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Unidade II
QUÍMICA APLICADA
Profa. Daniela Patto
Corrosão em estruturas metálicas
 A maioria dos metais é encontrada combinada com um ou 
mais elementos, na forma de minérios, que são as formas 
oxidadas na natureza. 
 A purificação dos metais exige aplicação de energia em 
grandes quantidades. Assim como a conformação final. 
 Os principais minérios de ferro são Fe2O3 (hematita), Fe3O4
(magnetita), e 2 Fe2O3.3 H2O (limonita).
Corrosão em estruturas metálicas
 Por redução destes se obtém o ferro elementar (puro).
 O ferro elementar é instável, como os demais metais, e tende a 
voltar ao seu estado mais estável oxidando-se; causa básica 
da corrosão.
 Nesse processo tem-se a formação do óxido de ferro, mais 
estável, conhecido como ferrugem. 
 A tendência de decréscimo energético é a principal força 
motriz da corrosão. 
Tipos de corrosão
 Corrosão atmosférica.
 Corrosão uniforme.
 Corrosão por placas.
 Corrosão por pites ou alveolar.
 Corrosão por lixiviação.
 Corrosão erosão.
 Corrosão sob tensão.
 Corrosão por frestas.
 Corrosão de canto vivo.
 Corrosão galvânica
Corrosão atmosférica
 A corrosão atmosférica do aço carbono é um processo 
eletroquímico (reações químicas + fluxo de elétrons). Metais 
sujeitos às condições climáticas sofrem este tipo de corrosão.
 É descontínuo, o efeito acumulado é função do tempo de 
contato com eletrólitos e da velocidade média de corrosão 
durante estes períodos.
 A extensão do ataque depende das condições climáticas, da 
umidade relativa, da chuva, neblina, orvalho, temperatura do 
ar, ventos, poluentes e superfície metálica. 
Corrosão atmosférica
Principais fatores:
 Tempo que a superfície fica recoberta por uma película de 
água (como a chuva e o orvalho). 
 Poluição atmosférica .
 Os cloretos dos ambientes marinhos se depositam como 
pequenas gotas ou cristais formados. 
 Ação de sulfatos.
 O SO2 é gerado pela queima de fósseis pela atividade 
vulcânica, solubilizado na água (chuva e orvalho) forma o 
ácido sulfuroso. Oxidado forma ácido sulfúrico. 
Corrosão uniforme
 Se desenvolve de forma homogênea sobre a superfície 
metálica, a perda de massa e espessura igual em todos os 
pontos. Ocorre em ambiente homogêneo. 
 Aços ao carbono e as ligas de cobre sofrem este tipo de ata.
 O mecanismo dessa corrosão envolve a existência de reações 
eletroquímicas uniformemente.
 É comum e de fácil controle, consiste em uma camada visível 
de óxido de ferro pouco aderente que se forma em toda a 
extensão do perfil. 
 Ocorre pela exposição direta do aço carbono a um ambiente 
agressivo sem um sistema protetor ou quando o mesmo é 
rompido e não reparado. 
Corrosão por placas
 Os produtos formam-se em placas que se desprendem 
progressivamente. 
 Ocorre em metais que formam películas inicialmente 
protetoras que ao se tornarem espessas, fraturam e perdem 
aderência, expondo o metal ao novo ataque. 
 Podem ser formadas crostas espessas de ferrugem em forma 
de lâminas.
 Ocorrem também quando a corrosão se dá por depósito, 
como em casos de aeração diferencial
Corrosão por pites
 É localizada, formam-se pequenas cavidades de profundidade 
considerável e significativa em relação à espessura do material. 
 Ocorre de forma localizada, sendo também chamada 
de puntiforme. Não apresenta material circundante (produto 
do ataque).
 Ataca materiais metálicos que formam películas protetoras 
passivantes. Ocorre nos pontos frágeis da película passivante. 
 Não há redução homogênea da espessura, ocorre dentro do 
equipamento, é de difícil acompanhamento.
