DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL II PROFESSORA: ERIKA SOUZA

DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL II
PROFESSORA: ERIKA SOUZA VIEIRA
CORROSÃO
Os Problemas de Corrosão
Selecionar material com inadequada resistência à corrosão para uma determinada
aplicação pode ser um oneroso e lamentável equívoco. Perdas diretas e indiretas que podem
resultar de um ataque corrosivo podem ser:
· Quebra de equipamento e prejuízos a isto associados (exemplo, um recipiente com tinta cai
mancha o ambiente porque o cabo da ponte rolante soltou devido a quebra de um parafuso
inadequado para o ambiente de trabalho.). Este exemplo sugere infinita probabilidades de
consequências por vezes trágicas.
· Substituição prematura de equipamentos com reflexos no custo industrial.
· Necessidade de projetos superdimensionados para suportar os efeitos da corrosão: exemplo
aumento nas espessuras, diâmetros etc.
· Paralisação inesperada do equipamento causando transtornos no planejamento de produção.
· Perda de um produto (exemplo, se uma tubulação de um sistema hidráulico desenvolve um
vazamento devido a uma corrosão induzida, contaminando o produto).
· Perda de eficiência (exemplo, produtos gerados pela corrosão diminuem a velocidade de
transferência de calor em um sistema de resfriamento)
Algumas destas perdas indiretas podem custar mais que a diferença de preço entre um
material que teria uma performance satisfatória e outro que não. Portanto é importante
considerar o potencial de perdas indiretas devido a corrosão quando for feita a seleção do
material a ser aplicado.
Corrosão também constitui um significativo risco de segurança quando a falha ocorre
em partes críticas de um meio de transporte.
Além dos aspectos econômicos e segurança, corrosão é importante do ponto de vista
de conservação de recursos de materiais.
O que é corrosão ?
Corrosão é um processo natural e resulta da inerente tendência dos metais reverterem
para sua forma mais estável normalmente óxidos. A maioria dos metais são encontrados na
natureza na forma de compostos estáveis como óxidos, sulfetos, silicatos etc. . denominados
minérios. Durante o processo de extração e refino, é adicionada uma quantidade de energia ao
minério para extrair o metal ou metais nele contido. É esta mesma energia que possibilita o
aparecimento de forças capazes de reverter o metal à sua forma primitiva de composto mais
estável.
Pode-se também visualizar a corrosão como sendo um processo eletroquímico. Para
que um metal cumpra a sua tendência de voltar a sua forma de composto mais estável deverão
existir algumas condições mostradas na figura abaixo.
Célula Eletrolítica
Alguns conceitos básicos para uma boa compreensão do fenômeno:
Anodo: O polo positivo de um sistema eletrolítico.
Catodo: O polo negativo de um sistema eletrolítico.
Série Galvânica: Uma lista de metais ou ligas classificados na ordem de sua resistência a
corrosão.
Exemplo de uma série Galvânica:
METAL
VOLT
Magnésio comercialmete puro
-1.75
Magnésio comercialmete puro
-1.75
Liga de Magnésio (6% Al, 3% Zn, 0.15% -1.60
Mn)
Zinco
-1.10
Liga de Alumínio ( 5% Zn )
-1.05
Alumínio comercialmente puro
-0.80
Aço doce ( limpo e lustroso )
-0.5 à 0.80
Aço doce (enferrujado)
-0.4 à 0.55
Ferro Fundido Branco
-050
Chumbo
-050
Aço comum inserido no concreto
-0.20
Cobre, latão, Bronze
-020
Aço comum com carepa de laminação.
-0.20
Potenciais típicos observados em solos neutros e água, medidos em relação a um eletrodo de
sulfato de cobre como referência.
Eletrólito: Uma substância que quando dissolvida em água separa-se em um ou mais ions
podendo portanto conduzir corrente elétrica.
Acidez (PH): Um número que varia de 1 à 14 e mede a acidez ou basicidade de um eletrólito,
sendo que:
PH
MEIO
1à7
Ácido
7
Neutro
7 à 14
Alcalino
Passividade: Quando um material sofre a ação corrosiva o produto desta corrosão é uma fina
camada que poderá protegê-lo do efeito corrosivo. Exemplo: Uma chapa de alumínio ao
entrar em contato com a atmosfera é recoberta com uma fina camada de alumina (Al2O3)
extremamente aderente e alta resistência à corrosão que irá posteriormente protege-la da
corrosão atmosférica. Embora o alumínio seja menos nobre que o ferro (aço carbono) segundo
a fila de tensões eletrolíticas ele resiste mais as condições corrosivas que o ferro (aço carbono)
graças à camada passivadora do Óxido de Alumínio.
A excelente resistência à corrosão de um aço inoxidável depende da formação e
manutenção de um invisível filme de óxidos complexos chamados Óxidos Passivadores.
O conceito de Passividade apresenta a mais alta importância no entendimento e combate à
corrosão.
Certas condições deverão existir para que uma célula eletrolítica de corrosão possa
funcionar:

