Potencial de corrosão

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ANAIS DO 57º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2015 – 57CBC 1 
INSPEÇÃO DE ARMADURAS EXPOSTAS COM LEITURAS DE 
POTENCIAL DE CORROSÃO 
Inspection of Exposed Steel with Potential Corrosion Readings 
 
Alexandre Silveira Negredo(1); Ana Caroline Azevedo(2); Matheus Leoni Martins Nascimento(3); 
Dyaloisio Araujo Fonteles(4); Nielsen Alves(5); Jorge Cunha(6); 
 
(1) Graduando, Universidade Católica de Brasília - UCB 
(2) Graduanda, Universidade Católica de Brasília - UCB 
(3) Mestrando, Universidade de Brasília – UNB 
(4) Mestrando, Universidade de Brasília – UNB 
(5) Professor, Mestre, Universidade Católica de Brasília – UCB 
(6) Professor, Doutor, Universidade Católica de Brasília - UCB 
alexandrenegredo@gmail.com 
 
 
Resumo 
 
Apesar das conquistas alcançadas na construção civil com a descoberta e o desenvolvimento do concreto 
armado, estudos indicam que a deterioração da barra de aço presente nas estruturas são a causa principal 
da diminuição da vida útil de uma estrutura de concreto armado. Porém, devido ao alto custo dos 
equipamentos presentes no mercado, o monitoramento das estruturas é preterido pelas construtoras ou 
condomínios de edificações mais antigas. Diante desse pressuposto, este trabalho tem como objetivo 
viabilizar o processo de monitoramento de corrosão nas obras e edificações antigas para que seja possível 
preveni-lo e intervir antes que a estrutura perca a durabilidade especificada em projeto ou vá à ruína. 
Portanto, o intuito dessa pesquisa foi utilizar um equipamento barato e acessível às construtoras e 
consultores. Para isso, utilizou-se a norma ASTM 876:1999 para a confecção de um potencial de eletrodo 
capaz de fazer leituras de potencial através da teoria eletroquímica. Hoje em dia, vários estudos e 
inspeções de corrosão são feitos através desse método, principalmente nos Estados Unidos e Europa, mas, 
no Brasil, em razão dos altos custos de importação desses equipamentos, o país ainda está muito aquém 
de conhecer o estado real de suas estruturas. 
Palavra-Chave: Potencial de Corrosão. Ensaio não Destrutível. Corrosão de Armaduras. 
 
 
Abstract 
 
Despite the achievements in construction with the discovery and development of reinforced concrete, studies 
indicate that the deterioration of the steel bar in the present structures are the main cause of reduced life of a 
reinforced concrete structure. However, due to the high cost of equipment present on the market, monitoring 
of structures is ignored by construction or oldest buildings condos. Given this assumption, this research aims 
to facilitate the process of monitoring corrosion in the works and old buildings so that can prevent it and 
intervene before the structure miss the durability specified in project or go to ruin. Therefore, the aim of this 
research was to use a cheap and affordable equipment to contractors and consultants. For this, it was used 
the ASTM 876: 1999 for making an electrode potential able to make potential readings by electrochemical 
theory. Today, various studies and corrosion inspections are made by this method, especially in the United 
States and Europe, but in Brazil, due to the high import costs of such equipment, the country is still far from 
knowing the real state of their structures. 
Keywords: Corrosion Potential. Non Destructive Testing. Reinforcement Corrosionl. 
 
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1 Introdução 
1.1 Justificativa e Importância do Tema 
 