 O meio torna-se ácido dificultando a restituição da 
camada passiva inicial. 
Corrosão por lixiviação
 Forma lâminas de material oxidado e se espalha pelo seu 
interior até camadas mais profundas. 
 O combate a essa corrosão no metal é feito normalmente com 
tratamento térmico.
Corrosão por erosão
 Ocorre em locais turbulentos onde o meio corrosivo se 
encontra em alta velocidade e aumenta o grau de oxidação 
das peças.
 Encontra-se esse problema em locais que contenham esgotos 
em movimento, despejo de produtos químicos (indústrias) ou 
ação direta de água do mar ou de rios (portos, pontes e 
embarcações). 
 Ela pode ser diminuída por revestimentos resistentes, 
proteção catódica, redução do meio agressivo e materiais 
resistentes à corrosão. 
Corrosão por erosão
 Destrói, pontualmente, a princípio, as camadas protetoras 
(passivas) formadas pelos produtos de corrosão, formando 
pilhas ativo-passivo.
 Quando associado com o processo erosivo, mais intenso se 
torna o processo corrosivo, ocorrendo um desgaste maior do 
que se apenas agisse um dos processos.
Corrosão sob tensão
 É resultante da soma das ações da tensão de tração e do 
meio corrosivo. 
 Normalmente, regiões tensionadas funcionam como anodos.
 Com o tempo surgem micro fissuras que podem acarretar um 
rompimento brusco da peça antes da percepção do problema.
Corrosão por frestas
 A ação da aeração diferencial e/ou da concentração iônica 
diferencial causa a formação de pilhas em frestas nos 
materiais metálicos. 
 Aparecem em juntas soldadas, juntas por rebites, em ligações 
com flanges, em uniões por roscas de parafusos, e em 
inúmeras configurações de que permitam formação de frestas.
Corrosão por frestas
 No projeto, as frestas devem ser minimizadas com o objetivo 
de reduzir a corrosão.
 As ligações parafusadas são largamente utilizadas na 
montagem final, quando a estrutura está próxima de sua 
consolidação final. 
 Por se tratar de uma ligação com maior grau de flexibilidade, 
requer cuidados especiais na sua execução para que a 
situação final da estrutura seja a do projeto.
Interatividade
Sobre a corrosão em aço-carbono podemos afirmar:
I. É fácil prever o tempo de duração de um material exposto ao meio 
ambiente.
II. A corrosão é um processo natural do metal em busca de sua 
estabilidade energética.
III. A melhor forma de se tratar a corrosão é depois que ela ocorre 
para determinarmos o tipo correto.
Assinale a alternativa correta:
a) I
b) II 
c) I e II
d) I e III 
e) I, II e III
Resposta
Sobre a corrosão em aço-carbono podemos afirmar:
I. É fácil prever o tempo de duração de um material exposto ao meio 
ambiente.
II. A corrosão é um processo natural do metal em busca de sua 
estabilidade energética.
III. A melhor forma de se tratar a corrosão é depois que ela ocorre 
para determinarmos o tipo correto.
Assinale a alternativa correta:
a) I
b) II 
c) I e II
d) I e III 
e) I, II e III
Corrosão galvânica
Para que a corrosão galvânica ocorra é necessário que existam 
três condições concomitantes: 
1. Metais diferentes ou heterogeneidade num mesmo metal.
2. Presença de eletrólito. 
3. Contato elétrico entre os dois metais. 
Corrosão galvânica
 Se uma das três condições não ocorrer, não haverá 
corrosão galvânica. 
 Forma bastante comum de corrosão em meio aquoso e pode 
ocorrer quando dois metais diferentes são conectados 
eletricamente em um mesmo líquido formando uma pilha. 
 Enquanto um dos metais cede elétrons ao outro e se corrói 
(anodo), o outro metal fica protegido, e não sofre ataque 
(catodo).
Cuidados em projetos
 É difícil proteger uma estrutura metálica se ela foi mal 
projetada sob o ponto de vista da corrosão. 