Deve haver um anodo e um catodo.;

Deve haver uma diferença de potencial entre o anodo e o catodo;

Deve haver um caminho elétrico conectando o anodo ao catodo;

O anodo e o catodo devem estar imersos em um líquido condutor denominado
eletrólito.
A força matriz que ativa uma célula é a diferença de potencial ou voltagem entre o anodo
e o catodo. Uma vez estabelecidas as condições elétricas mostradas na figura é inevitável o
início da corrosão.
Principais Formas de Corrosão

Corrosão Uniforme Geral: Ataque corrosivo caracterizado por uma diminuição da
espessura do material devido uma perda regular de metal da superfície corroída.

Atmosférica: Corrosão ou degradação do material quando exposto ao ar e seus
poluentes principalmente em atmosferas úmidas. Ex. Estrutura metálica de aço
abandonada, caixa d’agua, pontes metálica, etc.

Galvânica: Corrosão que ocorre quando metais ou ligas com potenciais eletroquímicos diferentes são acoplados um ao outro e entre eles houver um eletrólito ( meio
ambiente ácido). Ex. corrosão do parafuso de ferro na antena de TV que é fabricada de
alumínio.

Corrente de Fuga: Corrosão causada por fuga de corrente elétrica contínua devido a
um aterramento elétrico mal executado.

Biológica Geral: Corrosão microbiológica refere-se a corrosão e perda de metal
causada por microorganismos. É caracterizada por pequenas colônias dispersas. Ex.
corrosão da hélice de barcos quando microorganismos a ela se agregam liberando ou
absorvendo oxigênio. Este fenômeno é particularmente observado em indústrias de
conservas alimentícias.

Sais Fundidos: Corrosão de metais devido a ação de vapores de sais fundidos. Ex.
Instalações de tratamento térmico de metais onde o aquecimento e feito através de sais
fundidos.

Metais Líquidos: Degradação corrosiva de metais em presença de certos metais
líquidos como mercúrio, zinco, chumbo e cádmio. Esta ação corrosiva pode provocar:
dissolução química metal/metal (amalgamação), fragilização e quebra.

Alta Temperatura : Corrosão pela reação de metais expostos a agentes oxidantes a
altas temperaturas provocando: Oxidação, Sulfetação, Carbonização e outras formas
menos comuns. Ex. metais ou ligas quando aquecidos a partir de um combustível
contaminado por exemplo, com enxofre ou descontrole de chamas, ora oxidante ora
redutora.
Corrosão Localizada
Toda ou a maioria da perda metálica ocorre em discretas áreas.

Filiforme: Ocorre em superfícies pintadas com um delgado filme de tinta base
orgânica, tipicamente 0.1mm de espessura, caracterizado pela aparência de finos
filamentos em direções semi-aleatórias de uma ou mais fontes.

Fissura: Corrosão que ocorre em trincas, estreitas aberturas ou espaços metal/metal ou
não-metal/metal.

Corrosão por Pontos: Corrosão extremamente localizada caracterizada por
aparecimento de pequenas depressões sobre a superfície metálica. A corrosão por
pontos é observada sobre superfícies com pouca ou nenhuma corrosão generalizada.
Ocorre como um processo de dissolução anódica onde a perda metálica é exacerbada
pela presença de um pequeno anodo e um grande catodo. Elementos químicos em
pequena proporção agindo como anodo.

