, soldabilidade, ductilidade, resistência à corrosão,
entre outros.
De maneira geral, os aços possuem excelentes propriedades
mecânicas: resistem bem à tração, à compressão, à flexão, e
como é um material homogêneo, pode ser laminado, forjado,
estampado, estriado e suas propriedades podem ainda ser
modificadas por tratamentos térmicos ou químicos (FERRAZ,
2003).
O Brasil, atualmente, está entre os dez maiores produtores
mundiais de aço, e particularmente na construção civil o aço é
uma das principais matérias-primas com inúmeras aplicações,
tais como armaduras de concreto, fundações, pontes, viadutos,estruturas metálicas etc.
A norma NBR 7480:2007 é a responsável por especificar o aço
destinado para armaduras de estrutura de concreto armado, de
acordo com ela podemos verificar quais os aços indicados para
este tipo de construção.
Fábrica do Grupo Aço Cearense
LIGAS DE AÇO
• Silício (aço silício) – torna o aço mais macio, com grande elasticidade e
quase sem perda de resistência. Usado para molas.
• Oxigênio – torna o aço mais frágil, difícil de trabalhar.
• Nitrogênio – torna o aço mais duro, porém muito frágil.
• Enxofre – é danoso, torna o aço macio e o clareia.
• Fósforo – é danoso, rebaixa o ponto de fusão. Aumenta a dureza, mas
diminui muito a resistência ao choque e a plasticidade.
• Enxofre e Fósforo – tornam o aço mais fácil de trabalhar, diminuindo o
desgaste das ferramentas e tornando a superfície mais polida.
• Manganês – na proporção de 0,25 a 1% aumenta a resistência aos
esforços e ao desgaste e a capacidade de recozimento. O aço não pode ser
trabalhado a frio.
• Cromo – de 2 a 3% dá grande dureza, resistência à ruptura e a oxidação.
• Níquel – com menos de 7% dá grande elasticidade e resistência ao
choque e à flexão; de 7 à 15% torna o aço muito quebradiço, não é
recomendável; com mais de 15% o aço se torna inoxidável.
Lista dos aços indicados para a armadura de estruturas de concreto 
armado, que são usualmente chamados de barras.
* O aço CA-25 é pouco utilizado, tem superfície obrigatoriamente lisa e 
é fabricado através de laminação a quente. 
* O aço CA- 50 é muito utilizado, tem a superfície nervurada e é 
fabricado através do processo de laminação a quente. Este tipo de aço 
apresenta capacidade de soldabilidade com ótimo dobramento e alta 
resistência. 
* O aço CA-60 é utilizado em meia escala, tem superfície nervurada e é 
fabricado através do processo de trefilação.
Ferragem Reservatório de água - aço CA-50
Aços utilizados em estruturas metálicas, pontes, 
viadutos e fundações
* Aços de alta resistência e baixa liga, como diz o nome, são aços 
com baixos teores de liga com altos limites de resistência. Eles tem 
as chamadas microadições de elementos de liga como o Nb
(nióbio) , Ti ( Titânio) e/ou V (Vanádio) e associados com os 
tratamentos termo mecânicos tem microestrutura com grãos 
finos. 
* A composição química de um aço BLAR pode variar de um 
produto para outro. Um aço típico possui normalmente menos 
que 0,15% de Carbono, 1,65% de Manganês e níveis baixos 
(abaixo de 0,035%) de Fósforo, enxofre e outros elementos. 
Denominação: no Brasil estes aços são muitas vezes referenciados 
como ARBL, BLAR ( Baixa Liga e Alta Resistência),ou em inglês 
HSLA ( High Strenght Low Alloy).
Elemento e Características:
- São mais resistentes e tenazes do que aços carbono convencionais
- São dúcteis
- Tem boa conformabilidade
- São soldáveis
Composição
A composição química de um aço BLAR pode variar de um 
produto para outro. Um aço típico possui normalmente menos 
que 0,15% de Carbono, 1,65% de Manganês e níveis baixos 
(abaixo de 0,035%) de Fósforo, enxofre e outros elementos. 
O baixo carbono garante boa conformabilidade e soldabilidade. A 
resistência destes aços é aumentada pela adição de pequenas 
quantidades de elementos de liga , conforme mostra a tabela 
abaixo. 
Classificação
A classificação SAE é baseada na composição química do aço.
