UFPR Curso de Arquitetura e Urbanismo Disciplina de ... · Segundo Petrucci (1987), um dos...
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UFPR – Curso de Arquitetura e Urbanismo – Disciplina de Materiais de Construção – 2013. Giovanna Verussa e Isabela Jayme – [email protected] CORROSÃO: EXPLICAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DEFINIÇÃO De acordo com Uhlig (1975), corrosão pode ser entendida, dentro de sua concepção química, como um ataque destrutivo particularmente ligado aos metais, diferenciando-se assim de erosão que remeteria a danos causados por meios físicos, denominados também por abrasão ou desgaste. Já Gentil (2003), considera como corrosão toda degradação causada por ação química ou eletroquímica do meio, com ou sem esforço mecânico, que pode vir a acometer um material. E na maioria das vezes, tal interação físico-química resulta em prejuízos indesejáveis como desgaste, mudanças estruturais e alterações químicas que tornam o material impróprio para o uso. De fato, o termo é comumente empregado para designar as degradações sofridas pelos metais, contudo o conceito é bastante amplo e alguns autores incluem também danos sofridos a não metais. As figuras baixo ilustram exemplos: Figura 1- ferrugem em grade Figura 2- Ponte do Brooklyn oxidada Fonte: domínio público Fonte: domínio público CORROSÃO ELETROQUÍMICA E CORROSÃO QUÍMICA O processo de corrosão eletroquímica é espontâneo e pode acontecer quando um metal entra em conato com um eletrólito (substância que, quando dissolvida, resulta em solução condutora de eletricidade), neste momento ocorrem reações anódicas (cede elétrons) e catódicas (recebe elétrons). Diferentemente da corrosão química que ocorre por ataque direto de um agente químico sem que haja a transferência de elétrons. A tabela 1 destaca outras características de cada processo. Tabela 1 – Corrosão Química e Corrosão Eletroquímica TIPO DE REAÇÃO ELETROQUÍMICA QUÍMICA CARACTERÍSTICA PRINCIPAL PROCESSO ESPONTÂNEO COMPOSTO POR REAÇÕES ANÓDICAS E CATÓDICAS REAÇÃO QUÍMICA DIRETA ENTRE O MATERIAL E O MEIO CORROSIVO MATERIAL METAIS NÃO METAIS E METAIS A ALTA TEMPERATURA ÁGUA NECESSÁRIA NÃO NECESSÁRIA CORRENTE ELÉTRICA GERADA NÃO GERADA PRODUTO PILHA DE CORROSÃO PRODUTO DA CORROSÃO ALOJA-SE NA SUPERFÍCIE DO MATERIAL CORROSÃO DE METAIS – EXEMPLO: FERRUGEM Segundo Petrucci (1987), um dos principais efeitos da corrosão é o do oxigênio através de outros agentes, como a água, que catalisam e orientam a reação, reduzindo consideravelmente as características mecânicas do elemento atacado. A oxidação eletroquímica do metal é o tipo mais comum de corrosão, que ocorre a partir da perda de elétrons. Um bom exemplo é a formação da ferrugem, hidróxido férrico, que se desenvolve com base na reação: 4 Fe + 3 O2 + ¨H2O → 4 Fe(OH)3. Ou seja, para que a corrosão ocorra, é preciso existir oxigênio e umidade, que facilitam a remoção dos elétrons. O meio ácido e a presença de sais dissolvidos aumentam a corrosão. Por outro lado, o CO2 dissolvido em pequena quantidade dificulta o processo. Figura 3- Oxidação na caroceria Figura 4 - Ferrugem no metal Fonte: acervo próprio Fonte: acervo próprio CORROSÃO DE NÃO METAIS – EXEMPLO: CONCRETO No âmbito da arquitetura, a corrosão do concreto é uma das mais preocupantes. Gentil (2003) lembra que as estruturas de concreto são projetadas e executadas para manter condições mínimas de segurança, estabilidade e funcionalidade durante uma longa vida útil, sem custos não previstos de manutenção. Todavia, fatores mecânicos (vibrações e erosão), físicos (temperatura), biológicos (bactérias) ou químicos (ácidos e sais) podem desencadear o processo de corrosão química. Os principais constituintes do