A deterioração das estruturas é um problema congênito e é decorrente de vários 
fatores, como o meio em que está inserida, materiais, mão-de-obra empregada, dentre 
outros. De modo geral, a percepção visual das manifestações patológicas ocorre após as 
mudanças na estrutura interna dos materiais (no caso, o concreto), sinalizando a 
ocorrência de alguma anomalia na estrutura (ROCHA, 2012). 
Quando essas estruturas contêm metais embutidos, tais como eletrodutos, 
tubulações e armaduras (armado e protendido), a deterioração é atribuída, geralmente, ao 
efeito combinado de mais do que uma única causa; entretanto, a corrosão do metal 
embutido, invariavelmente, é uma das principais (METHA & MONTEIRO, 2008). 
Acabou-se por encontrar na barra de aço que está inserida na estrutura de 
concreto armado, a principal causa de diminuição da vida útil das estruturas. A 
degradação da barra de aço é ainda um problema sem solução definitiva, mas tem 
motivado muitos estudos do comportamento de todos os meios que interagem com o 
sistema. (SILVA, 2006). 
Como consequência desses estudos, tornou-se indiscutível a importância de se 
utilizar métodos eficazes de detecção de corrosão ativa nessas estruturas, para que seja 
possível reduzir os custos de uma provável restauração e intervir a tempo de evitar um 
possível sinistro. Estatísticas já comprovaram que a maior causa de edifícios que vão à 
ruína são oriundos de corrosões em suas armaduras (METHA & MONTEIRO, 2008). Por 
esse motivo, prevenir a deterioração das estruturas de concreto armado se tornou um dos 
objetos de estudo mais pesquisados na comunidade acadêmica voltada para a 
construção civil. Para tal, a utilização de métodos não destrutivos e confiáveis são de 
grande valia para o desenvolvimento desse setor. 
 Em países com maior volume de pesquisa em degradação de metais, muitos são 
os avanços em termos de prevenção, monitoramento, intervenção e reparo de estruturas. 
No Brasil, o aprimoramento de técnicas no setor vem se desenvolvendo à medida que os 
problemas do campo chegam ao meio técnico e científico. Em vista disso, uma técnica 
estrangeira acessível e eficaz capaz de detectar faixas de corrosões motivou a criação 
desse trabalho. 
 O alto custo de equipamentos sofisticados e a dificuldade de acesso aos mesmos 
no mercado brasileiro corroboram com a cultura de negligência frente ao estado de 
integridade das armaduras contidas nas estruturas. Com o escopo de alterar essa fase 
inicial de um processo oneroso às construtoras, esse trabalho trouxe uma ideia simples e 
econômica para a detecção e a rápida intervenção nas estruturas com armaduras 
danificadas. 
 
 
 
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1.2 Hipótese de Pesquisa 
 
Em linhas gerais, tem-se a correlação do potencial de corrosão nas armaduras com 
a probabilidade do surgimento e da ocorrência da corrosão nas mesmas. O ensaio não 
destrutivo envolve aparelhagem de simples manuseio (multímetro de alta impedância 
acoplado a um eletrodo de referência de cobre/sulfato de cobre), mas exige experiência 
do operador quanto à interpretação dos resultados. A norma ASTM C-876 (2009) 
estabelece faixas de variação do potencial determinadas de maneira semi direta nas 
estruturas (ROCHA, 2012). 
 O registro do potencial de corrosão das armaduras de concreto é apontado por 
(MONTEIRO, 2012) como uma técnica limitada, pois só dá informações termodinâmicas 
do processo de corrosão. Mas ele cita, ainda, que quando se alia as leituras com o pH do 
meio, tem-se uma ideia qualitativa da corrosão através do diagrama de Pourbaix, 
indicando riscos graves no estado ativo e garantias de durabilidade suficientes no estado 
passivo, ou das condições de umidade. 
(ROCHA, 2012) observou-se também que as leituras se comportam de forma 
semelhante sob determinadas condições, impostas principalmente pelas variações de 
temperatura, diferentes espessuras de cobrimento do concreto, contaminação por 
cloretos, relação água/cimento e teor de umidade do concreto. 
Diante desses pressupostos, o presente trabalho se baseia nos seguintes 
objetivos. 
 
1.3 Objetivo da Pesquisa 
1.3.1 Objetivo Geral 
 
Promover o entendimento e contribuir para a difusão de inspeções de corrosão em 
armaduras com o uso de um equipamento barato e acessível no mercado brasileiro. 
 
1.3.2 Objetivos Específicos 
 
 Utilizar a norma americana ASTM C876 (2009) para produzir um aparelhocapaz de 
fazer leituras de potencial de corrosão. 
 Fazer leituras de potenciais de corrosão nas armaduras estudadas. 
 Fazer mapeamento de equipotenciais diante das leituras de potencial de corrosão. 
 Determinar o pH do meio em que as leituras são feitas. 
 A partir do pH, elaborar o Diagrama de Pourbaix para dar um maior suporte às 
análises de corrosão. 
 Especificar se há ou não a necessidade de intervir na estrutura com algum reparo ou 
se a estrutura precisa apenas de monitoramento periódico. 
 
