corrosão de Metal

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Aula 1
Corrosão e Protecção de Metais
8/9/2023 1
MSc Júlio Augusto Mussane, Engº
OBJECTIVOS
No final desta disciplina os estudantes devem
ser capazes de:
• Conhecer as diferentes formas de
manifestação da corrosão;
• Conhecer, em função do tipo de material, os
meios onde estes podem ou não sofrer
corrosão;
• Conhecer os diferentes métodos de protecção
contra corrosão.
Corrosão e Protecção dos Metais 2
TÓPICOS TEMÁTICOS 
 Corrosão dos metais:
• Tipos de corrosão;
• Mecanismos de corrosão;
• Formas de corrosão;
• Factores de corrosão;
• Meios de corrosão.
 Protecção contra corrosão:
• Descrição de diferentes métodos de protecção
contra a corrosão.
Corrosão e Protecção dos Metais
BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA 
• [1] ZAKI AHMAD – Principals of corrosion
and corrosion control;
• [2] FABIO DOMINGOS PANNONI –
Princípios da protecção de estruturas metálicas
em situação de corrosão e incêndios;
• [3] Corrosão – Livros e Artigos Técnicos;
• [4] VICENTE GENTIL – Corrosão.
Corrosão e Protecção dos Metais
Corrosão e Protecção dos Metais
OBJECTIVOS DESTA AULA
• Conceito de Corrosão de Materiais
• Importância do estudo da corrosão
• Custos Da Corrosão
• Meios De Corrosão
INTRODUÇÃO 
 Corrosão de Materiais
• A corrosão, do modo geral, pode ser definida
como sendo o processo de destruição total,
parcial, superficial ou estrutural de determinado
material causado pela acção do meio.
• Qualquer tipo de material (metal, madeira, betão,
etc.), dependendo do meio onde se encontra, o
método de produção, entre outros factores, é
susceptível de sofrer algum tipo de corrosão.
Corrosão e Protecção dos Metais
Corrosão e Protecção dos Metais
• Exemplos de corrosão em diferentes tipos de materiais
(Betão e Metal)
CORROSÃO DOS METAIS 
• Os metais, raramente, são encontrados no estado puro.
Eles são, quase sempre, encontrados na forma
combinada, com um ou mais elementos não-metálicos
presentes no ambiente.
• Minérios são, de modo geral, formas oxidadas do
metal. A transformação dos minérios em metais “puros”
(redução de minérios), exige que quantidades
significativas de energia sejam fornecidas. A fundição e
conformação posterior do metal envolvem processos
onde mais energia é fornecida.
• Este factor leva a que os metais se tornem
quimicamente instáveis.
Corrosão e Protecção dos Metais
CORROSÃO DOS METAIS 
• A corrosão metálica pode ser definida como sendo a
tendência que os metais têm, quando reagem com o
meio onde estes se encontram, de voltar ao seu estado
de energia mais baixa e consequentemente de
minérios (maioritariamente óxidos).
• Este processo, do ponto de vista de utilização da
maior parte dos metais, é visto como deterioração
uma vez que um metal corroído perde grande parte
das suas propriedades funcionais.
Corrosão e Protecção dos Metais
CORROSÃO DOS METAIS 
Corrosão e Protecção dos Metais
IMPORTÂNCIA DO ESTUDO DA 
CORROSÃO DOS METAIS 
 A importância do estudo da corrosão está
consubstanciada em:
• Viabilizar economicamente as instalações industriais
construídas com materiais metálicos.
• Manter a integridade física dos equipamentos e
instalações industriais.
• Garantir a máxima segurança operacional, evitando-se
paragens operacionais não programadas e lucros
cessantes.
• Garantir a máxima segurança industrial, evitando-se
acidentes e problemas de poluição industrial.
Corrosão e Protecção dos Metais
CUSTOS DA CORROSÃO 
A corrosão tem um elevado impacto económico que pode ser
quantificado através da analise dos seus custos diretos e indiretos.
 Os custos diretos são os custos atribuídos aos proprietários ou
operadores das estruturas, fabricantes de produtos e fornecedores de
serviços, relacionados com:
• Seleção de materiais mais resistentes e aumentos de espessuras;
• Utilização de revestimentos, inibidores de corrosão, técnicas
eletroquímicas;
• Inspecção, manutenção e reparação;
• Controlo das condições ambientais;
• Perdas de produtividade.