A cada composição normalizada pela SAE (Society of
Automotive Engineers) corresponde a uma numeração com 4
ou 5 dígitos. A mesma classificação também é adotada pela
AISI E American Society for Testing Materials – ASTM. O
sistema de classificação química o SAE é o mais utilizado, e
adota a notação ABXX, em que AB se refere a elementos de
liga adicionados intencionalmente, e XX ao percentual em
peso de carbono multiplicado por cem.
ASTM International, originalmente conhecida como American 
Society for Testing and Materials
Aço inox
O aço inox é formado a partir do aço comum e apresenta ainda
cromo e níquel.
A sua principal característica é que não enferruja, condição
importante para evitar a corrosão dos materiais metálicos. Assim,
é um bom material para produção de utensílios domésticos,
instrumentos da construção civil e peças para automóveis e
indústrias.
Escultura Cloud Gate, Chicago EUA, produzida em 2004 com 110 toneladas 
de aço inoxidável e Inspirada no Mercúrio em estado líquido.
Curiosidades: Ponte Hercílio Luz
• Atualmente, é a única ponte no 
mundo com estrutura treliçada
e sistema de suspensão 
formado por barras de olhal, o 
que também a torna um 
importante símbolo da história 
da engenharia mundial.
Aço BLAR ( Baixa Liga e Alta Resistência)
• Um novo aço foi desenvolvido pela Usiminas onde será utilizado
a primeira estrutura do país a contar com o Sincron WHS 1000T,
de alta resistência mecânica caracterizados pela alta resistência
mecânica e pelo desempenho superior de soldagem em função
do menor carbono equivalente (Ceq). A nova chapa grossa chega
ao mercado para aplicação no segmento de construção civil e será
utilizada na das chamadas barras de olhal. No segmento de
Chapas Grossas, a Usiminas dispõe de linhas de produção com o
uso de tratamento térmico, e de laminação controlada com a
tecnologia de e resfriamento acelerado Continuous Online
Control (CLC).
• Essas combinações geram aço de qualidade, em diferentes níveis
de resistência mecânica.
• O processo CLC permite a obtenção de uma microestrutura
refinada, com impacto positivo nas propriedades mecânicas do aço
(resistência e tenacidade), conforme Figura Abaixo.
Barra de olhal
Rodrigo
Ligas metálicas não-ferrosas
* Como o nome indica, não apresentam ferro. 
* São mais resistentes à corrosão. 
Exemplos: ligas de alumínio, bronze, latão e amálgama.
Alumínio
• O alumínio é um metal leve, macio e resistente. Possui um aspecto cinza
prateado e fosco, devido à fina camada de óxidos que se forma rapidamente
quando exposto ao ar. O alumínio não é tóxico como metal, não-magnético, e
não cria faíscas quando exposto a atrito. O alumínio puro possui tensão de cerca
de 19 MPa e 400 MPa se inserido dentro de uma liga. Sua densidade é
aproximadamente de um terço do aço ou cobre. É muito maleável, muito dúctil,
apto para a mecanização e fundição, além de ter uma excelente resistência à
corrosão e durabilidade devido à camada protetora de óxido. É o segundo metal
mais maleável, sendo o primeiro o ouro, e o sexto mais dúctil.
Alumínio na Engenharia Civil
Usos do alumínio são:
• Meios de Transporte: Como elementos estruturais em aviões, barcos, automóveis, 
bicicletas, tanques, blindagens e outros; na Europa têm sido utilizado com frequência para 
formar caixas de trens.
• Embalagens: Papel-alumínio, latas, embalagens Tetra Pak e outras.
• Construção civil: Janelas, portas, divisórias, grades e outros.
• Bens de uso: Utensílios de cozinha, ferramentas e outros.
• Transmissão elétrica: Ainda que a condutibilidade elétrica do alumínio seja 60% menor que 
a do cobre, o seu uso em redes de transmissão elétricas de alta tensão é compensado pelo 
seu menor custo e densidade, permitindo maior distância entre as torres de transmissão, 
onde é aplicado revestindo um feixe de arame de aço que suporta a força de estiramento e 
deixa o conjunto insensível aos ventos.
• Propriedades físicas
Bronze
• O Bronze é uma liga metálica mais antigas da humanidade, e sua 
fabricação iniciou-se a mais de 3000 anos, e ficou conhecida 
como idade do Bronze. Ele têm como principais elementos 
o Cobre e Estanho. Pode ainda apresentar alumínio, silício e 
níquel.