 
 
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2 Material e Métodos 
2.1 Local da Pesquisa 
 
O início dos ensaios se deu na antiga Rodoferroviária de Brasília (Figura 1). 
Planejada pelo arquiteto Lúcio Costa em 1956, ela só começou a ser construída nos anos 
70, portanto é um local que apresenta estruturas com idades elevadas. O local foi 
escolhido pela grande quantidade de armaduras expostas e já em estado de corrosão, 
devido principalmente à falta de manutenção, o que possibilitou realizar o ensaio em uma 
série de locais com e sem corrosões e, em seguida, gerar um relatório comparativo do 
desempenho do aparelho em todos os ensaios. 
 
 
Figura 1 – Antiga Rodoferroviária de Brasília, localizada na EPIA. 
 
 Além do local em que foi realizado o ensaio e o macroclima da região, outros fatores, 
não menos importantes, podem interferir nas leituras de potencial. O microclima do local e 
algumas condições impostas nos dias dos ensaios são relevantes e suas características 
são apresentadas em cada relatório (umidade relativa no dia do ensaio, solução de 
contato elétrico, temperatura ambiente, tipo de concreto, cobrimento e relação 
água/cimento, entre outros). 
 
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2.2 Instrumentos Utilizados 
 
 Para realizar as leituras de potencial de corrosão é comum usar um eletrodo de 
referência cobre/sulfato de cobre, contido em um tubo de plástico, de vidro ou em 
qualquer outro recipiente de material inerte, em que seu interior é formado por uma haste 
de cobre imersa em uma solução aquosa saturada de sulfato de cobre. Para garantir a 
saturação da solução aquosa é interessante usar sempre uma quantidade de sulfato de 
cobre suficiente para causar o acúmulo deste composto no fundo da solução. A 
extremidade de contato do eletrodo é formada por uma ponta porosa para proporcionar a 
continuidade elétrica do eletrodo de referência com o eletrodo de trabalho (sistema 
aço/concreto). Na pesquisa, o material poroso utilizado foi a madeira. A Figura 2 mostra 
um esquema de um eletrodo de referência de cobre/sulfato de cobre. 
 
 
Figura 2 – Modelo Esquemático do Eletrodo de Referência utilizado (GENTIL, 2003). 
 
O método consiste em medir a diferença de potencial elétrico entre o aço da peça de 
concreto armado em análise e um eletrodo de referência, capaz de manter seu potencial 
elétrico estável (ROCHA, 2012). A Figura 3 mostra a configuração da aparelhagem 
necessária ilustrando o eletrodo de referência sendo apoiado imediatamente sobre a 
superfície de concreto que cobre a armadura, o voltímetro de alta impedância e a conexão 
elétrica com a barra de aço, imprescindível para a realização das leituras. Cascudo (1991) 
afirma que ao conectar o eletrodo de referência e o eletrodo de trabalho (barra de aço do 
concreto) surge um fluxo de elétrons da armadura em direção ao eletrodo de referência, 
mais nobre e com potencial mais positivo, passando pelo voltímetro de alta impedância e 
 
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indicando a intensidade da diferença de potencial de eletrodo entre as semi pilhas 
(eletrodo de referência e eletrodo de trabalho). Para o fechamento do circuito é 
necessário uma interface condutiva entre o eletrodo de referência e o eletrodo de trabalho 
e isso é feito usando uma esponja saturada colocada no contato elétrico entre o eletrodo 
de referência e a superfície do concreto. Todo esse processo é baseado em teorias 
eletroquímicas, que em geral são as principais no estudo da corrosão. 
 
 
Figura 3 – Aparelhagem do eletrodo de referência conectado com a estrutura (ASTM, 1999). 
 
Segundo Medeiros, Balbinot e Helene (2010), o potencial de corrosão identifica os 
locais da peça em estudo onde as condições termodinâmicas são favoráveis ao início do 
processo de corrosão, ainda que a armadura não apresente sinais na superfície de 
concreto que o envolve. Pode-se tomar tal conclusão, então, como uma boa definição do 
Potencial de Corrosão. 
 
