Artigo _A CORROSÃO METÁLICA CAUSADA POR ÁGUAS NATURAIS

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A CORROSÃO METÁLICA CAUSADA POR ÁGUAS NATURAIS 
 
 
S. R. PETERS1, S. N. da SILVA2 e L. M. RODRIGUES3 
 
1 Universidade Federal do Pampa, Campus Bagé, Curso de Engenharia Química 
2 Universidade Federal do Pampa, Campus Bagé, Curso de Engenharia de Energias 
3 Universidade Federal do Pampa, Campus Bagé, Curso de Engenharia Química 
E-mail para contato: steffany.rpeters@gmail.com 
 
 
RESUMO – A corrosão consiste na deterioração dos materiais pela ação química ou 
eletroquímica do meio. As águas naturais são meios corrosivos complexos contendo sais, 
gases dissolvidos, matéria orgânica, microorganismos, etc. É de suma importância o 
conhecimento dos processos corrosivos, devido ao fato do mesmo gerar grandes perdas 
econômicas para as indústrias. Este trabalho objetiva investigar o caráter corrosivo de 
águas naturais, coletadas no Rio Grande do Sul, sobre um aço carbono, utilizado na 
construção de dutos e tanques de combustíveis. Os materiais empregados foram amostras 
de água do mar, açude, rio e o aço API 5L Grau B. O estudo baseou-se na caracterização 
físico-química das águas, análise morfológica do metal e estudo da corrosão do aço 
exposto às águas. A taxa de corrosão foi determinada após 5 meses de exposição. Testes 
eletroquímicos determinaram o potencial de corrosão e o comportamento do aço em tais 
meios, empregando-se a voltametria cíclica. Os resultados indicaram o ataque ao aço em 
curtos tempos de exposição (60 min). A água do mar representou a maior taxa de 
corrosão do aço, 0,33 mm/ano, no entanto, todas as amostras de águas naturais foram 
corrosivas ao metal. Este fato reforça a necessidade da investigação do processo 
corrosivo em diferentes meios. 
 
1. INTRODUÇÃO 
Ao se considerar o emprego de materiais na construção de equipamentos ou instalações é 
necessário que estes resistam à ação do meio corrosivo (GEMELLI, 2001; PANOSSIAN, 1993). Um 
quinto da produção mundial de aço é destinado a repor perdas causadas pela corrosão, o que 
representa um impacto econômico para as grandes empresas que utilizam de alguma forma este 
material (Diário Comércio, 2008). 
Com isso, o estudo dos processos corrosivos que atacam e degradam materiais metálicos e não 
metálicos é de extrema importância, por ser um processo espontâneo e que, constantemente, 
transforma os materiais, diminuindo ou limitando a sua durabilidade e desempenho, resultando em um 
problema para as indústrias, empresas de gás, de petróleo, de mineração, petroquímicas e companhias 
de saneamento e águas (GOMES 1995; GEMELI, 2001). 
 
 
 
