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Granalha de aço 
vs. areia de sílica

Artigo técnico

Granalha de aço vs. areia de sílica

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ESTUDO COMPARATIVO

Granalha de aço ou areia: qual convém em recintos fechados

Quando o jateamento com areia é realizado em recintos fechados —cabines de jateamento, tanques, porões de navios— com equipamentos de ar comprimido, a escolha do abrasivo define o custo, a produtividade e a segurança de todo o processo. Esses equipamentos trabalham indistintamente com qualquer abrasivo, de modo que com uma mesma instalação se pode escolher o mais conveniente para cada trabalho.

As duas opções históricas são a areia de sílica e a granalha de aço. Nesta nota as comparamos em custo, rendimento, geração de pó e riscos, sobre um mesmo equipamento e um mesmo grau de acabamento. (Não se incluem os equipamentos de turbina centrífuga, pois não podem trabalhar com areia.)

A areia como abrasivo

A areia é o abrasivo natural mais disponível e de menor custo: historicamente foi “o abrasivo”, e daí vem o nome de todo o processo —jateamento com areia (sandblasting). A que se usa é areia de sílica (nunca calcária), porque tem a dureza necessária para o trabalho. Por ser um material natural, deve ser analisada pelos contaminantes que carrega de sua origem (dunas, rios, pedreiras) e, antes de usar, é preciso peneirá-la —para retirar finos e grossos— e secá-la, já que absorve umidade.

Sua grande limitação é a fragilidade: projetada por equipamentos de alta produção, é usada uma única vez, porque mais de 80% se pulveriza no primeiro impacto. Isso gera enormes volumes de pó muito fino (abaixo de 300 mesh) e uma forte poluição no ambiente de trabalho.

Além disso, ao fraturar-se libera sílica livre, causa da silicose, uma doença pulmonar irreversível. Por esse motivo o uso de areia como abrasivo é proibido ou fortemente restrito na maioria dos países tecnologicamente avançados, e obriga a extremar as medidas de segurança onde ainda é utilizada.

A granalha de aço como abrasivo

A granalha de aço é fabricada por fusão, com composição química controlada. Do processo obtêm-se partículas arredondadas —a granalha esférica (shot)— que, ao fraturar-se nos diâmetros maiores, dão origem à granalha angular (grit).

Nos trabalhos em que substitui a areia, usa-se quase sempre granalha angular, às vezes com uma pequena porcentagem de esférica: a partícula angular apresenta arestas e pontas e, ao impactar, trabalha como uma ferramenta que crava e arrasta sobre a superfície. Pode ser selecionada conforme o trabalho, não só pelo tamanho —uniforme em todas as partículas— mas também pela dureza, em faixas definidas.

Sua grande vantagem é a reciclabilidade: conforme diâmetro, tipo e dureza, uma mesma carga é projetada entre 700 e 5.000 vezes. Por ser aço temperado e revenido, não contamina a superfície de trabalho. Como não absorve umidade, não requer secagem prévia, e por ter granulometria homogênea produz um acabamento totalmente uniforme. O pó que gera provém quase só do material removido da peça, não do abrasivo.

Tabela comparativa de características

Estas são as propriedades de ambos os abrasivos lado a lado:

CaracterísticaAreiaGranalha de aço
TipoSilicaMetálica
FormaIrregular arredondadaAngular
Dureza5–6 Mohs40–68 RC
Densidade1.600 kg/m³4.000 kg/m³
Sílica livre90 %0 %
Mesh6–30018–200
Fator de reutilização1 vez700 a 5.000 vezes

Nota: Valores de referência; podem variar conforme o fornecedor, a qualidade e a granulometria do abrasivo. Dureza em escalas distintas: Mohs para a areia e Rockwell C (RC) para a granalha, não comparáveis diretamente entre si. O fator de reutilização da granalha depende do diâmetro, do tipo e da dureza.

Estudo de custos por metro quadrado

Para comparar em condições reais, tomamos o mesmo trabalho e o mesmo equipamento, variando apenas o abrasivo. As condições do ensaio são: equipamento de jateamento CB 250-1DM (250 litros de capacidade), bico Venturi de 8 mm de passo longo, consumo de ar comprimido de 3,8 m³/min a 7 kg/cm², e um grau de acabamento SA 2½ (SSPC-SP10, metal quase branco). Sob essas condições, o custo de abrasivo por m² com areia é da ordem de 14 a 18 vezes maior que com granalha de aço —conforme se compare com a angular G40E ou a esférica—, ao que se somam o maior custo logístico, por mover e dispor volumes muito maiores de areia e de pó, e uma menor produção por hora. Os valores são detalhados a seguir:

AbrasivoProdução (m²/h)Consumo (kg/m²)Custo (u$s/m²)Vida do bico (h)
Granalha RS-58 (esférica)200.250.20700Muito baixa
Granalha G40E (angular)150.330.261.200Muito baixa
Areia de sílica10403.6300Muito alta

Valores médios; o consumo e o custo variam conforme qualidade, dureza, velocidade de impacto e fornecedor.

Outros fatores a considerar

Além do custo do abrasivo por m², há diferenças operacionais que impactam o investimento inicial, a manutenção e a qualidade do trabalho. As principais são as seguintes.

Desgaste dos equipamentos
• Ambos os abrasivos usam equipamentos de projeção e proteção do operador semelhantes.

• Mas a areia é mais abrasiva e desgasta muito mais rápido a linha de transporte, as mangueiras, os acoplamentos e o bico.

Pó e sistema de filtragem

• A areia gera muito mais pó, exigindo sistemas de extração e filtragem de 3 a 5 vezes maiores que os da granalha.
• Esses equipamentos são a parte mais cara da instalação e elevam o custo de manutenção dos elementos filtrantes.

Recuperação vs. disposição

• Com granalha instala-se um sistema de recuperação e limpeza para reutilizar o abrasivo de forma eficiente.
• Com areia, ao contrário, cabe apenas um sistema de coleta e disposição final do resíduo.

Rugosidade obtida

• A granalha de aço produz uma rugosidade absolutamente uniforme em toda a superfície.
• Com areia, a rugosidade varia conforme a zona tratada.

Conclusão

Em recintos fechados e com equipamentos de ar comprimido, a granalha de aço é nitidamente mais vantajosa que a areia. As razões que o sustentam:

• Maior produtividade e menor custo de abrasivo por m² limpo (da ordem de 14 a 18 vezes).
• Menor custo de manutenção e menor investimento em sistemas coletores de pó.

• Melhor qualidade de trabalho: homogeneidade, rugosidade e limpeza uniformes.

• Menor geração de resíduos e pó, e menor contaminação ambiental.

• Maior segurança para o operador: melhor visibilidade e sem o risco de silicose associado à sílica livre.

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