Influência do solo no processo de corrosão

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Universidade do Estado do Amazonas – UEA 
Escola Superior de Tecnologia - EST 
Engenharia Química 
 
REFERENCIAL TEÓRICO 
 A INFLUÊNCIA DO SOLO NO PROCESSO DE CORROSÃO 
Marinélio Gomes Costa – 1315140318 
 
1 - SOLOS 
 
É formado por uma mistura de compostos de origem mineral e orgânicos, constituído 
pela interação de processos físicos, químicos, e biológicos, surgidos através do horizonte 
inicial, que nesse caso é a rocha primária. A atividade doa agentes no solo, constitui faixas 
horizontais, chamadas de horizontes, as quais dão a cada horizonte perfis próprios. O solo é 
para os seres vegetais além de meio de fixação, uma forma de nutrição essencial ao 
desenvolvimento das plantas . Muitas das vezes, o solo que vemos hoje em alguns lugares, 
pode ter sofrido modificações do homem. Ele é formado por partes líquidas, gasosas e sólidas. 
[1][2]
 
De forma geral, podemos dizer que solo é a camada que recobre a crosta terrestre, 
constituído de matéria orgânica, seres vivos, minerais, ar e água. É no solo que está a maior 
parte da biosfera. O solo é utilizado para diversos fins: utilizado para fazer plantações até 
servir de suporte para construções. 
 
1.1 - HORIZONTES DO SOLO 
 
Seções quase paralelas que se diferem uma das outras por fatores como: origem do 
material formador, transformações de energia e outros. O horizonte do solo possui 
características próprias, trazendo a cada um, uma determinada importância na vida dos seres 
humanos. 
Sob a atuação de um conjunto de ocorrências biológicas, físicas e químicas. O solo 
se origina através de um encadeamento de camadas uma em cima da outra de forma que cada 
horizonte apresenta distinções devido suas inúmeras propriedades. Sobras de plantas são 
acumuladas mais próximas a superfície, ficando mais escura com a presença da matéria 
orgânica depositada no solo. Alguns materiais sólidos se transferem sob a ação de fenômenos 
externos e internos de um lugar para outro, tendo como produto final, horizontes decaídos 
sobre horizontes ricos em determinados compostos orgânicos e minerais. As mudanças e 
retiradas ocorridas pelo conjunto de fenômenos físicos, químicos e biológicos acontecem com 
grande proporção na parte de cima do solo.
[1][3]
 
 
O perfil de solo pode conter os seguintes horizontes, como mostra a Figura 1.1. 
 
 
Figura 1.1 – Perfil do solo e seus principais horizontes 
Fonte: Meurer, 2004. 
 
Podemos concluir que, cada horizonte apresenta estilos que os tornam um diferente 
do outro. As divergências mais distintas entre os horizontes está principalmente nas cores que 
cada um apresenta, devido os materiais que são formadores de cada seção. Diferentes 
características quando combinadas são as que tornam os solos adequados para as inúmeras 
formas de uso, sendo que cada horizonte apresenta grande importância para a sociedade. 
 
. 
1.2 - MORFOLOGIA DO SOLO 
 
A identificação do solo é realizada por características que cada tipo de solo possui. 
As características morfológicas podem ser realizadas sem máquinas tecnologicamente 
avançadas, o que torna mais fácil o estudo das classes dos solos. 
As características e propriedades do solo são importantes para um melhor 
entendimento de conceitos e expressões. As principais propriedades morfológicas analisadas 
são: cor, textura, estrutura e consistência.
[3][4]
 
1.2.1 - Cor: é uma das características que mais chama a atenção no exame de um 
perfil do solo, e é facilmente distinguível por análise visual e por outros métodos. Temos 
solos escuros, cinzentos, amarelados, vermelhos, brunados, nas mais variadas 
intensidades.
[3][4][5] 
 
1.2.2 - Textura: Fase mineral sólida do solo é a principal propriedade determinante da 
retenção e da dinâmica da água no solo. Importantes processos e reações físicas e químicas 
que ocorrem nos solos estão associados à textura.
[3][4][6]
 
1.2.3 - Estrutura: o arranjo ou disposição das partículas constituintes do solo. 
Importantes processos e reações físicas e químicas que ocorrem nos solos estão intimamente 
associados à estrutura do solo.
[4][7]
 