 A proteção da corrosão mais barata e eficiente é o projeto 
correto, desfavorecendo o ataque corrosivo. 
 Uma construção econômica é a que apresenta os menores 
custos totais ao longo de sua vida. 
 Custos de manutenção, como a pintura, constituem parte 
importante do custo total. 
 A construção mais barata pode não ser a mais econômica. 
Taxa de corrosão
 Muitas formas podem ser usadas para avaliar a corrosão de 
um material, como perda de massa, variação da espessura, 
alteração de propriedades mecânicas, entre outras.
 A taxade corrosão nos permite conhecer a perda de massa 
por unidade de área e unidade de tempo e ainda converter 
esta informação para penetração por unidade de tempo.
 Para utilização desta, devemos considerar o processo de 
corrosão como uniforme, o que nem sempre ocorre.
Taxa de corrosão
 MDD = (mg/ dm2 x dia)
 MIH = (mg/ In2 x hora)
Penetração da corrosão
 IPY = MDD / (696 x d) d.....densidade em g/cm3
 IPY = MIH / (1,87 x d)
 MPY = IPY x 1000
 MMPY = IPY x 25,4
Exemplo de cálculo
Os materiais A e B são avaliados para a construção de um 
tanque cilíndrico de 3,5 m de diâmetro, 6 m de altura e 38 mm de 
espessura. O tempo mínimo de vida útil do tanque deve ser de 
40 anos. Supondo que os materiais sofram corrosão uniforme, e 
que a redução máxima de espessura seja de 30% da inicial, 
quais materiais podem ser usados?
Material A B
Densidade 8,6 5,9
Taxa de 
corrosão
0,17 MIH 27 MDD
Exemplo de cálculo
A espessura da parede do tanque é de 38 mm e a redução 
máxima é de espessura é de 30 %, assim:
 38 x 0,3 = 11,30 mm
 A parede do tanque pode corroer 11,30 mm em 40 anos.
Para o material A
 MMPY = ( 0,17 x 25,4) / (1,87 x 8,6) = 0,268 mm/ ano
 em 40 anos este material vai corroer = 0,268 x 40 = 10,73 mm
Exemplo de cálculo
 De outra forma podemos calcular quanto tempo este tanque 
vai durar com o material A.
 Corrosão máxima é de 11,30 mm ------------- X
0,268 mm ----------- 1 ano
X = 42,16 anos.
Para o material B
 MMPY = ( 27 x 25,4) / (696 x 5,9) = 0,167 mm/ ano
 em 40 anos este material vai corroer = 0,167 x 40 = 6,68 mm
Exemplo de cálculo
 De outra forma podemos calcular quanto tempo este tanque 
vai durar com o material B.
 Corrosão máxima é de 11,30 mm ------------- X
 0,167 mm ----------- 1 ano
 X = 67,66 anos.
 Concluímos que os dois materiais podem ser usados para a 
construção do tanque.
Pilhas Galvânicas
 Transformação da energia química em energia elétrica.
Fonte: Peruzzo, F.M., Canto, E.L.; Química uma abordagem do cotidiano, volume único, 
Editora Moderna, 3ª edição, São Paulo, 2007, p. 383.
Pilhas Galvânicas
Fonte: Peruzzo, F.M., Canto, E.L.; Química uma abordagem do cotidiano, volume 
único, Editora Moderna, 3ª edição, São Paulo, 2007, p. 384.
Eletrodo padrão de hidrogênio
Fonte: Peruzzo, F.M., Canto, E.L.; Química uma abordagem do cotidiano, volume único, Editora 
Moderna, 3ª edição, São Paulo, 2007, p. 389.
Potencial de Eletrodo
Fonte: Peruzzo, F.M., 
Canto, E.L.; Química uma 
abordagem do cotidiano, 
volume único, Editora 
Moderna, 3ª edição, São 
Paulo, 2007, p. 390.