 Custos indirectos- os que são dificilmente contabilizaveis
• Poluição;
• Acidentes (Chernobyl);
Corrosão e Protecção dos Metais
MEIOS DE CORROSÃO 
• Foi dito, anteriormente, que a corrosão sempre
começa da superfície pelo facto de ser esta parte do
material que fica exposto ao meio circundante.
• Neste capítulo, são apresentados os meios corrosivos
mais frequentemente encontrados: átmosfera, águas
naturais, solo e produtos químicos e, em menor
escala, alimentos, substâncias fundidas, solventes
orgânicos.
Corrosão e Protecção dos Metais
ÁTMOSFERA 
A acção corrosiva da átmosfera depende
fundamentalmente dos seguintes factores:
• Humidade relativa;
• Substâncias poluentes -particulados e gases;
• Temperatura;
• Tempo de permanência do filme de eletrólito
na superfície metálica.
Corrosão e Protecção dos Metais
ÁGUAS NATURAIS 
 Os materiais metálicos em contacto com a água
tendem a sofrer corrosão, a qual vai depender de
várias substâncias que podem estar contaminando
a mesma. Entre os mais frequentes contaminantes
têm-se:
• Gases dissolvidos (ex: gás sulfídrico);
• Sais dissolvidos (ex: cloretos de sódio);
• Matéria orgânica de origem animal ou vegetal ;
• Bactérias, limos e algas;
• Sólidos suspensos.
Corrosão e Protecção dos Metais
SOLOS 
 O comportamento do solo como meio corrosivo deve
ser considerado de grande importância, levando-se
em consideração as enormes extensões de tubulações
enterradas, como oleodutos, gasodutos, adutoras e a
grande quantidade de tanques enterrados
armazenando combustíveis. A corrosão em tubulações
ou tanques contendo combustíveis pode causar
perfurações que provocam vazamentos, com
consequente contaminação do solo ou de lençóis
freáticos, e com possibilidade de incêndios e
explosões.
Corrosão e Protecção dos Metais
Cont.
 A velocidade de corrosão no solo não é muito influenciada por
pequenas variações na composição ou estrutura do material
metálico, sendo mais influente a natureza do solo. Essa
natureza pode ser influenciada por diversas variáveis
evidenciadas a seguir.
• Aeração, humidade, pH;
• Potencial redox, microrganismos;
• Condições climáticas;
• Heterogeneidade do solo;
• Presença de água, sais solúveis e gases;
• Acidez;
• Resistividade eléctrica;
• Modificação na resistência de revestimentos;
Corrosão e Protecção dos Metais
PRODUTOS QUÍMICOS 
• Em equipamentos usados em processos químicos
deve-se levar em consideração duas possibilidades:
deterioração do material metálico do equipamento
e contaminação do produto químico. Os factores
que influenciam, são vários e complexos em alguns
casos. Entre eles são citados a pureza do metal,
contacto de metais dissimilares, natureza da
superfície metálica, pureza do produto químico,
concentração, temperatura e aeração.
Corrosão e Protecção dos Metais
ALIMENTOS 
 A importância do efeito corrosivo dos alimentos está ligada à
formação de possíveis sais metálicos tóxicos. Além do
caráter tóxico dos sais resultantes, eles podem alterar
características do alimento como sabor, aroma e aparência
bem como ocasionar rancidez. Mesmo que a acção corrosiva
seja pequena, observa-se que mínimas quantidades de:
• Zinco, ferro e cobre: modificam o aroma do leite;
• Ferro: pode reagir com tanino ocasionando escurecimento de
vegetais em conserva;
• Estanho: ocasiona turvação em cerveja e vinhos brancos;
• Chumbo: causa satumismo, doença que ataca o sistema
nervoso.
Corrosão e Protecção dos Metais
SUBSTÂNCIAS FUNDIDAS 
A corrosão ocasionada por esses meios corrosivos
está ligada ao facto de o material metálico poder
ser solúvel no composto ou no metal fundido. No
caso de metais fundidos, pode-se ter:
• Formação de ligas;
• Formação de compostos intermetálicos;
• Penetração do metal líquido intergranularmente
no metal sólido;
• Transferência de massa.