1.2.4 - Consistência: refere-se à resistência do solo quanto a deformação e ruptura. 
Ocorrem de acordo com o grau de umidade do solo.
[4][7]
 
 Saber como cada solo se comporta, quais suas características, é de fundamental 
importância para qualquer estudo voltado a ciência do solo. O tamanho do grão do solo, sua 
coloração, a consistência e outras características dão a cada tipo de solo, uma forma correta de 
ser utilizado, um local apropriado para sua utilização e outras aplicações. Conhecer a 
anatomia dos solos é um dos fatores decisivos para identificar qualquer situação que envolva 
essa mistura de compostos minerais e orgânicos. Assim como, atráves da morfologia do solo 
estudar quais os principais meios de evitar ou entardecer esse tipo de problema. O solo é um 
dos fatores que frequentemente está atuando no processo de corrosão, visto que, grande parte 
de dutos que transportam algum material, estão enterrados. Enfim, corrosão é hoje, um 
fenômeno presente em qualquer lugar. 
 
 
 
 
2 - CORROSÃO 
 
A corrosão significa de forma geral, a deterioração de um material como resultado de 
sua reação com o meio ambiente. A corrosão em sua maioria, é um processo espontâneo. 
Apesar de ser comumente associado aos metais, este é um fenômeno muito mais amplo e 
também ocorre com materiais não metálicos. Ocorrem com frequência danos aos 
equipamentos e instalações acarretando complicações do ponto de vista de segurança 
industrial e ambiental.
[8][9][10] 
 
 
2.1 - CLASSIFICAÇÃO DE CORROSÃO 
 
Na classificação de corrosão, ocorrem três tipos: a corrosão eletrolítica, a corrosão 
química e por fim, a corrosão eletroquímica, está última (corrosão eletroquímica) que é muito 
comum de acontecer, principalmente na presença de umidade.
[8]
 
Corrosão eletroquímica – é um processo espontâneo, passível de ocorrer quando um 
metal está em contato com um eletrólito, onde acontecem, simultaneamente, reações anódicas 
e catódicas. É mais frequente na natureza e realiza-se necessariamente na presença de água. 
Como por exemplo, a formação da ferrugem. (Eq. 2.1 e 2.2) 
[10]
 
 
Reação anódica (oxidação): Fe → Fe2+ + 2e¯ (Eq. 2.1) 
Reação catódica (redução): 2H₂O + 2e¯ → 2OH¯ (Eq. 2.2) 
 
A corrosão, ato de deterioração de um material, podendo ser ou não metálico é um 
fenômeno comum em nosso dia-a-dia. O ato de deteriorar, assim como a questão do solo deve 
ser estudado com uma dada atenção, pois, existem diversas formas e classificações, bem 
como, soluções e prevenções diferentes para cada caso. Como por exemplo, a solução 
aplicada para evitar corrosão em pilares de construções, não é a mesma utilizada para dutos 
enterrados, visto que, cada situação apresenta fatores incomuns. 
 
 
 
 
3 - CORROSÃO E SOLOS 
 
O comportamento do solo como meio corrosivo deve ser considerado de grande 
importância, levando-se em consideração as enormes tubulações enterradas. A velocidade de 
corrosão no solo não é muito influenciada por pequenas variações de composição ou estrutura 
do material metálico, sendo mais influente a natureza do solo. 
[3] [8] [11]
 
 
3.1 - CORROSIVIDADE DE SOLOS 
 
Nos solos, assim como em outros meios, a corrosão consiste numa reação 
eletroquímica de oxirredução onde alguns constituintes do solo são reduzidos enquanto que o 
metal é oxidado a íons positivos. As características do solo, facilitam uma atuação especial na 
corrosão eletroquímica, alterando as características dos processos anódico e catódico. A açãodo solo no processo corrosivo, deriva de suas propriedades e suas peculiaridades. 
[8] [11] [12] [13] 
 