Potencial de Eletrodo
Fonte: Peruzzo, F.M., Canto, 
E.L.; Química uma 
abordagem do cotidiano, 
volume único, Editora 
Moderna, 3ª edição, São 
Paulo, 2007, p. 390.
Eletrodos
Anodo:
 Possui o maior potencial de oxidação.
 Sofre corrosão.
 Pode haver perda de massa.
 Saem elétrons.
 Chega corrente.
 Aumenta a concentração dos seus íons em solução.
 EFC: Equação Fundamental da Corrosão (Oxidação).
 Me Men+ + ne
Eletrodos
Catodo:
 Possui o menor potencial de oxidação.
 Não sofre corrosão.
 Pode haver ganho de massa.
 Chegam elétrons.
 Sai corrente.
 Reação de redução
 Men+ + ne Me
Diferença de Potencial (DDP)
 Para calcular a DDP ou a FEM (Força Eletromotriz) 
 FEM = EoA – EoC
Para o caso da pilha de zinco e cobre, temos:
 FEM = 0,76 – (-0,34) = 1,10V
 Uma pilha pode ser representada como uma diferença de 
potencial: EA –EB = Metal 
Referência 
Diferença de Potencial (DDP)
 No voltímetro, o metal ligado ao polo positivo é chamado de 
“Referência” e o metal ligado ao polo negativo é chamado 
de “Metal”.
Pela leitura do voltímetro:
 DDP > 0 (sinal positivo) indica a corrosão do “Metal”
 DDPA
Metal A B C D
DDP (V) - 200 270 -120
__________________I___200____I_____________(anodo)
A B
_________________I___200____I_70___I_________(anodo)
A B C
_____________I_120 I___200____I_70___I___ ____(anodo)
D A B C
Interatividade
São realizadas medidas de potencial dos A, B, C e do ferro frente 
ao meio M, obtendo-se:
 EA - EFe = - 350 mV
 EB - EA= 850 mV
 EC - EA=- 100 mV
Quais metais poderiam ser usados para proteger a ponte de ferro?
a) Apenas A. 
b) Apenas B. 
c) A e B.
d) A e C. 
e) A, B e C.
Resposta
São realizadas medidas de potencial dos A, B, C e do ferro frente 
ao meio M, obtendo-se:
 EA - EFe = - 350 mV
 EB - EA= 850 mV
 EC - EA=- 100 mV
Quais metais poderiam ser usados para proteger a ponte de ferro?
a) Apenas A. 
b) Apenas B. 
c) A e B.
d) A e C. 
e) A, B e C.
Proteção contra corrosão
 Um processo corrosivo e seu controle não devem ser tratados 
separadamente, o estudo de um implica no estudo do outro, 
pois por meio do mecanismo da corrosão podemos encontrar 
a forma melhor de combatê-la. 
 Em todos os métodos utilizados para o controle da corrosão 
devemos levar em consideração o fator econômico.
 Na maioria de casos, o prejuízo causado pela corrosão não se 
limita apenas ao custo da peça a ser trocada, mas também na 
parada total de uma unidade em operação para que se possa 
processar a substituição.
 Os tipos de proteção são: proteção catódica, proteção anódica 
e revestimentos.
Proteção catódica
 Ao mergulharmos uma lâmina de ferro limpa previamente 
numa solução diluída de cloreto de sódio, observa-se que, 
após algumas horas, aparece a coloração castanho-alaranjada, 
característica dos produtos de corrosão do ferro (Fe (OH)3 ou 
Fe2O3.H2O).
 Portanto, ocorre a corrosão eletroquímica do ferro. 
 Embora a placa pareça homogênea, geralmente apresenta 
heterogeneidades responsáveis pelo surgimento de inúmeras 
micropilhas locais. 
Proteção catódica
 Na proteção catódica impedimos a formação das pilhas de 
ação local e qualquer outro tipo de pilha, direcionando um 
fluxo de elétrons para a estrutura que se deseja a proteger 
transformando a estrutura a proteger no catodo de um 
novo sistema.