Microbiológica localizada: Corrosão que ocorre quando organismos biológicos são a
única causa ou fator de aceleração na corrosão localizada.
Corrosão Devido a Fatores Metalúrgicos
Formas de ataque onde a metalurgia exerce uma significante influência:

Intergranular: Corrosão que ocorre quando a velocidade de corrosão das áreas de
contorno de grãos (metalúrgicos) de uma liga excede àquela do interior do grão. Êste
fenômeno ocasiona a migração de elementos em direção aos contornos de grãos e o
conseqüente empobrecimento da matriz metalúrgica.

Deslocamento: Uma forma de corrosão caracterizada pela remoção preferencial de um
dos componente de liga deixando para traz uma estrutura residual alterada.
Fatores que Potencializam a Ação Degradante da Corrosão

Degradação assistida mecanicamente: Formas de ataque onde a velocidade, abrasão,
hidrodinâmica são as maiores influências, ora atacando o material ora removendo a
camada de passivação:

Erosão: Remoção do material superficial pela ação de vários impactos de partículas
sólidas ou líquidas.

Fricção: Atrito entre duas superfícies metálicas ou não.

Cavitação: O fenômeno cavitação ocorre e, áreas com altas velocidades de fluxos e
rápidas mudanças de pressões. Isto causa colapso de bolhas de gás ou vapor
projetando forças poderosas na superfície metálica removendo a camada de
passivação e desta forma potencializando a corrosão.

Fadiga: É o resultado de ações combinadas de tensões cíclicas.

Ruptura Induzida Pelo Meio Ambiente: Formas de falhas que são produzidas em
materiais com tensões residuais.

Trincas sob tensão: Propagação de trinca devido a uma tensão aplicada.

Injúria pelo hidrogênio: Residual no interior do metal poderá crescer se o metal for
submetido a tensões.
Métodos preventivos de combate à corrosão:

Mudanças de Materiais: Completa ou parcial mudança dos materiais até então usados.

Mudança de Meio Ambiente: Uma completa mudança do meio ambiente ou uma
parcial alteração pela modificação do pH etc.

Camada de filmes: Aplicações de camadas de tinta orgânica ou eletro-deposição.

Técnicas Eletroquímicas: Tintas consumíveis, proteção catódica ou anódica etc.

Projeto: Prever maior tolerância em função de uma corrosão geral e controle de
fatores como temperatura, velocidade etc.
Proteção contra corrosão
Algumas soluções reduzem ou mesmo eliminam a velocidade da corrosão, entre elas
podemos sugerir a utilização de aços resistentes à corrosão atmosférica, aplicação de
zincagem e pintura.
AÇOS RESISTENTES À CORROSÃO ATMOSFÉRICA
1 - Aços Inoxidáveis - são obtidos pela adição de níquel e cromo, porém seu uso é restrito em
edificações.
2 - Aços Patináveis ou Aclimáveis (CORTEN) - são obtidos pela adição de cobre e cromo.
Algumas siderúrgicas adicionam níquel, vanádio e nióbio. São encontrados na forma de
chapas, bobinas e perfis laminados. Apresentam resistência à corrosão atmosférica até oito
vezes maior que os aços-carbono comuns; resistência mecânica na faixa de 500Mpa e boa
soldabilidade.
A sua utilização não exige revestimento contra corrosão, devido a formação da
“pátina” (camada de óxido compacta e aderente) em contato com a atmosfera. O tempo
necessário para a sua completa formação varia em média de 2 a 3 anos conforme a exposição
do aço, ou pré-tratamento em usina para acelerar o processo.
Estudos verificam que os aços apresentam bom desempenho em atmosferas industriais
não muito agressivas. Em atmosferas industriais altamente corrosivas seu desempenho é bem
menor, porém superior à do aço-carbono. Em atmosferas marinhas, as perdas por corrosão são
maiores do que em atmosferas industriais, sendo recomendado a utilização de revestimento.
Cuidados na utilização dos aços patináveis sem revestimento

Devem ser removidos resíduos de óleo e graxa, respingos de solda, argamassa e
concreto, bem como a carepa de laminação;

Devem receber pintura nas regiões de estagnação que possam reter resíduos ou água;

Regiões sobrepostas, frestas, articulação e juntas de expansão devem ser protegidas do
acúmulo de resíduos sólidos e umidade.

Materiais adjacentes aos perfis expostos à ação da chuva devem ser protegidas nos
primeiros anos devido a dissolução de óxido provocada;

Acompanhamento periódico da camada de pátina, pois caso não ocorra a formação, a
aplicação de uma pintura de proteção torna-se necessária.