3 Resultados e Discussão 
 
Para um melhor entendimento dos resultados e comercialização desses ensaios, 
foi feito uma síntese de cada resultado em forma de um relatório contendo os valores dos 
potenciais medidos nos ensaios, um gráfico com essas leituras indicando o valor médio 
de potencial, mediana e desvio padrão. Além disso, características do local ensaiado 
 
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como tipo de concreto, cobrimento, relação água/cimento, temperatura ambiente, 
umidade e a área a ser ensaiada constituem o relatório. 
Com a análise do primeiro ensaio, já foi possível constatar a boa precisão do 
equipamento e reconhecer alguns cuidados que precisam ser tomados, que serão 
discutidos mais a frente. 
Ao interpretar o relatório, então, conclui-se que, diante das 30 leituras, o potencial 
médio obtido foi -0,420V (quatrocentos e vinte milivolts negativos), com 89% das leituras 
na faixa de corrosão ativa de acordo com a ASTM C876. Na segunda página do relatório, 
o mapeamento mostrou na área estudada (100cm x 150cm) que a faixa que apresentou 
maior grau de corrosão foi o lado direito da estrutura, justamente onde podemos verificar 
as armaduras expostas que já desplacaram parte do pilar referente ao cobrimento da 
armadura Figura 4 e Figura 5. 
 
 
Figura 4 – Área Ensaiada (100cm x 150cm) Figura 5 – Execução das Leituras de Potencial 
 
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 Figura 6 – Modelo do Relatório de Ensaio Página 1 
 
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Figura 7 – Modelo do Relatório de Ensaio Página 2 
 
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O relatório é concluído com um breve resumo das faixas de risco de corrosão 
estabelecidos por norma e a anuência de um responsável técnico para a validação do 
ensaio. 
Outros ensaios comparativos em regiões não afetadas pela corrosão foram 
realizados, e estão apresentados a seguir: 
 
 Figura 8 – Modelo do Relatório de Ensaio Página 1 
 
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Figura 9 – Modelo do Relatório de Ensaio Página 2 
 
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4 Conclusões e Recomendações 
 
A inspeção predial com leituras de potencial de corrosão se mostrou eficiente para 
detecção da corrosão em estruturas de concreto armado, mas requer uma certa 
experiência com a utilização do aparelho e a interpretação dos dados devido aos fatores 
que interferem nas leituras. 
Com base no estudado, pode-se fazer um estudo do grau de influência dos fatores 
externos nas medidas de potencial. Fatores, como por exemplo, temperatura ambiente, 
umidade, relação água/cimento, cobrimento da armadura e as diferentes classes de 
agressividade do concreto, bem como outras variações presentes na NBR 6118:2013. O 
estudo do monitoramento contínuo das estruturas também pode revelar informações 
importantes, uma vez que o emprego do método não destrutível pode ocorrer ao longo da 
vida útil da estrutura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5 Referências Bibliográficas 
 
ASTM C876-91(1999), “Standard Test Method for Half-Cell Potentials of UncoatedReinforcing Steel in Concrete”, (Método de Ensaio para Potenciais de Meia-Célula de 
Armaduras Expostas em Concreto), ASTM International. United States, 1999. 
 
CASCUDO, O. M. Contribuição ao estudo e emprego de técnicas eletroquímicas no 
controle da corrosão de armaduras de concreto armado. Dissertação de mestrado em 
Engenharia Civil. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP), 1991. 
 
GENTIL, V. Corrosão. Rio de Janeiro, Editora LTC, 2003. 
 
MEDEIROS, M.H.F.; BALBINOT, G. B.; HELENE, P. Inspeção em prédios no Rio de 
Janeiro: corrosão em pilares. Concreto & Construções. n. 57, p. 58-66, 2010. 
 
METHA, P. K.; MONTEIRO, P. J. M. L. Concreto: microestrutura, propriedades e 
materiais. São Paulo: IBRACON, 2008. 
 
MONTEIRO, E. C. B. Avaliação do Método de Extração Eletroquímica de Cloretos 
para Reabilitação de Estruturas de Concreto com Problemas de Corrosão de 
Armaduras, Tese (Doutorado), Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, São 
Paulo, 2002. 
 
ROCHA, F. C. Leituras de potencial de corrosão em estruturas de concreto armado: 
influência da relação água/cimento, da temperatura, da contaminação por cloretos, 
da espessura de cobrimento e do teor de umidade do concreto. UFPR, Curitiba, 
2012. 
 
SILVA, Djalma Ribeiro. “Estudo de inibidores de corrosão em concreto armado, 
visando a melhoria na sua durabilidade”. Tese (Doutorado em Ciências e Engenharia 
de Materiais), UFRN, Programa de Pós-Graduação em Ciências e Engenharia de 
Materiais. 2006. 
 
Portal Estações Rodoviárias do Brasil. Disponível em: 
<www.estacoesferroviarias.com.br/efgoiaz/brasilia> Acesso em 24 de maio de 2015.