A corrente necessária é obtida de duas maneiras:
a) ligando-se ao polo negativo (onde saem os elétrons), 
um gerador de corrente contínua o material metálico a ser 
protegido. Tem-se a chamada proteção catódica forçada, 
imposta ou com corrente impressa.
b) ligando-se um metal anódico (de onde saem os elétrons) a 
estrutura a ser protegida (anodo de sacrifício).
Proteção catódica forçada
 É necessária uma fonte de corrente contínua e um eletrodo 
auxiliar (anodo) que pode ser do tipo ativo (sucata de ferro) 
ou inerte (grafite). 
 A densidade de corrente exigida para uma proteção completa 
depende do meio e do metal e será tão maior quanto maior for 
a velocidade da corrosão. 
 Se a corrente protetora promove a precipitação de película 
sobre a superfície do catodo, como ocorre em águas duras e 
água do mar, a corrente total reduz-se com a elevação da 
espessura da película. 
Proteção catódica por anodos de sacrifício
 São assim chamados, pois vão se corroendo durante o 
funcionamento do sistema.
 Forma-se uma célula galvânica em que o anodo auxiliar é um 
metal com maior potencial de oxidação que o da estrutura a 
proteger (catodo). 
 Como anodos de sacrifício, podemos usar magnésio e suas 
ligas e, com menor frequência, o zinco.
Proteção catódica por anodos de sacrifício
 Em águas duras, pode se formar sobre o aço uma película 
protetora predominantemente de CaCO3, gerado pela base 
como produtos de reação na superfície do catodo. 
 Nas superfícies protegidas catodicamente submetidas à água 
do mar, gradualmente forma-se um recobrimento semelhante. 
Quando são aderentes, diminuem a corrente total protetora, 
distribuindo-a com mais uniformidade.
Exemplos
 Atualmente, a peça a ser protegida catodicamente é sempre 
recoberta por material isolante. Isso diminui a corrente total e 
o número de anodos de sacrifício.
 Dessa forma, a extensão da peça protegida por anodo é maior. 
Um anodo de magnésio pode proteger até 8 km de uma 
tubulação enterrada enquanto para uma tubulação exposta ao 
ar a distância será da ordem de uns 30 m. 
 No caso de corrente imposta usando-se voltagens maiores, 
um anodo protege até 80 km de tubulação enterrada.
Proteção anódica
 O termo proteção anódica é usado para caracterizar situações 
nas quais a aplicação da proteção não anula a velocidade de 
corrosão, como na proteção catódica, embora esta velocidade 
seja brutalmente reduzida. 
 É, geralmente, empregada em metais como níquel, ferro, 
cromo, titânio e suas ligas, em condições em que os mesmos 
apresentem passivação, sendo sua aplicação limitada pela 
presença de halogênios, visto que estes destroem a 
passivação de ferro e aço inoxidável, especialmente 
os cloretos.
Proteção anódica
 A proteção anódica ocorre por meio da formação de uma 
película protetora nos materiais metálicos pela aplicação de 
uma corrente anódica externa. Esta corrente provoca a 
polarização do anodo que corresponde, na prática, à anulação 
da DDP da pilha de corrosão, gerada pelo recobrimento do 
anodo por um filme passivante.
 A aplicação da proteção anódica faz com que a dissolução do 
filme não seja possível, pois caso a película protetora sofra 
ruptura ou apresente falhas, novo filme é automaticamente 
formado. Este sistema precisa de grande controle do potencial 
usado, pois a aplicação de um potencial muito elevado pode 
causar a dissolução do metal.
Proteção anódica
 A melhor situação é obtida quando o metal necessita de uma 
corrente pequena para se manter passivado. Nesta situação, é 
possível manter a proteção com pequeno consumo de 
energia, o que torna o processo economicamente vantajoso.
 A proteção anódica pode ser usada em meios corrosivos 
fortes, como tanques de armazenamento de ácido sulfúrico, 
trocadores de calor de aço inoxidável para ácido sulfúrico, 
indústria de papel e outras situações.
