Corrosão de metais e métodos para evitá-la

O que é corrosão?

Itens funcionais ou elementos arquitetônicos feitos de metais e suas ligas estão expostos diariamente a vários fatores ambientais. Isso causa a degradação dos materiais devido à reação química ou eletroquímica , que é chamada de corrosão (química ou eletroquímica, respectivamente). A corrosão é frequentemente chamada de ferrugem , que se refere a materiais metálicos. Quando ocorre a ferrugem, uma superfície de metal fica coberta pela mancha vermelha característica chamada ferrugem . A ferrugem não é um composto químico individual, mas uma camada de óxidos, hidróxidos e sais ferrosos (que são produzidos pela oxidação do ferro e suas ligas, como o aço). Fatores ambientais que causam corrosão:

• precipitação atmosférica,
• umidade,
• poluição ambiental (por exemplo, óxidos de enxofre, óxidos de nitrogênio, poeira),
• nível de pH inadequado,
• tensão material,
• presença de organismos biológicos,
• contato com o solo.

Corrosão química e eletroquímica

Corrosão química A corrosão química ocorre em um ambiente onde não há condutividade iônica, geralmente na presença de gases de escape, petróleo, certas substâncias orgânicas ou gases como hidrogênio, sulfeto de hidrogênio, monóxido de carbono (II) ou cloro . A corrosão química é às vezes chamada de corrosão seca. Normalmente toda a superfície do material corrosivo entra em contato com o agente corrosivo. Isso, no entanto, normalmente não representa um risco significativo para a estrutura. Corrosão eletroquímica Ocorre em um ambiente capaz de conduzir cargas elétricas (em eletrólitos). Um exemplo de tal ambiente é a água que inclui gases ou sais dissolvidos. Nesse caso, células galvânicas locais (por exemplo, no ponto de contato com a umidade) são formadas na superfície do material. A presença de um eletrólito causa o fechamento do circuito. A corrosão eletroquímica resulta em oxidação nas superfícies metálicas e na formação de um depósito marrom (ferrugem).

Corrosão e passivação de metais

Uma superfície metálica que entra em contato com um agente corrosivo é oxidada sob sua influência; fica coberto por uma camada de óxido metálico. Isso nem sempre é indesejável. A passivação é um fenômeno em que uma camada de óxido suficientemente sólida é formada e fortemente ligada à superfície do metal. Supõe-se que proteja o material contra degradação adicional (oxidação adicional). A passivação pode ser observada, por exemplo, no alumínio . Embora seja um metal de alta reatividade, apresenta resistência à corrosão, graças à passivação. Os metais são comumente submetidos a processos de passivação, por ser uma das técnicas anticorrosivas. No entanto, a passivação também existe na natureza. Pode ser observada no cobre, cuja superfície pode ser coberta por uma mancha verde chamada ‘pátina’.

São apenas os metais que sofrem corrosão?

Itens feitos de metais ou suas ligas geralmente se degradam devido à corrosão química ou eletroquímica. A corrosão eletroquímica do ferro, aço, cobre ou alumínio é comum, mas também afeta outros materiais, não apenas os metálicos ; por exemplo, podemos observar a corrosão química do concreto . Materiais (exceto metais) que podem corroer:

• concreto e concreto armado,
• plásticos ,
• madeira,
• cerâmica.

Os processos de corrosão para cada material são diferentes. A corrosão depende em grande parte do tipo de condutividade elétrica na interface material/ambiente. Também o tipo de ambiente onde o material existe é importante. Para corpos que apresentam alta condutividade, geralmente lidamos com corrosão eletroquímica. No caso de condutividade baixa (ou zero), a corrosão é de natureza muito mais química (ou físico-química).

Técnicas anticorrosivas

A corrosão não pode ser totalmente eliminada . Todas as técnicas anticorrosivas visam inibir esse processo. Metais preciosos que existem naturalmente em uma forma não ligada não requerem proteção anticorrosiva. Estes incluem ouro ou platina. Métodos de proteção contra a corrosão:

• eliminando os fatores responsáveis pela corrosão do meio ambiente, por exemplo, eliminando a umidade, usando trocadores iônicos para remover sais dissolvidos na água, neutralizando substâncias ácidas;
• uso de substâncias que retardam a corrosão (inibidores);
• alterando o potencial elétrico do metal;
• usando revestimentos protetores. Um metal pode ser coberto com outro metal mais precioso (revestimento isolante) ou menos precioso (revestimento blindado) do que aquele que está sendo protegido;
• usando revestimentos não orgânicos, por exemplo, esmaltes vítreos, revestimentos de cromato;
• usando revestimentos orgânicos, por exemplo, materiais poliméricos ou tintas de acabamento.

Os revestimentos são uma proteção anticorrosiva popular. Eles são aplicados submergindo o item em um metal fundido ( revestimento por imersão a quente ) ou retirados de uma solução aquosa de eletrólito, por meio de revestimento eletrolítico de eletrólise). Um método menos popular é a pulverização de metal , que é realizada com uma pistola de pintura. O metal protetor mais popular é o zinco . É usado especialmente como revestimento de aço ou ferro fundido. Um revestimento de zinco apresenta boas propriedades protetoras, apesar de sua menor estabilidade termodinâmica em comparação com o ferro. No entanto, ao proteger o item de metal contra a degradação, o próprio zinco pode corroer quando exposto à umidade. A durabilidade de um revestimento de zinco depende não apenas de sua espessura, mas também das condições ambientais em que o item é usado. Com base no método de aplicação, podemos eletrogalvanizar ou galvanizar por imersão a quente

Efeitos econômicos da corrosão em escala global

A corrosão é um problema global. Continuamos registrando lesões e mortes, perdas econômicas e efeitos ambientais negativos causados pela corrosão de materiais. A corrosão pode levar a falhas graves em tanques de pressão, componentes de aeronaves e equipamentos de tração. Como Mohmmad A. Jafar Mazumder indica em seu artigo intitulado Global Impact of Corrosion: Occurrence, Cost and Mitigation (2020) , o custo típico de manutenção de problemas relacionados à corrosão para um determinado país varia de 1 a 5 %de seu produto nacional bruto. Em 2013, a NACE International conduziu um estudo global sobre o impacto econômico da corrosão. Entre outras coisas, teve como objetivo mostrar como é importante integrar a tecnologia anticorrosiva aos sistemas de gestão. De acordo com o relatório publicado, o custo da corrosão é estimado em US$ 2,5 trilhões, ou seja, 3,4 %do PIB global, o que significa que todos os anos países de todo o mundo têm que dotar quantias significativas para combater a corrosão. Fontes: https://irispublishers.com/gjes/fulltext/global-impact-of-corrosion-occurrence-cost-and-mitigation.ID.000618.php https://psk.org.pl/aktualnosci/ekonomiczne-skutki -korozji