concreto, silicatos e aluminatos de cálcio e óxido de ferro se decompõem quando entram em contato com ácidos, sendo estes normalmente oriundos da poluição. Outra possibilidade de deterioração do concreto seria a corrosão eletroquímica que ao acometer a armadura, enfraquecendo também toda a estrutura. Figuras 5 e 6 – Corrosão do concreto e armação na Canadian freeway QEW Fonte: domínio público REFERÊNCIAS APOSTILA Fundamentos da Corrosão. Disponível em: <http://www.gea.ufpr.br/arquivos/lea/material/Apostila%20Corrosao .pdf>. Acesso em: 27/10/2013 ARTIGO Corrosão: um exemplo usual do fenômeno químico. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc19/a04.pdf>. Acesso em: 26/10/2013 GENTIL, V. Corrosão. 4.ed. Rio de Janeiro: LTC, 2003. LEIGHOU, R. B. Chemistry of engineering materials. 4.ed. Tokyo : Kogakusha Company, Ltd, 1953 PETRUCCI, E. Materiais de Construção. Rio de Janeiro: Globo, 1987. UHLIG, H. Corrosion Handbook. Nova York: Jonh Wiley & Sons Inc, 1963. UHLIG, H. Corrosion y control de corrosion. Espanha : Urmo, S.A de Ediciones,1975. Figura 1. Disponível em: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File: Detalhe_da_grade_com_ferrugem,_Aut%C3%B3dromo_Jos%C3% A9_Carlos_Pace,_Interlagos_(Grande_Pr%C3%AAmio_do_Brasil_ 2004).jpg?uselang=pt-br>. Acesso em: 27/10/2013. Figura 2. Disponível em: <http://commons.wikimedia.org/wiki/ File: (Brooklyn_Bridge)_On_Corrosion,_Bridges_and_Skyscrapers.jpg? uselang=pt-b>. Acesso em: 27/10/2013. Figura 3 e 4: acervo próprio. Figura 5. Disponível em: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File: Qew_bruecke_nf_beton_kaputt_34_von_46.jpg?uselang=pt-br>. Acesso em: 28/10/2013. Figura 6. Disponível em: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File: Qew_bruecke_nf_beton_kaputt_27_von_46.jpg?uselang=pt-br>. Acesso em: 28/10/2013. Figura 7 (marca d’água). Disponível em: <http://commons.Wikimedia. org/wiki/File: Rouille.jpeg> Acesso em: 30/10/2013.
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UFPR – Curso de Arquitetura e Urbanismo – Disciplina de Materiais de Construção – 2013. Giovanna Verussa e Isabela Jayme – [email protected]
CORROSÃO: EXPLICAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA
DEFINIÇÃO
De acordo com Uhlig (1975), corrosão pode ser entendida, dentro de sua concepção química, como um ataque destrutivo particularmente ligado aos metais, diferenciando-se assim de erosão que remeteria a danos causados por meios físicos, denominados também por abrasão ou desgaste. Já Gentil (2003), considera como corrosão toda degradação causada por ação química ou eletroquímica do meio, com ou sem esforço mecânico, que pode vir a acometer um material. E na maioria das vezes, tal interação físico-química resulta em prejuízos indesejáveis como desgaste, mudanças estruturais e alterações químicas que tornam o material impróprio para o uso. De fato, o termo é comumente empregado para designar as degradações sofridas pelos metais, contudo o conceito é bastante amplo e alguns autores incluem também danos sofridos a não metais. As figuras baixo ilustram exemplos:
Figura 1- ferrugem em grade Figura 2- Ponte do Brooklyn oxidada Fonte: domínio público Fonte: domínio público
CORROSÃO ELETROQUÍMICA E CORROSÃO QUÍMICA
O processo de corrosão eletroquímica é espontâneo e pode
acontecer quando um metal entra em conato com um eletrólito (substância que, quando dissolvida, resulta em solução condutora de eletricidade), neste momento ocorrem reações anódicas (cede elétrons) e catódicas (recebe elétrons). Diferentemente da corrosão química que ocorre por ataque direto de um agente químico sem que haja a transferência de elétrons. A tabela 1
destaca outras características de cada processo.