 
Meios corrosivos muito comuns são as águas naturais. As águas naturais podem conter sais, 
gases dissolvidos, matéria orgânica, microorganismos, resíduos industriais, poluentes diversos, etc. 
Trata-se de um meio corrosivo de constituição química complexa e de difícil estudo, por envolver 
diversos constituintes (UHLIG, 1963). 
Os materiais metálicos em contato com águas naturais tendem a sofrer corrosão, a qual vai 
depender de vários fatores, como pH, a temperatura e a velocidade de agitação, além de substâncias 
que podem estar contaminando a mesma (FURTADO, 1981; GENTIL, 2011). Os contaminantes 
normalmente encontrados são gases dissolvidos (O2, N2, CO2, Cl2, SO2, SO3, H2S), sais dissolvidos 
(NaCl, FeCl3, MgCl2, Na2CO3, NaHCO3), matéria orgânica de origem animal ou vegetal, bactérias, 
limos, algas, sólidos suspensos, etc. 
Os sais podem agir acelerando ou retardando a velocidade do processo corrosivo. O efeito do 
cloreto de sódio, na corrosão, deve-se ao fato de este sal ser um eletrólito forte, ocasionando, portanto, 
o aumento da condutividade elétrica, que é fundamental no mecanismo eletroquímico. O íon cloreto 
atua também na despassivação do aço inoxidável e das ligas de alumínio, visto que ele pode penetrar 
na camada protetora de óxidos de cromo e alumínio. No caso de presença de íons sulfato, SO4
2-, deve-
se considerar a possibilidade de ocorrência de corrosão microbiológica, originada por bactérias 
redutoras de sulfato, acelerando o processo corrosivo (GENTIL, 2011). 
A ação corrosiva da água do mar, em particular, é de elevada intensidade, podendo ser 
determinada inicialmente por sua salinidade. Essa salinidade é praticamente constante em oceanos, 
mas pode variar em mares (LAQUE, 1975). 
Este trabalho realiza a caracterização físico-química de águas naturais e o estudo da corrosão do 
aço carbono exposto às águas. A taxa de corrosão foi determinada após 5 meses de exposição, testes 
eletroquímicos determinaram o potencial de corrosão e o comportamento do aço em tais meios, 
empregando-se a técnica de voltametria cíclica. A análise morfológica do aço carbono foi realizada 
por microscopia óptica. 
2. EXPERIMENTAL 
Para a realização do ensaio da corrosão, foram utilizadas amostras metálicas de aço carbono 
API 5L grau B, as quais foram cedidas por empresa responsável pela distribuição de petróleo e 
derivados no estado do Rio Grande do Sul. 
As amostragens de águas naturais foram realizadas no rio Quebracho, na cidade de Bagé, em 
açude, no município de Don Pedrito, e na costa litorânea da cidade de Rio Grande, no oceano 
Atlântico. Para que não houvesse algum tipo de contaminação das mesmas, as amostragens foram 
coletadas e transportadas de maneira adequada, sendo encaminhadas imediatamente para análises 
laboratoriais. 
A caracterização físico-química das amostras de águas foram realizadas através da 
determinação do índice de turbidez, do valor de pH e da condutividade elétrica. As amostras metálicas 
 
 
 
 
foram preparadas por corte, com áreas de 2 cm², polimento em lixas d´água até granulometria #2000, 
e sua morfologia foi caracterizada por microscopia óptica. 
Os ensaios de corrosão por exposição foram realizados expondo as amostras metálicas nas 
respectivas amostras de águas naturais (Figura 1), por um tempo de 5 meses. Foi realizado o 
monitoramento da perda de massa das amostras metálicas, desde 10 min até o tempo final. A taxa de 
corrosão do aço foi determinada segundo a norma ASTM G1-90, para cada um dos meios agressivos. 
 
Figura 1 - Exposição das amostras metálicas nas águas naturais. 
Foram realizados testes eletroquímicos de voltametria cíclica, em célula a três eletrodos, na 
presença de oxigênio, em potenciostato Autolab. A varredura foi efetuada entre 100 e 320 mV, em 
relação ao eletrodo normal de hidrogênio (ENH), a uma velocidade de 10 mV s-1. Foram empregados 
o eletrodo de referência de Ag/AgCl, como contra-eletrodo um fio de Pt e o aço carbono API 5L Grau 
B, como eletrodo de trabalho. O potencial de corrosão do aço nos meios avaliados foi determinado 
com 30 min de exposição, empregando-se o potenciostato. Todas as medidas foram realizadas a 
25ºC. 
3. METODOLOGIA DE CÁLCULO 
A determinação da taxa de corrosão segundo a norma ASTM G1 – 90, é representada pela 
Equação 1: 
 (1) 
Onde: constante para definir unidade (K) equivale a 8,76 x 104 mm ano-1, tempo de exposição (t) em 
h, a área (A) em cm2, perda de massa (W) em g, densidade do metal (D) em g cm-3 (aço carbono = 
7,86 g cm-3). 
4. RESULTADOS 
A morfologia da amostra metálica preparada, antes de qualquer exposição aos meios, é 
apresentada na Figura 2.a. Observam-se as inclusões não metálicas, típicas da composição deste 
material, as quais são formadas durante o processo de fabricação do aço carbono API 5L Grau B, 
ainda no estado líquido (ZHANG 2006 apud INFOMET cap. 2), indicadas na Figura 2.b. 
 
