CORROSÃO Faculdade de Tecnologia e Ciências Curso de Engenharia Civil Disciplina: Química

Pedaço de zinco é colocado numa solução contendo Cu2+

Impacto econômico da corrosão Os E.U.A. perdem cerca de 50 bilhões de dólares por ano com danos da corrosão. Atualmente, 20% de todo ferro produzido neste país vão para a substituição de produtos inutilizados pela ferrugem. Fe(s) + ½ O2 (g) + H2O (l)  Fe(OH)2 (s) Fe(OH)2 (s) + ½ O2 (g) + H2O (l)  Fe(OH)3 (s) 2 Fe(OH)3 (s)  Fe2O3 (s) + 3H2O (l)

Fundamentos da corrosão em metais Com exceção de poucos como ouro, platina, irídio e alguns outros, os metais são sempre encontrados na natureza na forma de compostos: óxidos, sulfetos, etc. Isso significa que tais compostos são as formas mais estáveis para os mesmos.

Fundamentos da corrosão em metais A corrosão pode ser vista como nada mais que a tendência para o retorno a um composto estável. Assim, por exemplo, quando uma peça de aço enferruja, o ferro, principal componente, está retornando à forma de óxido, que é o composto original do minério.

Formas de corrosão Corrosão pelo ar Corrosão por ação direta Corrosão galvânica 

Corrosão pelo ar A maioria dos metais tende a se combinar com o oxigênio do ar, produzindo os respectivos óxidos. Não considerando a ação de vapores contidos no ar (de água, etc), este processo se dá de forma lenta para o ferro em temperaturas usuais de ambientes. A presença de vapor d'água acelera o processo e ainda mais se tais vapores contém substâncias agressivas como sais ou ácidos. Ocorre em muitos ambientes industriais, locais próximos ao mar, etc.

Corrosão por ação direta Pode-se incluir neste item os casos em que o metal está diretamente em contato com substâncias que o atacam. É comum em processos industriais. Exemplos: soluções químicas, sais ou outros metais fundidos, atmosferas agressivas em fornos, etc.

Corrosão galvânica  É provavelmente o tipo mais comum. Isto porque a corrosão devido à presença de água quase sempre se deve ao processo galvânico. Seja um metal exposto ao tempo e, portanto, sujeito à ação da umidade e da chuva ou submerso ou sob o solo. É o caso típico de reservatórios, tubulações, estruturas.

Corrosão galvânica  Para que a célula galvânica ocorra, é necessário que os materiais do ânodo e cátodo sejam diferentes, ou melhor, apresentem potenciais de oxidação (tensão gerada por cada em relação a um eletrodo neutro de referência) diferentes.

Cátodo: íon ou molécula que sofre redução ao aceitar elétrons; Ânodo: íon ou molécula que sofre oxidação ao liberar elétrons; Espécie reduzida: diminui o NOX e atua como agente oxidante; Espécie oxidada: aumenta o NOX e atua como agente redutor; Quanto maior for E0red mais forte é o agente oxidante – oxida outras espécies facilmente.

Corrosão galvânica Material Pot (volts) Magnésio comercialmente puro - 1,75 Liga de Mg (6% Al, 3% Zn, 0,15% Mn) - 1,60 Zinco - 1,10 Liga de alumínio (5% Zn) - 1,05 Alumínio comercialmente puro - 0,80 Aço estrutural (limpo e brilhante) - 0,50 / - 0,80 Aço estrutural (enferrujado) - 0,40 / - 0,55 Ferro fundido branco, chumbo - 0,50 Aço estrutural no concreto - 0,20 Cobre, latão, bronze

Corrosão galvânica Fe → E0red = - 0,50 volts Cu → E0red = - 0,20 volts Cu é agente oxidante mais forte que o Fe.

Corrosão galvânica  Para que um metal seja corroído é necessário que exista uma solução aquosa através da qual íons podem se movimentar para completar o circuito. O fato da corrosão ocorrer mais facilmente na água do mar que na água doce é que, na primeira, os íons presentes suprem os que são necessários para a ocorrência de corrente elétrica.

Corrosão galvânica  Algumas construções práticas podem agravar o problema da corrosão: se uma tubulação subterrânea de cobre é assentada junto a uma de aço e se houver, de alguma forma, um contato elétrico entre ambas, haverá a formação de uma extensa célula galvânica que aumentará significativamente a corrosão no aço.

Proteções contra a corrosão galvânica Revestimentos de superfícies: Pintura ou revestimento anticorrosivo no tubo contribui para otimizar o sistema: as áreas de contato com o solo serão apenas as fissuras e pequenas falhas, reduzindo a potência necessária da fonte. Proteção catódica: Um ou mais eletrodos são introduzidos no solo junto à tubulação e a corrente de uma fonte externa é aplicada em ambos de forma a se opor à natureza anódica do mesmo. Assim, ele passa operar como cátodo, no qual não há oxidação.

Proteções contra a corrosão galvânica

Proteção catódica em oleoduto

Proteções contra a corrosão galvânica Galvanização, isto é, aplicação de uma película de zinco, é também uma forma clássica de proteção. Mas, na realidade, é também uma proteção catódica: o zinco, por ter um potencial mais negativo que o aço, atua como ânodo e é consumido no lugar deste.