Corrosão e Protecção dos Metais
SOLVENTES ORGÂNICOS 
• Como os solventes orgânicos não são considerados
eletrólitos. os casos de corrosão originados por eles ficam
maisrelacionados com a presença de impurezas que podem
existir nos mesmos, tornando-os corrosivos para
determinados materiais metálicos. Assim, é bem conhecida
a acção da água aquecida ou do vapor de água sobre alguns
solventes clorados, produzindo hidrólise dos mesmos, com
formação de ácido clorídrico e ocasionando corrosão dos
materiais metálicos.
• Devido a este facto, são usados no desengraxamento, com
vapor de solvente, de peças metálicas, solventes clorados
estabilizados, isto é, contendo inibidor de corrosão.
Corrosão e Protecção dos Metais
Corrosão e Protecção dos Metais
Mecanismo eletroquímico
O mecanismo eletroquímico é decomposto em 3 etapas:
Processo anódico: passagem de iões para a solução;
Deslocamento de eletrões e iões: observa-se a transferência
dos eletrões das regiões anódicas para as regiões catódicas
pelo circuito metálico e uma difusão de aniões e catiões na
solução.
Processo catódico: recepção de eletrões na área catódica
pelos iões ou moléculas existentes na solução.
Corrosão e Protecção dos Metais
Reações catódicos e anódicas 
Reação anódica- oxidação do metal
𝑀 → 𝑀𝑛+ + 𝑛𝑒−
Reação catódica 
Redução de iões H+ no meio do ácido não arejado
𝑛𝐻+ + 𝑛𝑒− →
𝑛
2
𝐻2
Redução de O2
𝑛
4
𝑂2 + 𝐻2
𝑂 + 𝑛− → 𝑛𝑂𝐻−
Meio neutro e básico
𝑛
4
𝑂2 +
𝑛𝐻+ + 𝑛𝑒− →
𝑛
2
𝐻2
𝑂 Meio ácido
o meio neutro torna-se base devido a formação dos iões 
hidróxidos (OH-) aumentando desta forma o PH.
Corrosão e Protecção dos Metais
No meio acido o PH pode reduzir devido a reação neutralização 
𝐻+ + 𝑂𝐻− → 𝐻2
𝑂
Quanto a redução dos iões H+ pode se dizer que:
Na área catódica a uma dissociação da água em meio neutro não 
arejado
𝐻2
𝑂 → 𝐻+ + 𝑂𝐻−
𝐻+ + 𝑒− → 𝐻2
𝐻2𝑂 + 𝑒
− →
1
2
𝐻2 + 𝑂𝐻
− reação global 
Os produtos de corrosão formados pelos iões resultantes da parte
anódicas e catódicas
𝑀
𝑛
+ + 𝑛𝑂𝐻− → 𝑀 𝑂𝐻 𝑛
Para o caso particular do ferro teremos:
Corrosão e Protecção dos Metais
Reação anódica:
𝐹𝑒 → 𝐹𝑒
2
+ + 2𝑒−
Al
→ 𝐴𝑙
3
+ + 3𝑒−
𝑍𝑛 → 𝑍𝑛
2
+ + 2𝑒−
Reação catódica
𝐻2𝑂 +
1
2
𝑂2 + 2𝑒
− → 2𝑂𝐻−
𝐹𝑒
2
+ + 2𝑂𝐻− → 𝐹𝑒 𝑂𝐻 2
O hidróxido de ferroso formado sofre transformações de acordo 
com o oxigénio.
Em meio deficiente de oxigénio a formação da magnetita:
3𝐹𝑒 𝑂𝐻 2 → 𝐹𝑒𝑂4 +
2𝐻2
𝑂 + 𝑂2
Corrosão e Protecção dos Metais
Em meio arejado que é o caso mais frequente o hidróxido ferroso oxida-se formando o 
hidróxido férrico
2𝐹𝑒 𝑂𝐻 2 → 𝐻2
𝑂 +
1
2
𝑂2 →
2𝐹𝑒 𝑂𝐻 3
Em geral a reação global da corrosão
4𝐹𝑒 → 3𝑂2 + 𝐻2
𝑂 → 2𝐹𝑒2
𝑂. 𝐻2
𝑂 (Oxido de ferro hidratado)