Comparação entre proteção catódica e proteção 
anódica
 A proteção catódica pode ser utilizada em qualquer metal. 
 Já no emprego da proteção anódica, o metal que se deseja 
proteger deve sofrer passivação no meio corrosivo, ficando 
limitada ao ferro, níquel, titânio, cromo e ligas destes metais, 
sendo impossível a aplicação a metais que não se passivam, 
como zinco, magnésio, cádmio, prata, cobre e ligas de cobre.
 A proteção anódica deve ser usada em meios corrosivos 
fracos ou fortes, enquanto a proteção catódica é mais 
indicada para meios corrosivos fracos e com a necessidade 
de um número menor de eletrodos quando se aplica proteção, 
pois conseguimos uma uniformidade maior na distribuição da 
densidade de corrente.
Revestimentos
 Os revestimentos são usados como maneira de isolar o 
contato do metal com o meio agressivo. 
 Eles podem ser formados pela aplicação de muitos tipos de 
produtos e/ou substâncias sobre a superfície metálica ou pela 
aderência de produtos da corrosão à superfície atacada.
Os revestimentos podem ser classificados como:
 metálicos;
 não metálicos inorgânicos;
 não metálicos orgânicos.
Revestimentos metálicos
Aplicação de filmes metálicos sobre a superfície do metal. 
Analisando os potenciais relativos do metal de cobertura e do 
metal base em determinado ao meio eletrolítico, podemos ter as 
situações seguintes:
 Caráter anódico: quando o metal do filme de proteção possui 
maior potencial de oxidação que o metal base.
 Caráter catódico: quando o metal do filme de proteção possui 
menor potencial de oxidação que o metal base.
Revestimentos não metálicos inorgânicos
 Substâncias inorgânicas geradas ou aderidas sobre a 
superfície metálica. Podem ser óxidos, cimentos, carbetos, 
nitretos vidros, esmaltes vitrosos, porcelanas entre outros.
 Os óxidos,carbetos e nitretos são geralmente usados para 
revestimentos que resistam a temperaturas elevadas.
 As películas protetoras obtidas pela deposição de produtos de 
reação química entre o metal e um meio adequado protegem o 
material metálico contra posterior ação agressiva.
 Entre os processos mais utilizados para a obtenção de 
revestimentos inorgânicos são a anodização, a cromatização e 
a fosfatização.
Revestimentos não metálicos orgânicos
 A utilização das tintas como revestimento é destacado pela 
facilidade de aplicação e baixo custo, mas não pela eficiência 
no combate a corrosão. 
 Barreira: quando aplicamos sobre a superfície metálica uma 
camada suficientemente espessa de material que impeça a 
penetração do meio corrosivo.
Polímeros
 Utilizados como revestimento ou, em certos casos, até mesmo 
como o próprio material de construção do equipamento, 
quando devemos proteger estruturas de meios fortemente 
agressivos. Ex.: silicones, elastômeros artificiais, como 
Neoprene, plásticos e borrachas.
Interatividade
Quanto aos revestimentos inorgânicos formados por filmes ou 
películas, pode-se afirmar:
a) Apresentam resistência mecânica acentuada.
b) Podem ser aplicados de forma localizada.
c) Podem ser aplicados em qualquer concentração.
d) Não devem ser aplicados em locais onde será necessária a 
aplicação de esforços mecânicos com o uso de ferramentas.
e) Podem ser aplicados em situações em que é necessária 
extrema resistência mecânica.
Resposta
Quanto aos revestimentos inorgânicos formados por filmes ou 
películas, pode-se afirmar:
a) Apresentam resistência mecânica acentuada.
b) Podem ser aplicados de forma localizada.
c) Podem ser aplicados em qualquer concentração.
d) Não devem ser aplicados em locais onde será necessária a 
aplicação de esforços mecânicos com o uso de ferramentas.
e) Podem ser aplicados em situações em que é necessária 
extrema resistência mecânica.
ATÉ A PRÓXIMA!