Se você já esteve envolvido no projeto ou na gestão de um projeto de Energia e Indústria (E&I), é provável que tenha enfrentado o desafio de fixar elementos ao aço revestido. Alguns dos elementos mais comuns são (ver Figura 1):
 

• Equipamentos;
• Plataformas;
• Leito de cabos tipo escada para serviços elétricos e telecomunicações;
• Suportes de tubulações;
• Suportes multidisciplinares, incluindo instalações mecânicas, elétricas e HVAC.

Figura 1 - Fixação de bandejas portacables (esquerda) e suportes de tubulações ao aço (direita).

Tradicionalmente, existem duas formas de fixar os elementos mencionados à estrutura de aço, que são (i) soldagem e (ii) aparafusamento (ver Figura 2).



Figura 2 - Formas tradicionais de fixação de elementos ao aço: soldadura (esquerda) e parafusamento (direita).
 

Métodos Tradicionais de Fixação em Aço

A soldadura é um método muito confiável e robusto, o que fez com que fosse utilizada durante décadas. No entanto, quando se trata de soldadura tradicional, existem alguns desafios, particularmente:

• Requer ponto estável de conexão elétrica, que pode ser difícil de encontrar em um canteiro de obras;
• As faíscas são um risco potencial em termos de Saúde, Segurança e Meio Ambiente;
• É uma tarefa que exige muito tempo;
• Requer um operador qualificado;
• No aço revestido, são necessários retrabalhos após a solda como inspeção e repintura.

 
A outra alternativa, parafusos ou pinos, consiste basicamente em fazer furos passantes na estrutura de aço, que possam ser acessíveis em ambos os lados, para ajudar a garantir uma fixação adequada. Do ponto de vista da ferramenta, pode representar um baixo investimento, no entanto, existem alguns grandes desafios associados a este método, especialmente:

• Processo lento e exaustivo para o operador;
• Não é ergonômico, já que pode ser bem difícil de executar em alguns locais/direções;
• Requer proteção contra corrosão antes de fixar, o que nem sempre é eficiente;
• Se for necessária uma furadeira magnética de apoio, esta não pode ser instalada em todos os locais;
• Nem todos os locais permitem acesso em ambos os lados.

Soluções Hilti para Fixação em Aço

Para responder aos desafios mencionados nos métodos tradicionais de fixação em aço, a Hilti tem trabalhado no desenvolvimento de novas soluções de fixação, com uma longa história e uma vasta experiência nesta área. Nesse sentido, podemos destacar quatro principais soluções de produtos Hilti: 

(i) X-ST GR
(ii) X-BT
(iii) S-BT HL
(iv) F-BT.

Na Figura 3 pode-se encontrar uma representação esquemática das 4 soluções.
 
A primeira solução lançada pela Hilti, em 1994, foi o X-ST GR. Trata-se de um pino roscado de aço inoxidável fixado diretamente ao aço base através de uma ferramenta acionada por pólvora, o que o torna uma solução muito rápida.
 
Já o X-BT é um pino roscado de aço inoxidável que funciona com uma tecnologia de solda de ponta arredondada. A primeira geração do X-BT foi lançada há mais de 20 anos. É executado um pré-furo no aço base e o fixador é então cravado nele, o que gera uma alta temperatura, provocando uma solda por atrito. Há uma fusão dos metais ao longo de todo o perímetro do pino, o que significa que a umidade não pode penetrar no orifício piloto, garantindo proteção contra corrosão.
 
Os elementos de fixação S-BT HL, de 2023, são a segunda geração dos S-BT, lançados originalmente em 2016. Os fixadores são pinos roscados fabricados em aço carbono endurecido 1038 e aço inoxidável austenítico-ferrítico (Duplex). A tecnologia de fixação é chamada de autossoldagem de ponta arredondada, na qual é executado um furo piloto no aço base onde, em seguida, um pino roscado é aparafusado. O pino roscado tem um diâmetro ligeiramente superior ao do orifício, por isso são necessários altos torques para a aplicação. A primeira rosca do parafuso é a rosca de corte que formará a rosca interna no material base onde o S-BT HL é aparafusado. Esta rosca inferior não tem capacidade de carga, porém, depois, a interseção das outras roscas do parafuso e as roscas do material base garantirão o travamento e uma fixação muito robusta.
 
Os fixadores F-BT fazem parte de um sistema chamado Fusão de Pinos Sem Cabos, que é um processo de soldagem de arco submerso sem a necessidade de uma fonte de alimentação elétrica externa. Esse processo utiliza uma fonte de alimentação à bateria para criar um arco elétrico ao longo de um circuito criado entre o pino e o material base. O arco elétrico viaja entre os dois materiais através de um espaço de ar, gerando um calor muito intenso e concentrado que derrete a base do pino e uma pequena área do material original. Uma vez que os materiais amolecem adequadamente, o pino é pressionado e mantido no lugar à medida que os metais se solidificam para formar a conexão soldada. Além de ser um processo de soldagem bastante consistente, praticamente não emite faíscas.


Figura 3 - Representação esquemática das soluções de Hilti para a fixação em aço: X-ST GR (superior esquerda), X-BT (superior direita), S-BT HL (inferior esquerda) e F-BT (inferior direita).

Quanto aos valores de carga e a solução a aplicar, o X-ST GR está otimizado para aplicações de serviço leve (valor de carga de tração recomendado de 1,8 KN), X-BT e S-BT estão otimizados para aplicações de serviço médio (valor de carga de tração recomendado de 3,6 KN por pino), enquanto o F-BT pode ser utilizado para aplicações de serviço pesado (valor de carga de tração recomendado de 8 KN). Também existem diferenças baseadas na espessura mínima do material base, já que o F-BT pode ser aplicado a partir de 4 mm, o S-BT HL e o X-ST GR a partir de 6 mm e o X-BT a partir de 8 mm.
 
Tenha em mente que, nesses casos, quando os pinos são aplicados a espessuras de material base menores, devemos considerar uma redução de carga de acordo com os manuais técnicos, bem como a possibilidade de danos na parte posterior do material base.

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Autor: Alexandre Marques - Gerente Global de Marketing para Engenharia