• É usado para produção de equipamentos industriais, 
ferramentas, conexões hidráulicas e objetos decorativos. Por 
muito tempo foi ainda utilizado na composição de moedas.
Cobre
O cobre é um metal relativamente raro, empregado dasmais
diversas formas. Foi o primeiro metal a ser usadas pelo homem
como substituto da pedra, na confecção de armas, ferramentas
de trabalho etc. Estudos apontam que o cobre foi utilizado pelos
povos que viviam na ilha de Chipre há mais de 6.500 anos, daí a
origem do seu nome, Cuprum.
É um dos metais mais importantes industrialmente, de coloração
avermelhada, dúctil, maleável e bom condutor de eletricidade.
Que apresenta alta condutibilidade elétrica e térmica, só
superada pela da prata.
Latão
• O latão apresenta em sua composição cobre (67%) e Zinco (33%). 
Caracteriza-se por ser uma liga maleável, brilhosa e boa 
condutora elétrica e térmica.
• É usado na produção de armas, munições, aparelhos médicos, 
parafusos, porcas, dobradiças, chaves, molas, metais sanitários e 
bijuterias.
Níquel
• O níquel tem como características alto ponto de
fusão,grande resistência a corrosão e oxidação. Deste modo
o níquel é utilizado, tanto puro como em ligas, em
aproximadamente 300 mil produtos para consumo,
indústria, material militar, moedas, transporte/aeronaves e
em aplicações voltadas para a construção civil.
Características técnicas:
• Dureza 
• Resistência 
• Aderência 
• Espessura uniforme das camadas
• Deposição uniforme 
• Alta resistência à abrasão 
• Proteção contra a corrosão 
• Lubricidade natural
• Soldabilidade
• Condutividade térmica
Cupro Níquel
• Com a ligação dentre dois componentes químicos, o Cobre e no 
máximo 30% Níquel, surge o cupro níquel contém propriedades 
totalmente importantes para trabalhos marítimos e que precisam 
de sua alta resistência. Ele é usado para:
• - Tubos para água salgada;
• - Condensadores e trocadores de calor;
• - Tubos para destiladores e evaporadores;
• - Refinarias de Petróleo;
• - Empresas de geração de energia;
• - Serviços marítimos no geral.
Materiais que podem ser niquelados
• Aço carbono, inox, alumínio, bronze, cobalto, cobre, ligas de estanho, 
ferro, ferro fundido, latão.
ALEX
É um parâmetro mecânico que proporciona uma medida da
rigidez de um material sólido.
Está associado com a descrição de várias outras propriedades
mecânicas, como por exemplo, a tensão de escoamento e
a tensão de ruptura.
Para a maioria dos metais, este módulo varia entre 45 GPa, para
o magnésio, até 400 GPa, para o tungstênio.
Com o aumento da temperatura, o módulo de elasticidade
diminui para praticamente todos os materiais, com exceção de
alguns elastômeros.
Módulo de Elasticidade
Módulo de Elasticidade
Dilatação Térmica
Dilatação Térmica
Cementação é o tratamento termoquímico que consiste em se
introduzir carbono na superfície do aço pelo mecanismo de
difusão atômica com o objetivo de se aumentar a dureza
superficial do material.
Fosfatização é um processo em metalurgia de proteção
superficial de metais, que consiste em se recobrir peças
metálicas com fosfatos de zinco, ferro e manganês. São usadas
sobre peças de aço para aumentar a resistência à corrosão.
Tratamento superficial
Anodização é um tratamento de superfície de proteção e
decorativo usado para melhorar as qualidades de trabalho e
apelo visual de itens feitos de uma variedade de metais,
incluindo ligas de alumínio, zinco e titânio. O tratamento
envolve a manipulação das camadas de óxido natural nos
metais para produzir uma película tornando os metais mais
grossos e mais duráveis.
Tratamento superficial
Tratamento térmico pode ser definido como o aquecimento
ou resfriamento controlado dos metais feito com a finalidade
de alterar suas propriedades físicas e mecânicas, sem alterar a
forma do produto final.
O amolecimento é feito para reduzir a dureza, remover
tensões residuais, melhorar a tenacidade ou quando se deseja
refinar o grão do material.
O endurecimento dos aços é feito para aumentar a resistência
mecânica e a resistência ao desgaste. O pré-requisito para
endurecer um aço é que haja carbono suficiente para se
conseguir o endurecimento.