Tabela 1 – Corrosão Química e Corrosão Eletroquímica
TIPO DE REAÇÃO ELETROQUÍMICA QUÍMICA
CARACTERÍSTICA PRINCIPAL
PROCESSO ESPONTÂNEO COMPOSTO POR
REAÇÕES ANÓDICAS E CATÓDICAS
REAÇÃO QUÍMICA DIRETA ENTRE O MATERIAL E O MEIO
CORROSIVO
MATERIAL METAIS NÃO METAIS E METAIS A
ALTA TEMPERATURA
ÁGUA NECESSÁRIA NÃO NECESSÁRIA
CORRENTE ELÉTRICA GERADA NÃO GERADA
PRODUTO PILHA DE CORROSÃO PRODUTO DA CORROSÃO
ALOJA-SE NA SUPERFÍCIE DO MATERIAL
CORROSÃO DE METAIS – EXEMPLO: FERRUGEM
Segundo Petrucci (1987), um dos principais efeitos da corrosão é o do oxigênio através de outros agentes, como a água, que catalisam e orientam a reação, reduzindo consideravelmente as características mecânicas do elemento atacado. A oxidação eletroquímica do metal é o tipo mais comum de corrosão, que
ocorre a partir da perda de elétrons. Um bom exemplo é a formação da ferrugem, hidróxido férrico, que se desenvolve com base na reação: 4 Fe + 3 O2 + ¨H2O → 4 Fe(OH)3. Ou seja, para que a corrosão ocorra, é preciso existir oxigênio e umidade, que facilitam a remoção dos elétrons. O meio ácido e a presença de sais dissolvidos aumentam a corrosão. Por
outro lado, o CO2 dissolvido em pequena quantidade dificulta o processo.
Figura 3- Oxidação na caroceria Figura 4 - Ferrugem no metal Fonte: acervo próprio Fonte: acervo próprio
CORROSÃO DE NÃO METAIS – EXEMPLO: CONCRETO
No âmbito da arquitetura, a corrosão do concreto é uma das mais preocupantes. Gentil (2003) lembra que as estruturas de
concreto são projetadas e executadas para manter condições mínimas de segurança, estabilidade e funcionalidade durante uma longa vida útil, sem custos não previstos de manutenção. Todavia, fatores mecânicos (vibrações e erosão), físicos (temperatura), biológicos (bactérias) ou químicos (ácidos e sais) podem desencadear o processo de corrosão química. Os principais
constituintes do concreto, silicatos e aluminatos de cálcio e óxido de ferro se decompõem quando entram em contato com ácidos, sendo estes normalmente oriundos da poluição. Outra possibilidade de deterioração do concreto seria a corrosão eletroquímica que ao acometer a armadura, enfraquecendo também toda a estrutura.
Figuras 5 e 6 – Corrosão do concreto e armação na Canadian freeway QEW
Fonte: domínio público
REFERÊNCIAS
APOSTILA Fundamentos da Corrosão. Disponível em: <http://www.gea.ufpr.br/arquivos/lea/material/Apostila%20Corrosao.pdf>. Acesso em: 27/10/2013 ARTIGO Corrosão: um exemplo usual do fenômeno químico.
Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc19/a04.pdf>. Acesso em: 26/10/2013 GENTIL, V. Corrosão. 4.ed. Rio de Janeiro: LTC, 2003. LEIGHOU, R. B. Chemistry of engineering materials. 4.ed. Tokyo : Kogakusha Company, Ltd, 1953 PETRUCCI, E. Materiais de Construção. Rio de Janeiro: Globo, 1987. UHLIG, H. Corrosion Handbook. Nova York: Jonh Wiley & Sons Inc, 1963. UHLIG, H. Corrosion y control de corrosion. Espanha : Urmo, S.A de Ediciones,1975. Figura 1. Disponível em: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File: Detalhe_da_grade_com_ferrugem,_Aut%C3%B3dromo_Jos%C3%A9_Carlos_Pace,_Interlagos_(Grande_Pr%C3%AAmio_do_Brasil_2004).jpg?uselang=pt-br>. Acesso em: 27/10/2013. Figura 2. Disponível em: <http://commons.wikimedia.org/wiki/ File: (Brooklyn_Bridge)_On_Corrosion,_Bridges_and_Skyscrapers.jpg?uselang=pt-b>. Acesso em: 27/10/2013. Figura 3 e 4: acervo próprio. Figura 5. Disponível em: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File: Qew_bruecke_nf_beton_kaputt_34_von_46.jpg?uselang=pt-br>. Acesso em: 28/10/2013. Figura 6. Disponível em: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File: Qew_bruecke_nf_beton_kaputt_27_von_46.jpg?uselang=pt-br>. Acesso em: 28/10/2013. Figura 7 (marca d’água). Disponível em: <http://commons.Wikimedia. org/wiki/File: Rouille.jpeg> Acesso em: 30/10/2013.