3.1.1 – Elementos que atuam na corrosividade dos solos 
 
3.1.1.1 - Textura e estrutura do solo: solos argilosos possuem partículas finas, de 
baixa permeabilidade, e por isso, há tendência de retenção de umidade que normalmente 
favorece a corrosão do metal. Por outro lado, os grandes vazios de solos arenosos permitem 
rápida penetração de ar e alta permeabilidade de água, ocasionado pouca retenção de água, o 
que gera baixa corrosividade. 
[3] [8] 
3.1.1.2 - Resistividade: a prova de quão resistente é o solo, é uma maneira de 
informar com que intensidade a corrosão do solo está atuando no metal enterrado. Essa 
resistência é modificada ao passar dos tempos, dependendo de inúmeros fatores, tanto 
externos quanto internos 
[1] [8] [12] [13]
. Métodos para testar essa resistividade do solo, estão cada 
vez mais sendo utilizados. Dentre eles, o Método de Wenner, ou Método dos 4 pinos, é o mais 
utilizado 
[13]
. 
3.1.1.3 - Potencial Redox: Através do potencial redox é possível estimar se o solo é 
aeróbio ou anaeróbio e se compostos químicos, tais como óxidos de ferro ou nitratos foram 
quimicamente reduzidos ou ainda estão presentes nas suas forma oxidadas. Através de 
medidas entre um eletrodo inerte, em geral platina, e um eletrodo de referência, obtém-se o 
potencial redox, e através dele pode-se estimar a corrosividade dos solos. Um meio oxidante 
possui um potencial redox positivo.
[3][13]
 
3.1.1.4 - Potencial de hidrogênio: é a medida do pH no solo. Solos com pH abaixo 
de 5 podem ajudar para uma corrosão severa e rápida. Solos com pH 6 promovem corrosão 
com baixa resistividade. O pH entre 6,5 e 7,5 em falta de oxigênio promove corrosão com 
microrganismos. Já pH maior que 8 contendo sais dissolvidos, tem baixa resistência.
[1][8][12][13] 
3.1.1.5 - Umidade: o teor de umidade do solo pode alterar de forma significativa a 
resistência do solo. A água promove a ionização dos eletrólitos presentes no solo completando 
assim, o circuito do processo corrosivo. Em solos secos, as condições tornam-se mais aeróbias 
e as faixas de difusão de oxigênio são maiores. 
[8][12] 
 
3.2 - CORROSÃO EM DUTOS ENTERRADOS 
 
Os dutos são materiais sujeitos a corrosão. A corrosão pode levar ao rompimento de 
tubulação seja ela de gasoduto, transporte de água, oleodutos. Caso ocorra o vazamento do 
produto que é transportado, grande será o prejuízo financeiro como também o ambiental. 
Essa corrosão em estruturas enterradas é resultado de propriedades físico-químicas, biológicas 
e por fatores externos. Como já foi citado na (Secção 3.1.1) 
[3][11] 
No meio de inúmeros materiais que podem sofrer o processo de corrosão, o aço 
carbono é o mais utilizado na indústria e, cerca de 20% do aço fornecido, destina-se a 
recomposição de materiais, partes ou equipamentos que sofreram processo de corrosão. As 
indústrias de petróleo e petroquímica são as mais atingidas pela ação da corrosão, pois como 
consequência criam despesas em toda a produção do material que seria produzido, desde a 
extração até a refinação do petróleo
[14][9]
. Dutos enterrados passam por uma variedade de 
solos, texturas, profundidades, e em alguns casos, os íons agregam a corrosividade do solo.
[3] 
A corrosão de tubulações no solo é um processo eletroquímico com uma reação 
anódica, onde o metal é oxidado e uma reação catódica com a redução do oxigênio, conforme 
(Eq. 3.1 e Eq. 3.2). 
[11] 
Fe → Fe2+ + 2e¯ (Eq. 3.1) 
 
1
2
O2 + H2O + 2e¯ → 2OH¯ (Eq. 3.2) 
 
 
 
As causas mais comuns em solos responsáveis pela corrosão eletroquímica são: 
[3] 
Eletrodos metálicos diferentes; 
Concentração diferencial; 
Aeração diferencial; 
Temperatura diferencial. 
Tubulações enterradas estão sujeitas também, a corrosão por correntes elétricas, 
microorganismos e outros meios. 
 
