“A corrosão metálica é a deterioração de um metal por ação química ou eletroquímica do meio ambiente, associada ou não por esforços mecânicos.” (GENTIL, 2007)
Os custos e danos causados por corrosão em metais são cada vez mais frequentes com o avanço tecnológico.
Por exemplo, nos Estados Unidos, o custo total para todas as formas de corrosão tem sido estimado em cerca de mil dólares por pessoa/ano, sendo uma parte significativa destes custos, devido à corrosão atmosférica (LEYGRAF et al., 2016).
O valor exato dos custos é difícil de calcular, pois existem custos diretos e indiretos.
Entre os custos diretos está a reparação de falhas induzidas pela corrosão, como as de infraestrutura, pontes, sistemas ferroviários, rodoviários, etc.
Nos custos indiretos, estão incluídos os prejuízos difíceis de estimar, que sejam causados pela corrosão, por exemplo, como alguma falha no sistema de segurança de aeronaves, automóveis ou processos industriais que podem resultar em acidentes com vítimas.
Diante de tantos problemas causados por corrosão, surge a dúvida: como combater a corrosão?
Para isso, é necessário entender como ocorre o processo de corrosão.
Sob um aspecto energético, exceto para os metais nobres, a corrosão ocorre espontaneamente transformando um metal (de alto estado energético) em seu óxido metálico (de baixo estado energético) liberando energia para o meio ambiente.
A corrosão é o processo inverso da metalurgia, onde um minério somado a uma determinada quantidade de energia é reduzido para a forma metálica.
A imagem abaixo (figura 1) mostra o ciclo energético dos metais, por exemplo o ferro metálico e óxido de ferro (Hematita).
Figura 1 – Edição de imagem: Marco Antonio Valente, Quality Analyst na PG Pack
Sob um aspecto cinético, ou seja, a velocidade com que a reação de corrosão ocorre, é preciso considerar que alguns fatores contribuem para a oxidação de um metal.
Geralmente, a corrosão é uma reação que ocorre na superfície do metal em contato com o meio ambiente ao qual está exposto.
Portanto, a área metálica superficial, temperatura, agentes oxidantes e o meio ambiente envolvido são fatores cruciais que influenciam diretamente na velocidade de corrosão.
A imagem abaixo (figura 2) mostra um esquema da corrosão na superfície de um metal como, por exemplo, o Ferro: o contato da superfície do material (Fe) com oxigênio (O2) e água (H2O) inicia a formação da ferrugem, que são os óxidos e hidróxidos de Ferro.
Figura 2 – Edição de imagem: Marco Antonio Valente, Quality Analyst na PG Pack
No entanto, o mecanismo de reação envolve um fluxo de elétrons de diferentes regiões, anódica para catódica, caracterizando a corrosão como uma reação eletroquímica. Neste caso, a velocidade de corrosão aumenta com a concentração de oxigênio dissolvido em água e com o aumento da área superficial, isto é, superfícies rugosas.
Entretanto, com a formação dos produtos de corrosão, os óxidos e hidróxidos, a área superficial ativa é diminuída e, assim, a velocidade de corrosão tende a diminuir com o tempo.
Na presença de agentes oxidantes ou contaminantes, como sulfatos (SO42-) ou cloretos (Cl–), a velocidade da corrosão é facilmente aumentada, pois estes agentes atuam como catalisadores da reação.
Um contaminante atua na dissolução do óxido e hidróxido formado durante a corrosão, isto é, a camada de óxidos e hidróxidos que antes bloqueavam a superfície, passam a ser dissolvidas e, então, a superfície metálica tende a ficar novamente exposta, resultando num aumento da velocidade de corrosão.
A imagem abaixo (figura 3) mostra um esquema de dissolução dos óxidos de ferro para cloretos tornando-os em espécies solúveis.
Figura 3 – Edição de imagem: Marco Antonio Valente, Quality Analyst na PG Pack
A partir destes conhecimentos, voltamos para a pergunta: Como combater a corrosão?
Como existem diversos fatores que influenciam na corrosão, também existem diversos métodos de combate à corrosão.
- Proteção catódica elimina a formação de regiões anódicas na superfície, impedindo que ocorra o fluxo de elétrons e, assim, inibindo a reação de corrosão.
- Alteração da composição da liga metálica tornando menos suscetível a corrosão.
- Diminuição da área ativa do metal com um revestimento protetor, este revestimento pode ser orgânico (Ex: tintas), inorgânico (Ex: esmaltes), metálico (Ex: galvanização) ou por algum outro tratamento químico ou térmico na superfície. Esse é um dos meios mais comuns de proteção.
- Modificação do meio corrosivo pela desaceleração da água ou diminuição da umidade do ar ou adição de inibidores de corrosão que formam uma camada protetora na superfície.
Para cada caso de corrosão existe um ou mais métodos que podem ser usados no combate e prevenção.
Por isso, é essencial entender quais fatores estão envolvidos e são relevantes para a solução do problema.
A viabilidade de implementação do método passa por algumas decisões como modificar ou não o material metálico ou o meio corrosivo, além do fator econômico ser crucial.
Um método só será vantajoso caso balanço econômico do processo protetivo seja positivo em relação aos gastos de deterioração, manutenção e outros custos.
Referências
GENTIL, V. Corrosão. 5 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007.
LEYGRAF, C. et al. Atmospheric Corrosion. 2 ed. New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2016
MORCILLO, M. et al. Atmospheric corrosion of mild steel. Revista de Metalurgia, v. 47, n. 5, p. 426–444, 2011.
Texto e edição das imagens
Marco Antonio Valente, Quality Analyst na PG Pack