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.

• 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.

Fundamentos da corrosão em metais

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 - 0,20

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.