Aço API 5L Grau B 
 
 
 
 
 
 
Figura 2 - Morfologia do aço antes da exposição (a), detalhe das inclusões não metálicas (b). 
As amostras de aço expostas pelo tempo inicial de 10 min em água de rio e água do mar são 
apresentadas na Figura 3.a e Figura 3.b. A rápida nucleação do ataque à superfície metálica, com aformação de pites (ataque localizado), foi observada mesmo com apenas 10 min de exposição. 
 
Figura 3 – Morfologia do ataque ao aço em 10 min de exposição à água de rio (a) e do mar (b). 
 
Em um período de exposição de 120 h, o ataque avança de forma generalizada, abrangendo uma 
maior área da superfície metálica. Nota-se a formação de uma camada de produtos de corrosão na 
superfície das amostras expostas à água de mar, como apresentado na Figura 4.a. Com a remoção do 
produto de corrosão, para a determinação da taxa de corrosão do aço, observa-se o ataque localizado 
ao metal, com a formação de pite, exposto à água de rio e mar. Foi constatado um ataque mais intenso 
às amostras expostas em água do mar, e o meio de água doce apresentou um menor nível de 
agressividade ao aço, como apresentado nas Figuras 4.b e 4.c. A taxa de corrosão das amostras 
metálicas, determinada para o tempo de exposição de 120 h, foi de 0,56 mm ano-1 para exposição em 
água do mar, e de 0,12 mm ano-1 para exposição em água de rio. Não foi detectado ataque ao aço 
exposto em água de açude, até este tempo de análise. 
 
Figura 4 - Morfologia do ataque em água do mar por 120 h, antes de remoção do produto de 
Inclusões não 
metálicas 
a) b) 
 40x 400x 
 40x 40x 
a) b) 
 40x 40x 100x 
a) b) c) 
 
 
 
 
corrosão (a), após a remoção (b), e após a remoção, para o aço em água de rio por 120 h (c). 
A Tabela 1 apresenta o resultado da caracterização físico-química realizada nas amostras de 
águas naturais antes da exposição do aço carbono, e o monitoramento de parâmetros durante o tempo 
total de exposição, sendo acompanhados os valores de pH inicial e máximo (pH0 e pHmax), e 
condutividade elétrica inicial e final (CE0 e CEf). O índice de turbidez reflete a quantidade de material 
particulado presente em cada meio, sendo destacado o maior nível em água do mar. Observou-se o 
crescente aumento dos valores de pH e condutividade elétrica das amostras de águas naturais, sendo 
maiores para a amostra de água do mar. O incremento nos valores de condutividade elétrica, 
provavelmente se deva à liberação de pequenas quantidades de óxidos metálicos, que se destacam do 
metal atacado, nas águas. 
Tabela 1 – Caracterização e monitoramento das amostras de águas naturais, durante a exposição 
do aço por 5 meses. 
 Águas Turbidez 
(NTU) 
pHo pHmax CEo 
(MS cm-²) 
CEf 
(MS cm-²) 
 Mar 53,00 6,5 7,7 >200 >200 
 Rio 7,76 7,7 8,6 1,702 3,250 
 Açude 0,32 7,7 8,2 0,315 0,750 
As amostras metálicas em água do mar apresentaram o maior aumento de massa detectado, 
proveniente do acúmulo de espessa camada de produtos de corrosão ao longo de toda a superfície 
exposta. Na Figura 5 é apresentada a morfologia das amostras de aço, após 5 meses de exposição, na 
presença dos produtos de corrosão, e após a remoção destes produtos, segundo a norma ASTM G1-
90, para a determinação da taxa de corrosão do aço. 
 
Figura 5 - Morfologia do aço após 5 meses de exposição com e sem produtos de corrosão, para 
exposição no rio (a), em açude (b) e no mar (c). 
 