Os aços patináveis com revestimento devem receber pintura, os aços patináveis
utilizados em locais onde as condições climáticas não permitam o desenvolvimento da
pátina protetora, quando expostas à atmosfera industrial altamente agressiva,
atmosfera marinha severa, regiões submersa e locais onde não ocorram ciclos
alternados de molhagem e secagem, ou quando for uma necessidade imposta no
projeto arquitetônico.
Os aços patináveis apresentam boa aderência ao revestimento com desempenho duas
vezes maior que o aço-carbono comum.
ZINCAGEM
O processo de corrosão dos metais está diretamente relacionado com o potencial de
oxidação de eletrodo, que remove os elétrons do ferro formando cátions Fe++, quanto mais
positivo for o potencial de oxidação, mais reativo é o metal.
A proteção pelo uso de zinco consiste em combinar o zinco com o ferro, resultando no
zinco como anodo e o ferro como cátodo, prevenindo assim a corrosão do ferro, uma vez que
o zinco atua como uma barreira protetora evitando a entrada de água e ar atmosférico, além de
sofrer corrosão antes do ferro.
Este tratamento garante à peça uma maior durabilidade, já que a corrosão do zinco é
de 10 a 50 vezes menor que no aço em área industriais e rurais, e de 50 a 350 vezes em áreas
marinhas.
GALVANIZAÇÃO
A galvanização é o processo de zincagem por imersão a quente, que consiste na
imersão da peça em um recipiente com zinco fundido a 460°C.
O zinco adere à superfície do aço através da formação de uma camada de liga Fe-Zn,
sobre a qual deposita-se uma camada de zinco pura de espessura correspondente a
agressividade do meio a qual a peça será submetida.
Para garantir uma proteção ainda maior contra a corrosão costuma-se aplicar tintas
sobre as superfícies zincadas.
PINTURA
A proteção contra corrosão através de pintura consiste em criar uma barreira
impermeável protetora na superfície exposta do aço através de aplicação de esmaltes,
vernizes, tintas e plásticos, obedecendo as seguintes etapas:
a) Limpeza da superfície: pode ser feita através de escovamento, aplicação de solventes e
jateamento.
b) Aplicação de primer: garante aderência a camada subseqüente.
c) Camada intermediária: fornece espessura ao sistema.
d) Camada final: atua como barreira protetora, além da finalidade estética.
AÇOS - LIGA
Com a adição de cobre, cromo, silício, fósforo e níquel são obtidos aços de baixa liga
que se caracterizam pela formação de uma película aderente que impede a corrosão, podendo
ser empregado sem pintura com restrições em atmosfera marítimas.
Para diminuir o processo de corrosão do aço sob a água ou atmosfera marítima,
utiliza-se uma percentagem de 0.1 a 0.2% de cobre.
Para estruturas aparentes deve-se tomar cuidado, uma vez que na primeira fase de
corrosão os produtos resultantes do processo podem manchar outros elementos estruturais.
PROTEÇÃO CONTRA INCÊNDIO
O aço quando atacado pelo fogo apresenta resistência reduzida e uma redução brusca
do seu estado limite de escoamento a partir de 400°C, atingindo valores críticos em
temperaturas em torno de 550°C.
Quando recebem proteção adequada para o tempo de duração do fogo, as estruturas
metálicas recuperam suas propriedades após cessado a ação do fogo, além das suas funções
estáticas.
Na proteção contra incêndio são utilizados alguns materiais como a vermiculita, o
gesso e o amianto.
A aplicação do amianto consiste na utilização de um equipamento especial que projeta
uma polpa de fibras (amianto) que se adere perfeitamente à superfície onde é aplicado.
A porosidade decorrente do método de aplicação, aliada às propriedades do amianto,
torna este material um dos mais eficientes contra o fogo.
Outro material inorgânico também bastante empregado como isolante térmico é a
vermiculita, devido a sua baixa condutibilidade térmica.
A vermiculita sob a forma de placas, ou como argamassa com cimento, cal e água.
Também empregado sob a forma de argamassa ou placas, temos o gesso armado com fibra,
que é bastante utilizado em forros para proteção do vigamento e da laje.