Tratamento térmico
Tenacidade é a energia mecânica, ou seja, o impacto
necessário para levar um material à ruptura. Tenacidade é
uma medida de quantidade de energia que um material pode
absorver antes de fraturar. Os materiais cerâmicos, por
exemplo, têm uma baixa tenacidade.
Tal energia pode ser calculada através da área num gráfico
Tensão - Deformação do material, portanto basta integrar a
curva que define o material, da origem até a ruptura.
Tenacidade
TIAGO
Metais na construção Civil
A utilização de metais na construção civil tem um espectro altíssimo de aplicações, desde de detalhes de acabamento, até a própria alma 
estrutural das edificações.
Por ser um material com alta resistência e possível de ser moldado as necessidades mais especificas imagináveis, o aço é material indispensável nas obras modernas, 
sejam elas obras feitas quase integralmente com esse material, como pontes, silos de grãos, galpões, dentre muitas outras...
Até sua utilização como reforço de 
Armação para estruturas em 
concreto, conhecidas como 
estruturas de concreto armado.
• Numa estrutura de concreto 
armado, o aço tem como função 
básica resistir aos esforços de 
tração. Isso ocorre, pois, o 
concreto não possui resistência 
à tração suficiente para absorver 
os esforços solicitantes de uma 
edificação. Nessa lógica, durante 
a realização do cálculo 
estrutural, as regiões sujeitas 
aos esforços de tração devem 
ser armadas. 
O trabalho solidário do concreto com o aço é possível graças às 
compatibilidades física e química que ocorrem entre os dois materiais:
• Compatibilidade física - o aço e o concreto possuem deformações 
próximas durante as variações térmicas.
• Compatibilidade química - o aço não se corrói com o ambiente 
alcalino do concreto.
• Além disso, para que o concreto e o aço 
trabalhem solidariamente, resistindo aos esforços 
a que são submetidos, deve haver uma aderência 
entre os dois materiais. Essa aderência é 
garantida através de ligação mecânica, propiciada 
pela rugosidade das barras de aço e também pela 
introdução de mossas e saliências na superfície 
das barras.
• Durante a execução, deve-se tomar o cuidado 
para que as armaduras sejam totalmente 
cobertas pelo concreto, para evitar a corrosão do 
aço.
Dentro das aplicações possíveis para o reforço das estruturas de concreto, a forma de utilização do 
aço pode variar desde de vigas de aço em H que são muito utilizadas em estrutura que suportam 
grandes forças, como no caso dos arranha céus, muito comuns em grandes metrópoles onde o 
espaço para construção é limitado.
Esse sistema é muito mais caro que o sistema de concreto armado com vergalhões, mas em contra 
partida é um sistema muito mais rápido e permite a construção de estruturas com grandes alturas 
em um tempo muito menor.
No Brasil a “regra” é a 
utilização de vergalhões para o 
reforço de estruturas de 
concreto. Seguindo o mesmo
principio, as barras são
utilizadas para o reforço da 
estrutura dispostas em
vergalhões de diferentes
bitolas a depender da 
demanda de esforço exigido
pelo projeto.
Esse sistema apesar de ser muito
mais barato que o sistema norte
americano, ele não permite a 
construção de edificações tão
altas e é muito mais demorado, 
pois esse sistema necessita da 
confecção das estruturas por
corte e dobra dos vergalhões, 
executadas muitas vezes em loco, 
o que demanda tempo e mão de 
obra, tornando nosso processo
construtivo mais lento e em
comparação.