As taxas de corrosão de cada uma das amostras de aço carbono expostas foram de 0,15 mm ano-
1 em rio, 0,17 mm ano-1 em açude, e 0,33 mm ano-1 no mar. Isto reforça a teoria de que as águas de rio 
e açude são também meios agressivos ao aço, mesmo que em menor intensidade, no entanto, a água 
a) b) c) 
 
 
 
 
de mar foi praticamente duas vezes mais agressiva. 
Na medida de voltametria cíclica medida sobre o aço em contato com a água do mar, Figura 6, 
foram verificadas maiores valores de densidades de corrente (j), cerca de 5 mA cm-2, evidenciando a 
intensa reação de oxidação na superfície do metal. O retorno no sentido de menores valores de j, é 
outro indicativo de que o metal sofreu ataque localizado, sob a forma de pites. 
 
Figura 6 – Voltametria cíclica medida sobre o aço API 5L Grau B em água do mar a 10 mV s-1 e 
25°C. 
A morfologia das amostras de aço após a voltametria foi observada por microscopia óptica, 
revelando a presença de pequenos ataques localizados para as amostras imersas em águas doces (rio e 
açude), e um ataque mais intenso à amostra exposta ao mar. Conforme mostra a Figura 7. 
 
Figura 7 - Morfologia do aço após a voltametria cíclica a 10 mV s-1 em água de rio (a), de açude 
(b) e de mar (c). 
5. CONCLUSÃO 
Constatou-se a ocorrência de processos corrosivos sobre o aço carbono API 5L Grau B em 
contato com todas as amostras de águas naturais, açude, rio e mar. A água do mar foi mais agressiva, 
promovendo um rápido ataque ao metal (a partir de 10 min), iniciando por pite e evoluindo para um 
ataque generalizado. Em todos os casos, após 5 meses de exposição, espessa camada de produtos de 
corrosão foi formada no aço, gerando maiores valores de pH e condutividade elétrica nas águas. A 
taxa de corrosão determinada após 5 meses, e os testes eletroquímicos realizados, também 
comprovam que a corrosividade da água do mar é mais intensa do que as amostras de água doce (rio e 
açude), mas no entanto, todo os meios apresentaram algum nível de agressividade ao aço. 
a) b) c) 
 200x 200x 200x 
 
 
 
 
 
6. NOMENCLATURA 
A Área da superfície exposta do aço [L²] 
CEo Condutividade elétrica inicial da água 
CEf Condutividade elétrica final da água 
D Massa especifica do aço [M
3/T] 
K Constante para definir unidades [L/T] 
pHo pH inicial da amostra de água 
pHmax 
pH máximo encontrado após 
exposição 
T Tempo de exposição [T] 
T.C Taxa de corrosão [L/ T] 
W Perda de massa [M] 
 
7. REFERÊNCIAS 
DIÁRIO DO COMÉRCIO. Os Danos da Corrosão na Economia. Disponível em: 
http://www.diariodocomercio.com.br/noticia.php?tit=os_danos_da_corrosao_na_economia_&id=101
214. Acessado em: 12/01/2016. 
GEMELLI, E. Corrosão de Materiais Metálicos e Sua Caracterização. LTC: Rio de Janeiro, 2001. 
GOMES, L. P. Sistemas de Proteção catódica. Instalações e Engenharia de Corrosão Ltda., 1995. 
FURTADO, P. Introdução à Corrosão e Proteção das Superfícies. Imprensa Universitária, UFMG, 
1981. 
GENTIL, V. Corrosão. LTC: Rio de Janeiro, 2011. 
INFOMET. Inclusões Não Metálicas em Aços. Disponível em: 
http://www.infomet.com.br/site/acos-e-ligas-conteudo-ler.php?codConteudo=226. Acessado em: 
15/01/2016. 
LAQUE, F. L. Marine Corrosion. John Wiley & Sons: NY, 1975. 
NORMA TÉCNICA ASTM G1-90 Standard Practice for Preparing, Cleaning, and Evaluating 
Corrosion Test Specimens, 1999. 
PANOSSIAN, Z. Corrosão e Proteção contra Corrosão em Equipamentos e Estruturas Metálicas. v. 
2, IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas: São Paulo, 1993. 
UHLIG, H. H. Corrosion and Corrosion Control. John Wiley & Sons: NY, 1963.