3.3 – MÉTODOS PARA PROTEGER DUTOS ENTERRADOS 
 
Com o grande poder corrosivo que o solo apresenta, a busca por meios que venham a 
prevenir e proteger ao dutos enterrados, estão cada vez mais sendo estudados e analisados os 
que já estão em comercialização. As formas mais usuais para proteção externa são
[8]
: 
 
Revestimentos: as ações protetoras de revestimento anticorrosivos podem ser 
explicadas devido a formação de películas de óxidos, hidróxidos e outros compostos pela 
reação de metais. Os requisitos de um bom revestimento são: baixa permeabilidade, 
resistência química ao meio agressivo e outras propriedades físicas adequadas. Nessa forma 
de proteção, os materiais mais comuns utilizados são: betume, polietileno, alcatrão de hulha-
epóxi e fita plástica.
[8][11][14] 
 
Proteção catódica: proteger catodicamente uma estrutura é eliminar, por processo 
artificia, áreas anódicas fazendo com que a estrutura tenha característica catódica. Em dutos, o 
aço é polarizado a uma condição de imunidade, devido a ação da proteção catódica.
[3] 
Sua finalidade é complementar a ação dos revestimentos diminuindo assim, a 
incidência de falhas. Os protetores catódicos são íons capazes de reagir com alcalinidade 
catódica, produzindo compostos não solúveis.
[14] 
É feita com ânodos galvânicos ou de 
sacrifício (geralmente utiliza-se o magnésio), por corrente impressa ou forçada.
[8]
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
[1] LUCHESE, E. B.; FAVERO, L. O. B.; LENZI, E. Fundamentos da Química do Solo. 
2.ed. Rio de Janeiro: Freitas Bastos, 2002. 
[2] EMBRAPA – EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA. Centro 
Nacional de Pesquisa de Solos. Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. Brasília: 
Embrapa Produção de Informação; Rio de Janeiro: Embrapa Solos, 2006. 
[3] LOUREIRO, Aline Marta Vasconcelos. Estudo da Corrosão de dutos enterrados em 
solos contaminados por substâncias químicas. Rio de Janeiro, 2005. Dissertação (Mestrado 
em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos) – Escola de Química, Universidade do 
Rio de Janeiro, 2005. 
[4] MEURER, E. J. Fundamentos de Química do Solo. 2.ed. Porto Alegre: Gênesis, 2004. 
[5] LEPSCH, I.F. Formação e Conservação dos Solos. São Paulo: Oficina de Textos, 2007. 
[6] MAGALHÃES, Regiane Campos. As características físicas, químicas, mineralógicas e 
hidráulicas do solo e sua susceptibilidade ao processo de terras caídas: Comunidade do 
Divino Espírito Santo – Iranduba/AM. Manaus, 2011. Dissertação (Mestrado em 
Geografia) – Instituto de Ciências Humanas e Letras, Universidade Federal do Amazonas, 
2011. 
[7] CAPUTO, H.P. Mecânica dos Solos e suas aplicações. 6ed., vol.1, Rio de Janeiro: LTC – 
Livros Técnicos e Científicos, 1988. 
[8] GENTIL, Vicente. Corrosão. 6.ed. Rio de Janeiro: LTC – Livros Técnicos e Científicos 
Editora, 2011. 
[9] SANTOS, A. D. Estudo da resistência a corrosão em aço e revestimentos visando 
aplicação em hastes de bombeio de petróleo. Aracaju, 2008. Dissertação (Mestrado em 
Engenharia de Processos) – Universidade Tiradentes, 2008. 
[10] MERÇON, F.; Guimarães, P.I.C. Corrosão: Um Exemplo Usual de Fenômeno Químico, 
Química Nova na Escola, Rio de Janeiro, v.1, n.19, p. 11 – 14, 2004. 
[11] SILVA, Sabrina Neves da. Estudo da Corrosão no Solo de aços para dutos protegidos 
catodicamente. Rio Grande do Sul, 2007. Dissertação (Mestrado em Engenharia) – Escola de 
Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2007. 
[12] BRASIL, S.L., SILVA, J. da. Critério de avaliação da corrosividade de solos baseado na 
sobretensão de hidrogênio, Corrosão e Protecção de Materiais, Lisboa, v.29, n.1, p.19 – 25, 
2010.[13] LOUREIRO, A.; BRASIL, S.;YOKOYAMA, L. Estudo da corrisividade de solo 
contaminado por substâncias químicas através de ensaios de perda de massa e índice de 
Streinrath, Corrosão e Protecção de Materiais, Lisboa, v.26. n.4, p.113 – 121, 2007. 
[14] Frauches,C. S.; Albuquerque, M. A.; Oliveira, M. C. C.; Echevarria, A. A Corrosão e os 
Agentes Anticorrosivos, Revista Virtual de Química, Rio de Janeiro, v.6, n.2, p. 293 – 309, 20014.