Normas 
brasileiras para 
concreto armado
NB 1 NBR 6118 Projeto e Execução de Obras de Concreto Armado
NB 2 NBR 7187 Cálculo e Execução de Pontes de Concreto Armado
NB 4 NBR 6119 Cálculo e Execução de Lajes Mistas
NB 5 NBR 6120 Cargas Para o Cálculo de Estruturas de Edificações
NB 6 NBR 7188Cargas Móveis em Pontes Rodoviárias
NB 7 NBR 7189 Cargas Móveis em Pontes Ferroviárias
NB 8 NBR 5984 Norma Geral do Desenho Técnico
NB 16 NBR 7191 Execução de Desenhos para Obras de Concreto Simples ou Armado
NB 49 Projeto e Execução de Obras de Concreto Simples
NB 51 Projeto e Execução de Fundações
NB 116 NBR 7197 Cálculo e Execução de Obras de Concreto Protendido
NB 599 NBR 6123 Forças Devidas ao Vento em Edificações
EB 1 NBR 5732 Cimento Portland Comum
EB 3 NBR 7480 Barras e Fios de Aço Destinados a Armaduras para Concreto Armado
EB 4 NBR 7211 Agregados para Concreto
NBR 722 Execução de Concreto Dosado em Central
EB 565 Telas de Aço Soldadas para Armaduras de Concreto
EB 780 Fios de Aço para Concreto Protendido
EB 781 Cordoalhas de Aço para Concreto Protendido
MB 1 NBR 7215 Ensaio de Cimento Portland
MB 2 NBR 5738 Confecção e Cura de Corpos de Prova de Concreto Cilíndricos ou Prismáticos
MB 3 NBR 5739 Ensaio de Compressão de Corpos de Prova Cilíndricos de Concreto
MB 4 NBR 6152 Determinação das Propriedades Mecânicas à Tração de Materiais Metálicos
MB 215 Determinação do Inchamento de Agregados Miúdos para Concreto
MB 256 Consistência do Concreto pelo Abatimento do Tronco de Cone
NBR 7187 Cálculo e Execução de Ponte em Concreto Armado
NBR 7212 Execução de Concreto Dosado em Central
NBR 7807 Símbolo Gráfico para Projeto de Estruturas – Simbologia
NBR 8681 Ações e Segurança nas Estruturas
NBR 8953 Concreto para Fins Estruturais – Classificação por Grupos de Resistência
NBR 9062 Projeto e Execução de Estruturas de Concreto Pré-Moldado
NBR 11173 Projeto e execução de Argamassas Armadas
NBR 12317 Controle Tecnológico de Materiais Componentes do Concreto
NBR 12654 Controle tecnológico dos Materiais Componentes do Concreto
NBR 12655 Concreto – Preparo, Controle e Recebimento do Concreto
A principal norma referente ao concreto armado é a NBR 
6118/2003 – Projeto de estruturas de concreto –
Procedimento. 
Entretanto, várias outras normas são utilizadas no momento 
da concepção do projeto para atender as peculiaridades de 
cada obra. 
Algumas delas estão listadas abaixo, mas existem outras que 
poderiam ser listadas.
https://www.escolaengenharia.com.br/concreto-armado/
Fora o papel essencial que o aço 
exerce nas edificações, ele também 
tem papel de destaque na confecção 
dos equipamentos necessários para a 
execução das obras, sendo o material 
mais utilizado hoje na confecção das 
estruturas provisórias que permitem 
a “moldagem do concreto e do aço” 
nas suas formas finais.
Aço na estrutura e nas formas
• O aço Também é utilizado em 
equipamentos de suspenção, 
maquinas de elevação e de transporte 
de pessoas. 
• Com normas especificas, o Brasil se 
destaca na américa Latina como um 
do melhores fabricantes de 
elevadores, gruas e maquinas de 
elevação, dominando boa parte do 
mercado e servindo de modelo para 
muitos países latinos na elaboração de 
normas reguladoras.
Além das aplicações estruturais 
permanentes ou provisórias, os 
metais tem uma enorme gama de 
aplicações possíveis na área da 
construção, sendo realmente um dos 
materiais mais versáteis já utilizados 
homem.
Bruna
ENSAIOS EM MATERIAIS METÁLICOS
ENSAIO DE DETERMINAÇÃO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS À 
TRAÇÃO
NBR 6152 - Materiais Metálicos: “Determinação das Propriedades Mecânicas à Tração -
Métodos de Ensaio”
 Resistência à tração
 Alongamento
ENSAIO DE DOBRAMENTO
NBR 6153
 Corpo-de-prova é dobrado a 180º 
 Diâmetro do pino: Depende da resistência e do diâmetro 
do aço ensaiado.
ENSAIO DE DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE 
DE CONFORMAÇÃO SUPERFICIAL
 Avalia a aderência da barra e do fio de aço ao concreto pelo espaçamento de 
fissuras
 Comparativo entre a barra nervurada e lisa
 Não é um ensaio de recebimento
AÇO PARA ESTRUTURAS DE CONCRETO 
ARMADO NORMALIZAÇÃO – BITOLAS CA 25 CA 
50
NBR 7480
AÇO PARA ESTRUTURAS DE CONCRETO 
ARMADO NORMALIZAÇÃO – BITOLAS CA60
NBR 7480
NOVAS TÉCNICAS E TECNOLOGIAS
A impressão 3D já existe há décadas, mas 
ainda é mais usada como hobby ou para a 
produção de protótipos. E imprimir qualquer 
coisa que não fosse plástico – especialmente 
metal – era caro e demorado. Agora, contudo, 
o preço está caindo e a impressão está se 
tornando tão mais fácil que pode ser usada de 
forma mais prática na produção de itens. Se for 
amplamente adotada, isso pode mudar o 
modelo de produção industrial.
Impressora 3D é usada para construir uma ponte em Amsterdã, uma técnica que pode se tornar a 
solução para locais de difícil acesso.
A empresa de engenharia civil MX3D quer usar impressoras 3D robóticas "que podem desenhar 
estruturas em aço em três dimensões". "Estes robôs são diferentes porque podem imprimir sem 
ficarem limitados pelo tamanho das plataformas de construção como acontece com as 
impressoras 3D tradicionais.
EVARILDO
METAIS – DESCARTE E REUSO
Os metais são 100% reciclaveis
Normas de reciclagem:
Diversas são as normas e resoluções para 
reciclagem do material:
Alumínio: ABNT NBR 16598
Ferro: ABNT NBR 16229
Chumbo: Resolução Conama 401/2008 
(limites de uso do chumbo). Descarte 
apropriado
Materiais de Risco Ambiental:
Baterias de telefone celular, pilhas, 
telefones sem fio e outros aparelhos 
eletrônicos.
Comitê Brasileiro do (Metal)
Comitê Interministerial para Inclusão 
Social e Econômica dos Catadores de 
Materiais Reutilizáveis e Recicláveis (CIISC)
Carajás/PA:
Maior mina de ferro do mundo
As sucatas de materiais ferrosos 
são vendidas para as siderúrgicas 
e fundições que os usam como 
matéria-prima para a produção 
de aço. As mais comuns são: 
• aço e ferro, usados em obras 
de construção civil; 
• tubos de ferro e aço;
• ferro fundido - blocos de 
motores, peças, tubos, conexões; 
• latas vazias; 
• cabos elétricos; 
• tambores de 200 litros;
• peças de máquinas; 
• pedaços de objetos variados
METAIS – DESCARTE E REUSO
As sucatas de não ferrosos mais comuns são:
• alumínio - latinhas de bebidas, janelas, 
portões, grades, panelas, rodas,
marmitex;
• cobre encapado - fos com capa de isolação;
• cobre nu - fos sem isolação, tubos;
• chumbo - redes de canalização, tanques e 
aparelhos de raios, lacres, chumbo
de roda;
• zinco - placas de pilhas, telhas;
• estanho - peças variadas;
• níquel - peças variadas;
• titânio - peças variadas;
• bronze - peças variadas;
• latão - peças variadas;
• magnésio - peças de veículos. 
METAIS – DESCARTE E REUSO
Sucatas pesadas: 
“ferros-velhos” (vigas, equipamentos, 
chapas, grelhas etc.); 
Os metais são 100% recicláveis. São separados em ferrosos; não ferrosos e por tipo: 
Sucatas de 
obsolescência: 
materiais 
destinados ao 
lixo, após o uso.
Sucatas de processo: 
cavacos, limalhas e 
rebarbas, além de 
peças defeituosas que 
voltam ao processo 
industrial;
METAIS – DESCARTE E REUSO
No Brasil:
Em 1 t de aço reciclado 
economiza-se:
1.140kg de minério de 
ferro
154kg de carvão
18kg de cal
Carregamento no FEA:
70% Sucata
30% Gusa
METAIS – DESCARTE E REUSO
RECICLAGEM DE LATAS DE ALUMÍNIO
(Ciclo Completo)
Brasil: 1º no mundo
98,4% reciclado
Mundo: 75% reciclado
Com a redução acentuada na 
produção de alumínio primário, houve 
um aumento na importação de sucata 
para compensar o suprimento do 
metal.
Aumento de 115% de 2012 a 2014.
A economia de energia é de 95% em 
relação ao processo primário, sem 
contar toda a lama vermelha (resíduo 
da mineração) que é evitada.
METAIS – DESCARTE E REUSO
Maiores recicladores do Mundo: milhões de toneladas(2003)
Estados Unidos: 56,1
China: 50,5
Japão: 45,1
Coreia do Sul: 23,0
Itália: 20,3
Alemanha: 19,1
Turquia: 14,9
Espanha: 14,5
França: 10,2
Taiwan: 10,2
Brasil reciclava em 2014 10 milhõesde toneladas de aço por ano